PROYECTO DE FACTIBILIDAD PARA INSTALAR UNA PLANTA DE ELECTROFORMADO A BASE DE COBRE EN TACNA

PROYECTO DE FACTIBILIDAD PARA INSTALAR UNA PLANTA DE ELECTROFORMADO A BASE DE COBRE EN TACNA1 de agosto de 2013

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANNESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA

TEMA: PROYECTO DE FACTIBILIDAD PARA INSTALAR UNA PLANTA DE ELECTROFORMADO A BASE DE COBRE EN TACNAINTEGRANTES: ALEXANDER ESCOBAR AROCUTIPA BERNARDO CONDORI LIMACHE FREDY ROMERO ALIAGA

CURSO: PROYECTOS DE INVERSION METALURGICA

DOCENTE: Msc. MATIAS CARLOS VIVAR COLQUICOCHA

AO DE ESTUDIOS: CUARTO AO

FACULTAD: FACULTAD DE INGENIERIAS

ESCUELA: ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA

SEMESTRE ACADEMICO: 2013-I

FECHA DE ENTREGA: 01/08/2013

TACNA - PERU2013CAPITULO IASPECTOS GENERALES

1.1 PROBLEMTICA

La realizacin del presente proyecto surge como consecuencia a los siguientes factores:El electroformado, es un proceso que implica la produccin o reproduccin de artculos (cuadros o galvanos) por deposicin electroltica.

a) El desarrollo de esta actividad en nuestro pas, ha sido manifestada incipientemente, debido al desconocimiento y la falta de difusin existentes sobre tcnica aplicadas en los procesos de electrodeposicin.

b) La comercializacin de los productos por las plantas existentes, esta destinado solo al mercado interno y algunas ciudades, la cual no satisface al mercado nacional e internacional, siendo aun sus costos bastante elevados; por ser empresas nicas a nivel nacional.

c) Actualmente en Tacna, no existen plantas similares dedicadas a la fabricacin de cuadros o galvanos en alto relieve por el proceso de electroformado; en lo referente a galvanos, en su mayora lo realizan por mtodos artesanales.

d) La enorme afluencia de turistas que visitan Tacna con fines comerciales, no encuentran artesanas tpicas de la zona.

e) Siendo el cobre un recurso natural representativo de la regin, sin embargo es escasa su aplicacin a pesar de disponer de este recurso tan importante que en su mayor arte es destinado al mercado internacional sin asignarle mayor valor agregado. Es imprescindible que en Tacna, de forje sin algn tipo de actividad industrial o artesanal en base a este recurso natural 1.2 OBJETIVOS

El presente proyecto a nivel de factibilidad tiene los siguientes objetivos:

a) Ser al departamento de Tacna, una zona representativa al recurso natural mas importante de la regin como es el cobre, mediante la produccin de cuadros o galvanos ornamentales y religiosos en alto relieve.

b) Demostrar la factibilidad de la instalacin de una planta para la produccin de electroformas diversas en cobre, destinados al mercado local y nacional.

c) Aplicar una tcnica adecuada para la produccin de electroformas a escala industrial y brindar una alternativa de solucin al problema de manufactura en productos similares, sustituyendo de tal forma a los mtodos de obtencin artesanal y costosa como es el repujado.

d) Consolidar unidades de produccin artesanal dentro de un concepto empresarial a efecto de forjar eficiencia y competitividad en el mercado externo.

1.3 JUSTIFICACION E IMPORTANCIA

El proyecto de instalacin de una planta de electroformado a base de cobre en la ciudad de Tacna, se justifica plenamente por las siguientes razones:

a) Su realizacin impulsara al desarrollo tcnico-econmico de la regin sur al obtenerse mayor valor agregado y generar nuevos puestos de trabajo.

b) Existe disponibilidad de materia prima y a bajo precio, ya sea en su forma de desecho (ctodos defectuosos) o en chatarra de cobre de la zona.

c) Existe la infraestructura necesaria (agua, fluido elctrico, vas de comunicacin, etc.).

d) La tecnologa del proceso de fabricacin es sencilla, ya que se trata de un proceso similar al de refinacin electroltica o recubrimientos metlicos.

e) Tacna es uno de los departamentos con mayor ingreso per cpita en el pas. Adems tiene un alto flujo de turismo como resultado de la ZOTAC.

f) En estas condiciones, esta industria asegura su rentabilidad por ser una actividad a corto plazo.

CAPITULO IIESTUDO DE MERCADO2.1 INTRODUCCIONEn este capitulo toca evaluar la oferta y a demanda dentro del mercado local del producto a fabricarse (cuadros o galvanos electroformados en cobre con motivos ornamentales y religiosos, entre otros) y observar si efectivamente se justifica la ejecucin del presente proyecto.

Este anlisis, pretende estimar con la mxima aproximacin posible la cantidad de productos electroformados que puede colocarse al mercado local, resultante de la nueva unidad de produccin industrial-artesanal.

La fuente de informacin necesaria para la evaluacin del estudio de mercado, se harn segn la etapa del estudio de factibilidad, en el que usaremos como tcnicas de investigacin la informacin directa atraves de datos estadsticos de poblacin econmicamente activa (PEA), datos de afluencia de turistas que ingresan a nuestra ciudad y la encuesta de tipo referencial; dado a que no se registran datos estadsticos de produccin sobre este tipo de productos o fines; por las instituciones encargadas, pero la comercializacin es evidente sobre productos similares o fines por las tiendas comerciales y/o artesanales de nuestra ciudad.

2.2 IDENTIFICACION DEL PRODUCTO

El rubro principal d esta actividad, ser la produccin de cuadros o galvanos electroformados con motivos ornamentales y religiosos entre otros para el mercado local, posteriormente se estima proyectar al mercado nacional con electroformas tpicas del lugar; as como la produccin de enchapes de cobre para el mercado externo respectivamente.

La aplicacin del presente proyecto estar supeditada a la produccin de los siguientes artculos:

A. CUADROS O GALVANOS ELECTROFORMADOS CON MOTIVOS REPRESENTATIVOS A TACNA Y LA REGION.(Vista de la Plaza de Armas, la Pileta, Alto de la Alianza, entre otros).

B. CUADROS ELECTROFORMADOS CON MOTIVOS RELIGIOSOS.(Fabricacin de Cenas, Corazn de Jess, Seor de los Milagros y otros en tamaos diversos).

C. ELECTROFORMAS DIVERSAS.(Escudos, Emblemas, Placas recordatorias para instituciones publicas o privadas, adornos de sala u oficina).

Para el anlisis del estudio de mercado, nos referiremos a los dos primeros motivos mencionados, los cuales han demostrado tener gran expectativa de parte de un sector de la poblacin local, comercial e internacional; cuyas caractersticas y particularidades sealaremos a continuacin:

CARACTERISTICAS DEL PRODUCTOEstos artculos, sern fabricados por el proceso de deposicin electroltica utilizando moldes permanentes segn el diseo.

CARACTERISTICAS DEL PRODUCTOPRODUCTOS ELECTROFORMADOSDESCRIPCION

a) Cuadros y galvanos con motivos representativos a Tacna. Electroformas en cobre quemado semibrillante, de relieve regular, presentado en dos versiones:a) Electroforma con cavado simple o fondo de pana.b) Con moldura y/o marco electroformado.

b) Cuadros con aditivos religiosos. Electroformado en alto relieve en cobre quemado semibrillante o con recubrimiento de plata.a) Con moldura o marco electroformado.b) Motivo recortado con fondo de vidrio negro con moldura.

DIMENSIONES DEL PRODUCTO

Las dimensiones del producto, inicialmente se harn de tamao standard y accesibles al mercado local, pudiendo posteriormente estar sujeta a la modificacin de diseo y dimensiones con el fin de diversificar el producto.

USOS

Los cuadros (ornamentales, religiosos) y galvanos en cobre en alto relieve con motivos y matices diversos, se enmarcan dentro del aspecto del arte decorativo respectivamente. Los primeros dirigidos principalmente a los hogares, y los segundos dirigidos a las empresas privadas y entidades pblicas.

DIMENSIONES DEL PRODUCTOPRODUCTOS ELECTROFORMADOSELECTROFORMA INICIAL (cm)ESPESOR Y AREA PROMEDIOACABADO (cm)

e (mm)A (dm2)SimplePanaMoldura

A) Motivo local (Vista: Plaza de Armas)33 x 240,758,032x2342x3245x35

B) Motivo Religioso (Cena en alto relieve)34,5 x 220,757,534x21-43x31

FUENTE.- Estimacin propia y empresas de Lima.

El uso de estos productos de calidad indiscutible, se pondr de manifiesto en muchos hogares y oficinas de nuestro medio, dndole desde luego realce caracterstico am ambiente, asi como la identificacin de quien loa adquiera, ya que la poblacin de Tacna se muestra identificada histricamente por su tradicin cvica y religiosa respectivamente.

En el caso de los galvanos, las cuales difieren de los anteriores en tamao y relieve, su uso es de preferencia, por lo general por las empresas, como las entidades pblicas y privadas, demandando unidades considerables con grabados representativos de su institucin con el fin de obsequiar a sus servidores o visitantes ilustres.

2.3 ESTUDIO DE LA DEMANDA

En vista de la no existencia de datos oficiales de produccin y comercializacin de produccin y comercializacin de produccin y comercializacin de productos electrofomados o afines a nivel local y nacional; por ser un rubro poco conocido, ya que solamente existen dos plantas similares dedicados a esta actividad en la ciudad de Lima, cuyo nivel de produccin es difcil de precisar por ser empresas nicas, as como los productos repujados que se fabrican artesanalmente en nuestro medo; cuyas limitaciones en cuanto a manufactura y otros hacen evidentes la inexistencia de estadsticas de produccin.

El estudio de la demanda para el presente proyect, estar supeditada a informacin de tipo secundario tomando como referencia datos de poblacin total y poblacin econmicamente activa del departamento de Tacna, de acuerdo a los censos y tasas de crecimientos efectuadas por el Instituto Nacional de Estadstica e Informtica (INEI-TACNA); tal como se muestra en os cuadros No. 1 y 2. Asimismo, empleando datos de afluencia de tursticas nacionales u extranjeros que ingresan a Dpto. de Tacna, cuyo movimiento es permanente tal como se puede observar en el cuadro No. 3.

2.3.1 Demanda Local

Por la ubicacin geogrficamente de Tacna, y por los beneficios inherentes a su condicin de Zona Franca Comercial, Tacna ofrece excelentes perspectivas para la instalacin de una planta de electroformado.

CUADRO N 1DATOS ESTADISTICOS DE POBLACION Y POBLACION ECONOMICAMENTE ACTIVA (PEA) DEL DEPARTAMENTO DE TACNAAOPOBLAC. TOTAL TACNA (Hab)POBLAC. TOTAL 15 AOS A + (Hab)PEA(Hab)PEA%TASA DE CRECIMIENTO (%)

POBLAC. DPTO.POBLAC. 15 A +PEA

195 44455 73532 19257,8

2143 08589 67851 86758,14,65,75,4

3218 353146 12481 36755,73,64,23,8

FUENTE.- Instituto Nacional de Estadstica e Informtica de Tacna Direccin Nacional de Censos y Encuestas.CUADRO N 2POBLACION HISTORICA TOTAL ECONMICAMENTE ACTIVA POR ESTRATOS DEL DEPARTAMENTO DE TACNA (1999-2013)

AOPOBLAC. TOTAL TACNA (Hab)POBLAC. TOTAL 15 A +PEA(Hab)DISTRIB. PEA/ESTRATOS(*)PEA/ESTRATO TOTAL

MEDIO (39,3 %)ALTO (6,5 %)

1999143085896785186720384337123755

2000148236934445383821158349924657

2001153512973695588421962363225594

20021591011014585800722797377026567

20031648291057196021123663391427577

20041707631101596249924562406228624

20051769101147866487425495421729712

20061832791196076733926464437730841

20071898771246306989827470454332013

20081967131298647255428514471633230

20092037951353187531129597489534492

20102117431410017817330722508135803

20112183531461248136731977528937266

20122262141522618445933192549038682

FUENTE.- Elaborado en base a Poblacin Total Econmicamente Activa (PEA) y Estratos INEI-TACNA (*) Datos de encuesta proporcionado por ENSECO TACNA- 2012-JULIO.

Tomando como cifras oficiales de la Oficina de Estadstica, Tacna cuenta con una poblacin de 226 214 habitantes, de los cuales 84 459 personas constituyen la poblacin econmicamente activa, es decir el 55,5% de la poblacin de Tacna; deducindose de este ltimo, que el 6,5% representa el estrato alto, el 39,3% lo constituye el estrato medio y el 54,2% el estrato bajo.

En el caso de la demanda local de cuadros ornamentales y religiosos, podemos asumir que los estratos alto y medio (45,8%) son susceptibles de adquirirlos; asumiendo el criterio pesimista el 8%, optimista el 15% y promedio de 11,5%: tendramos la siguiente proyeccin de demanda.A esto habra que agregar la demanda por turismo, el cual se ha visto incrementado desde el funcionamiento de ZOTAC.

Por lo que se deduce que existen una afluencia promedio anual de 177 210 turistas nacionales y 14 088 turistas extranjeros (2012), tal como se ve en el cuadro N3. Todas estas personas son susceptibles, en mayor o menor grado a interesarse por la produccin de electroformas con motivos representativos de Tacna.

En base a estas cifras, estamos en condiciones de proyectar la demanda por turismo; asi mismo, tomando el criterio pesimista del 1%, optimista 5% y promedio de 3%, tal como se puede apreciar en el cuadro N4.

En el caso de los galvanos, se estima que tanto las empresas como entidades pblicas y privadas y privadas, suelen ofrecer regularmente galvanos representativos de su institucin a sus servidores y visitantes ilustres.

Para fines de este proyecto se considera como marginal la demanda de galvanos electroformados, sin dejar de considerar su importancia.

CUADRO N3COMPOSICION DEL TURISMO EN TACNA(2006-2012)AOPROCEDENCIA

NACIONALEXTRANJEROTOTAL

2006158160191091772699

200717146621497192963

200825092811141262069

20092600578821268878

20102077378275216012

20111736879210182897

201217721014088191298

FUENTE.- Oficina de la Direccin de Turismo Direccin Sub-Regional ITINCI-TACNA

2.3.2 Demanda Actual y Futura

Para proyectar la demanda interna de cuadros o galvanos electroformados para el horizonte de planeamiento del proyecto, se hizo en base al ajuste de la curva aplicando el mtodo de los mnimos cuadrados y haciendo uso de la ecuacin de regresin lineal, tomando como criterio oficial la serie histrica de poblacin (PEA) y la afluencia de turistas con sus respectivas alternativas de proyeccin por consumidores aparentes en el departamento de Tacna, tal como se aprecia en el cuadro N4.

La proyeccin de la demanda interna de electroformas se muestra en el cuadro N5. As en tiene que, para el ao de 2014, nuestro primer ao de operaciones o de produccin se tendr un promedio total de 10901 aparentes consumidores, que incluye tanto la poblacin PEA y turistas, con la colocacin de una unidad de produccin mnima por consumidor; mientras que en el ao de 2016 la demanda proyectada ser de 11111 unidades y la demanda para el ao 2000 ser de 11322 unidades electroformas.

Por lo que se aprecia que siempre va existir demanda no satisfecha, a pesar de que la afluencia de turistas a tenido en los ltimos aos un pequea decrecimiento, en el futuro el consumo de estos productos estar garantizado y ser mayor cuando se mejore las estrategias de promocin por el turismo en Tacna, a nivel Nacional e Internacional.

CUADRO N4PROYECCION DE LA DEMANDA POR POBLACION ECONOMICAMENTE ACTIVA Y AFLUENCIA DE TURISMO, CON ALTERNATIVA DE CONSUMO PROBABLE DE ELECTROFORMAS EN EL DPTO. TACNA

AOPOBLACION LOCAL (PEA)POBLACION TURISTICA LOCAL

TOTAL PROYECT. PEA/ESTRATO(*)PROYECCION CONSUMID. PROBABLESTOTAL PROYECT. TURIS. NAC. Y EXT (**)PROYECCION CONSUMID. PROBABLES

OPTIMISTA(15%)PESIMISTA(8%)PROMEDIO(11,5%)OPTIMISTA(15%)PESIMISTA(1%)PROMEDIO(3%)

2013391825877313545002096121048020966288

2014403246049322646382087511043820886263

2015414666220331747692078901039520796237

2016426086391340949002070301035220706211

2017437516563350050322061691030820626285

2018448936734359151632053081026520536159

FUENTE.- elaborado en base a las proyecciones de poblacin PEA/ESTRATOS y afluencias de turismo Tacna.* Proyeccin Estimada (PEA) ** Proyeccin Estimada (turismo)Ecuacin = 22050,235 + 1142,125X Ecuacin = 216498,29 860,78X

Dichas cifras se utilizaran y tomaran en cuenta al momento de efectuar la seleccin del tamao de planta.

CUADRO N5PROYECCION DE LA DEMANDA TOTAL DE ELECTROFORMAS DIVERSAS

AO

DEMANDA PROYECTADA(Unidades)

201310794

201410901

201511032

201611111

201711217

201811322

Capacidad de Instalacin de la Planta

La capacidad de instalacin de la nueva planta, se hace a un horizonte de 5 aos, en base a la proyeccin de la demanda, en nuestro caso para el ao 2000 ser 11322 unidades y se cubrir el 80% de la demanda as tenemos:

11322 * 0,80 = 9058 unidades/ao = 9058 unidades/aoEn consecuencia la nueva planta tendr una capacidad instalada de 9100 unidades electroformadas/ao. Por lo que se considera un tamao econmico de planta, que operara inicialmente en un solo turno de Lunes a Sbado; das de operacin en el ao 286 das.

2.4 ESTUDIO DE LA OFERTALa oferta de los productos electroformados, se encuentra centralizada en la ciudad de Lima, donde la produccin est dirigida mayormente a electroformas con motivos religiosos, no existiendo oferta de electroformas con motivos costumbristas o regionales a nivel nacional y local.

2.4.1 Oferta Actual y Futura

En el mercado nacional existen dos plantas similares que orientan su actividad a la produccin de cuadros electroformados, cuyo mercado principal lo constituye Lima y algunas ciudades fundamentalmente.

Estas dos plantas operan en Lima y su nivel de produccin es difcil de precisar, ya que esta sujeta a ciertos factores exgenos, como son estacionalidad y poder adquisitivo de la poblacin. Estas plantas son SCAR S.A. y GALVANOPLASTIA EL DORADO S.R.L.

En la regin sur, especficamente en Tacna, no hay industrias que se dediquen a este tipo de actividad. Pero si existe en el mercado productos similares y afines como son los cuadros y galvanos repujados en lminas de cobre, obtenidos por tcnicas artesanales, los cuales se expenden por diferentes tiendas comerciales y/o artesanales de nuestra ciudad.

En base a ello, se hizo a ello, se hizo un seguimiento a los productos que ofertan los competidores en la zona de estudio mediante la encuesta directa por cuestionario, realizado a las diferentes tiendas comerciales y/o artesanales. Donde la informacin en cuanto a los volmenes de venta han resultado ser inconvenientes, debido a ciertas limitantes del producto, as como de carcter privado; conociendo de tal forma sus necesidades ms urgentes que cubrir, lo resumiremos en el cuadro N6.

CUADRO N6RESUMEN DE ENCUESTAEMPRESAS COMERCIALIZ.PRODUCTOS QUE COMERCIALIZAN

CUADROS ELECTROF.CUADROS REPUJAD.GALAVAN. DIVERS.TECNICAS APLICAD.PRECIOSPROCED.

ORO ANDINO--+ArtesanalAltoArica

FERIA CAPLINA (T. exclusiv.)-++ArtesanalAltoTacna Lima

COMERC. YAYOS+--ElectroformasAltoLima

T. ARTESANIAS-+-EmbutidoRegularLima

OTROS-++ArtesanalAltoTacna

FUENTE.- Recopilacin propia.

2.5 COMERCIALIZACION Y PRECIOS

La comercializacin tiene por objeto realizar la transferencia del producto al consumidor mismo. Para los productos electroformados, se seguir generalmente bajo dos sistemas formales:

a) Comercializacin por los mismos fabricantes. Poco empleada, se efecta en los establecimientos que por lo general se ubican en la misma planta.b) Mtodo de distribucin indirecta aprovechando las tiendas comerciales y de artesana de la zona, con proyeccin al mercado externo atraves de ZOTAC.Para la comercializacin de este tipo de productos, se publicitara a travs de los diversos medios de comunicacin; haciendo necesario incentivar las preferencias, diversificando los motivos mediante una adecuada y permanente promocin ya se en el mbito local, nacional e internacional.

Precios.a) Los precios actuales de los productos electroformados; fabricados por las plantas existentes y de productos afines, se hace difcil estimar, por las caractersticas y particularidades definidas en cuanto a su presentacin y acabado mismo del producto.El cuadro N7 muestra los precios promedios de algunos productos electroformados, cuadros y galvanos repujados que se expenden en el mercado local y nacional, cuyo rubro tambin sern fabricados en la planta proyectada.b) Poltica de precios que seguir la empresa.Los costos de operacin que afrontara nuestro proyecto sern significativamente menores que los de las plantas que operan en Lima y de las tiendas comerciales de Tacna, permitiendo de tal forma ofrecer productos de buena calidad, a precios bajos y al alcance de mayor nmero de personas (cuadros ornamentales, religiosos y galvanos), que hasta hoy les era imposible comprar por sus elevados precios de venta, se ha tomado como referencia los precios promedios que actualmente rigen en el mercado local y nacional, as como la evaluacin econmica, dimensiones y acabado mismo del producto.

Para el proyecto, de acuerdo al tem 7.4, cuadro 15 (Anlisis de costo unitario/producto) y los mrgenes de utilidad correspondiente, se ha establecido los siguientes precios de venta:

1. Motivo Ornamental (acabado Pana) USA$ 16,602. Motivo Religioso (c/mold. Electrof) USA$ 22,40CUADRO N7 PRECIO PROMEDIO DE CUADROS ORNAMENTALES Y RELIGIOSOSPRODUCTODIMENSION (cm)AREA (dm2)PRECIO POR UNIDAD (US $)

LIMATACNA

CUADROS ELECTROFORMADOS(Motivo Religioso)

Cenas en alto relieve en cobre C/Mold. Simple33x237,540,0050,00

Cenas en alto relieve en cobre con recubrimiento en plata, con mold. Electroformada33x2350x3085x257,5153040,0065,00140,0055,0085,00165,00

CUADROS REPUJADOS (Motivo Local)

Plaza de Armas20x204-.-60

Alto de la Alianza16x132-.-25

Galvanos diversos30x206-.-80

Conclusin del Estudio de Mercado

El estudio de mercado efectuado, nos demuestra la factibilidad de la instalacin de la planta de electroformado en Tacna, en el sentido que est asegurada la colocacin de los productos, dada la demanda insatisfecha, por falta de produccin, promocin y comercializacin, lo que no excluyela eventual necesidad de producir otros productos como son los enchapes en cobre, aprovechando la capacidad instalada de la planta.

CAPITULO IIITAMAO Y LOCALIZACION3.1 ANALISIS DE TAMAO

Condicionan el tamao del proyecto, principalmente el mercado, la materia prima, la tecnologa y la inversin respectiva. Es necesario tratarlos por separado , para poder hacer un anlisis mas completo que conlleve a tomar la decisin mas acertada. Esto se llevara a cabo en la zona de industrial de Viani- Tacna.

3.1.1 Factores Determinantes de Tamao

El tamao del proyecto est ntimamente relacionado con los siguientes factores:

A) TAMAO EN FUNCION DEL MERCADOSegn lo expresado en el captulo del estudio de mercado, existe un mercado potencial que puede explotarse razonablemente.En base a la demanda proyectada promedio, se ha decidido instalar una planta con una capacidad de produccin promedio de 9100 unidades/ao, 830 unidades/mes de electroformas, que representara el 100% de la capacidad instalada del proyecto.Inicialmente para asegurar la introduccin de los productos al mercado, es necesario la realizacin del proyecto por etapas, en su primera etapa, es preferible iniciar las operaciones con una produccin promedio e 415 unidades/mes (16 unidaes/dia), que representa aproximadamente el 50% de la capacidad instalada, dado que es un producto nuevo y que necesita de su promocin al inicio del funcionamiento.

Al ofrecer productos electroformados de buena calidad y bajo precio, garantizara el xito de esta decisin.

B) TAMAO EN FUNCION DE LA DISPONIBILIDAD DE MATERIA PRIMALa disponibilidad de materia prima puede abastecer normalmente la produccin, ya que no es un factor limitante y que su utilizacin se efectuara de acuerdo a las necesidades d demanda evaluada. En lo que respecta a los insumos se puede adquirir en el mercado local como nacional a precios razonables ya que su utilizacin ser bsicamente para la preparacin de los baos galvnicos, metalizacin y acabado del producto.

C) TAMAO EN FUNCION DE LA INVERSIONPara cubrir el tamao elegido del proyecto, debern satisfacerse las necesidades de inversin fija, intangibles y de capital de trabajo, dicho monto de inversin ser asegurado por aporte propio (accionistas) y/o por prstamo de organismos nacionales e internacionales.

Por ello, se requiere que el capital de operacin inicial no sea muy elevado; pues la construccin de la planta y la adquisicin de la maquinaria y equipo representaran un elevado gasto y tomando en cuenta por conveniencia una mayor capacidad instalada con proyeccin a satisfacer los requerimientos para una ampliacin posterior. La relacin tamao-inversin nos permite establecer en monto de la inversin por unidad de capacidad instalada y adems este anlisis favorece la seleccin de la produccin inicial, relativamente pequea de 16 unidades diarias, pero con una capacidad instalada mayor.

D) TAMAO EN FUNCION DE LA TECNOLOGIALos objetivos del proyecto, es orientan al uso de una tecnologa adecuada, basado bajo los principios de la electrodeposicin por lo que la tecnologa del electroformado se ajustara a los requerimientos de flexibilidad- crecimiento o disminucin del tamao de planta, sin comprometer la inversin total, ni la estructura de costos.

Como conclusin, este factor favorece el diseo de una produccin diaria inicial de 16 unidades, con miras a ampliarla hasta 32 unidades por da.

3.1.2 Tamao del Proyecto

En conclusin, el anlisis efectuando, de los factores tomados para determinar el tamao del proyecto, se puede definir para la planta una capacidad instalada de 9100 unid. /ao de electroformas que representa el 80% de la demanda total; operndose inicialmente una produccin de 415 unid. /mes, es decir el 50% de la capacidad instalada.

A partir del segundo ao y en forma progresiva se elevara la produccin hasta utilizar el total de la capacidad instalada, esto en funcin de la demanda exigida, tal como se puede observas en cuadro N8.

CUADRO N8PROGRAMA DE PRDUCCION (unidades/ao)PRODUCTOSAos Cap. Inst.1-2do 50%3-4to 75%5to 100%

CUADROS Y GALVANOS ELECTROFORMADOS

Motivo Ornamental (65%)295744365915

Motivo Religioso (35%)159323893185

Galvanos Diversos-.--.--.-

TOTAL455068259100

3.2 LOCALIZACION

Partiendo de las premisas de Tacna concentra dos ventajas importantes como es su condicin de zona de frontera y su status de zona franca comercial; aadiremos otras consideraciones que nos a conducido a sealar a Tacna, como la mejor ubicacin para la planta proyectada.

3.2.1 Factores Determinantes

El recurso natural ms representativo de Tacna, es el cobre, el cual es extrado de los yacimientos de Toquepala y Cuajone por la empresa S.P.C.C. , este cobre es fundido y refinado en su mayor grado de pureza en la fundicin y refinera de cobre de Ilo.

En la actualidad, el integro de la produccin de cobre refinado es destinado al mercado internacional, sin asignarle mayor valor agregado. La materia prima principal en la industria de Electroformado lo constituyen los ctodos de cobre (defectuosos) los cuales podran transportarse de Ilo a Tacna por va terrestre: u cobre en la forma de chatarra o desecho recolectado en zonas cercanas.

Dentro de los insumos requeridos para el proceso, se encuentra bsicamente para la preparacin de los baos de electroformado, metalizadores entre otros, los cuales mencionaremos de acuerdo al siguiente orden:

SULFATO DE COBRE (CuSO4-5H2O).- Insumo utilizando principalmente para la preparacin del bao galvnico, su consumo utilizado inicialmente es de 288,0 kg es factible conseguirlo en el mercado local y nacional.

ACIDO SULFURICO (H2SO4).- Reactivo utilizando tambin para la preparacin del electroltico, se adquiere tambin en el mercado nacional al estado concentrado su consumo es relativamente bajo en comparacin a sulfato de cobre.

Dentro de los metalizadores utilizados, bsicamente para metalizar molde, mencionaremos los ms importantes como son el grafito, purpurina impalpable necesaria en la preparacin de la pintura conductora y el nitrato de plata utilizado para el proceso de reduccin qumica sobre moldes no conductores los cuales son fciles de conseguir en el mercado nacional.

Dentro de los desmoldantes usados, est la cera y parafina solida; estos se consiguen en el mercado local.

3.2.1.2 Energa

Tacna, dispone de energa elctrica con lneas de distribucin de 220/380 V y 60 Hz, suficientes para cubrir la demanda de energa elctrica de la planta proyectada. La potencia requerida por la planta, segn la instalada y calculo efectuado ser de aproximadamente de 6 a 9 kw-h.

Para el proceso de electroformado se utiliza una corriente continua de baja tensin mediante el empleo de rectificadores CC y la otra parte para los otros fines que se demande.

3.2.1.3 Agua

Es de importancia el suministro de la misma en una planta de electroformado y galvanotecnia. La utilizacin se justifica para la preparacin de los baos electrolticos como para los enjuagues correspondientes.Tacna, dispone de sistemas de abastecimiento de agua y desague aptos para instalacin de plantas de esta naturaleza; la dureza promedio del agua potable es de 280,0 mg/lt factor que no afecta las operaciones del proceso.

3.2.2 Factores de Localizacin

3.2.2.1 Recursos Humanos

Al determinar la incidencia de este factor sobre la localizacin, se debe considerar el costo de mano de obra en general y especificada para la industria.Estos dos parmetros en nuestro pas estn satisfechos dada la cantidad de mano de obra disponible, debido a la gran problemtica de la falta de trabajo en nuestro medio donde el problema de la ubicacin, queda con poca importancia al lado de este grave problema social.

Tacna dispone de mano de obra calificada y no calificada para el desarrollo de actividades industriales la cual se encuentra disponible.

3.2.2.2 Transporte

Tacna es accesible mediante la carretera panamericana, que la interconecta con el resto del territorio nacional y el norte de Chile. Adicionalmente, est por concluirse el tramo carretero Tacna-Collpa la Paz, que permitir su interconexin con Bolivia.

Dispone tambin de un aeropuerto moderno para la aviacin comercial, a donde llegan y salen los aviones para el resto del territorio nacional.

3.2.2.3 Incentivos Legales

El reglamento de ley general de industria y normas complementarias, establecen dispositivos e incentivos tributarios, a los cuales se acoger la empresa que se formara, tales como la liberacin de ciertos impuestos por estar ubicados en zona de frontera.

3.2.2.4 Zona Franca Comercial

Tacna, es uno de los departamentos que cuenta con una zona de tratamiento especial (ZOTAC); el cual permite generar un polo de desarrollo con pases sudamericanos, especialmente Chile, Bolivia y Argentina.

Adems, ZOTAC impulsa la inversin privada nacional y extranjera brindando las garantas necesarias para el comercio interior y exterior as como abastecer oportunamente de insumos y mercancas al resto del pas.

La acogida que tendr este sistema, permitir la afluencia de turistas nacionales e internacionales y la facilidad de establecer canales de comercializacin con los pases vecinos respectivamente.

3.2.3 Evaluacin de Alternativas

Para la evaluacin la localizacin en la instalacin de una planta de electroformado, se tomaron como criterios dos zonas preferenciales, uno de ellos la ciudad de Tacna y la otra el puerto de Ilo, ofreciendo cada uno de ellos ciertas bondades; para ello se aplic una tcnica que permiti finalmente determinar la ubicacin adecuada.

TECNICA EMPLEADA EN LA DETERMINACION DE LA LOCALIZACION

Para la determinacin de la localizacin optima, se ha aplicado el mtodo cualitativo de escala subjetiva.

Se ha considerado la siguiente escala:

MUY MALO MMMALO -- MADECUADO A-O (CERO)BUENOS -- BEXCELENTES E

La escala tiene un rango de libertad de 1 a 10 ptos, para cada factor del numeral (*); su aplicacin en el cuadro N 9 y la zona seleccionada es aquella que posee es el as alto puntaje subjetivo, siendo esta la zona A, correspondiente a la ciudad de Tacna con 99 puntos, para establecer los puntajes de los factores, se hizo de acuerdo a un criterio profesional genrico (-).

CUADRO N9DETERMINACION DE LOCALIZACION DE PLANTAFACTORESZONA A CIUDAD TACNAZONA B CIUDAD ILO

ESCALAMMMABEMMMABE

DISP. MATERIA PRIMA1018

DISP. AGUA POTABLE188

DISP. ENERGIA ELECT.2016

DISP. MANO DE OBRA 2018

MERCADO168

COSTO DE TERRENO1515

TOTAL9983

3.2.4 Alternativa Seleccionada

Teniendo en cuenta las ponderaciones del cuadro N9 de los diversos factores locacionales y de acuerdo a los resultados cuantitativos obtenidos, la alternativa seleccionada respecto a la zona geogrfica ideal para la instalacin de la planta de electroformado en la ciudad de Tacna. Tomando como premisa la zona auxiliar del Parque Industrial de Tacna ya que rene con mayor eficiencia los beneficios de las alternativas de decisin, acercndose lo ms posible a la realidad econmica y a las necesidades establecidas.

CAPITULO IV

FUNDAMENTO TEORICO

4.1 INTRODUCCION

Los procesos electrolticos, dentro de su clasificacin general de la electrometalurgia se dividen en 2 grupos:

Electrolitos efectuados con soluciones acuosas a temperaturas que no exceden a los 60C. Electrolisis a altas temperaturas con soluciones fundidas de ciertas sales anhidras (bao gneo).

Dentro de este anlisis, nos referimos bsicamente al primer grupo, que viene representado por el campo total de la electrodeposicin y esta a su vez cubierto por cuadro trminos anlogos, cada uno de los cuales exige requisitos diferentes segn sean las condiciones fsicas del producto catdico: Electrorefinacin. Electroextraccin. Electrorecubrimiento. Electroformado.

El electroformado es el arte de reproducir o producir artculos metlicos por electrodeposicin sobre una matriz patrn, el cual es posteriormente separado en su forma total o parcialmente del depsito electroltico.

La mayor parte del equipamiento y la tecnologa es la misma que se utiliza en las operaciones de recubrimientos metlicos. Los depsitos de electroformado; sin embargo, difieren de los otros en que ellos pueden ser separados subsecuentemente, para lo cual deben tener un espesor considerable. Los depsitos electrolticos con fines decorativos normalmente tienen espesores inferiores a 2mls. (1mil=1/1000=0,0254mm); en tanto que los depsitos de electroformado pueden llegar a exceder (6,35 mm).

En este captulo nos limitaremos bsicamente al estudio de la electrlisis de las disoluciones acuosas que son las utilizadas en la prctica del electroformado.

4.2 TEORIA DEL ELECTROFORMADO

4.2.1 Mecanismo de los Depsitos por Corriente Elctrica

Si el proceso mediante el cual un ion metal disuelto se convierte en un deposito solido cristalino fuera completamente conocido, los efectos de los diversos cambios seran posibles de predecir, sin embargo, no es posible aun explicar estos procesos, aunque si bien se est progresando mucho en este sentido.

La descripcin muy elemental que a continuacin presentamos, da un panorama del proceso en trminos de las teoras actualmente aceptadas, como es el proceso de electrolisis.

Cuando se aplica un potencial a dos electrodos en una solucin de una sal metlica (electrolito), se comprueba que se produce una descomposicin qumica de dicha solucin, los productos e la descomposicin llamados iones se sitan sobre los electrodos, dirigindose los aniones (iones negativos) al nodo y los cationes (iones positivos) al ctodo.

Los aniones estn constituidos por un grupo o radical y los cationes por un metal o por hidrogeno.Durante el proceso se desarrolla principalmente 2 tipos de reacciones, en el nodo y ctodo respectivamente. En el nodo se produce la oxidacin, que tendr lugar el desprendimiento del ion metal, haciendo pasar el electrn excesivo al circuito exterior y gastando la energa para el desprendimiento de los electrones.

El catado se encuentra cargado negativamente lo que induce a una concentracin relativamente alta de electrones y que sern necesarias para dar lugar a la reduccin del catin por medio de los electrones que pasan del ctodo al catin y formacin del metal, liberando energa.

Esquemticamente podemos representar el mecanismo de los depsitos por corriente elctrica en al Fig.1.

4.2.2 Comportamiento del Cobre en el Proceso de Electrolisis

a) Cuando se Emplean Anodos Solubles

A partir del anodo pasan a la solucin iones de cobre y el anodo va disolvindose, mientras que los iones de cobre procedentes de la solucin se precipitan al catodo, convirtindose en el cobre metalico y el catodo va creciendo.

El anodo de cobre sumergido en la solucin electroltica se conecta al polo positivo del rectificador y el catodo se conecta al polo negativo, por lo que el circuito quedara cerrado y a traves del electrolito pasara la corriente elctrica.

En la electrolisis se producen dos tipos de reacciones, andica y catdica, en el anodo se desarrolla la oxidacin que involucra disolucion, dando lugar al desprendimiento del ion metal.

REACCION ANODICA

La reaccion absorbe energa. Esta es la reaccion por lo que se produce la disolucin del anodo, el ion cobre entra a la solucin. El medio acuoso de la solucin participa tambin en el fenmeno, dando lugar a la hidratacin (combinacin de los iones de metal en la solucin con las molculas de agua).

Lo contrario sucede en el catodo.

REACCION CATODICA

Como se sabe, el catodo se encuentra cargado negativamente y por ende tiene una concentracin relativamente alta de electrones, que cuando los iones metlicos cargados positivamente (cationes) en su movimiento de desplazamiento llegan al catodo se produce de inmediato la reduccin del cation por medio de los electrones que pasan del catodo al cation y a su vez a la formacin del metal liberando energa.

Durante el proceso, tambin se producen reacciones secundarias al seno de la solucin electroltica. Por tanto, una solucin acida de cobre hecha con sulfato de cobre y con acido sulfuricon contiene iones cpricos Cu++ e iones H+, asi como tamben iones sulfato e iones hidroxilos.

Cuando una corriente de electrones atraviesa una solucin como la que antecede, los iones cargados positivamente, o cationes, en este caso Cu++ y H+ se desplazan hacia el catodo en donde se descargan; los iones cargados negativamente o aniones, el sulfato puede combinarse con el cobre del anodo formado sulfato de cobre o bien puede descargarse y reaccionar con el agua formando oxigeno y acido sulfrico:

REACCION ANODICA

En el anodo libera el oxigeno. Esta reaccion se manifiesta cuando se utiliza nodos insolubles.La concentracin de iones hidrogeno es relativamente alta y la de los iones hidroxilo es muy baja. En virtud de que los iones hidrogeno se mueven mas rpidamente que los iones de cobre, la mayor parte de la corriente es llevada hacia el catodo por los iones hidrogeno.

b) Cuando el Bao no esta en Operacin.(Sin Corriente)

Tambin se disuelve algo de cobre. Accin que es debido al hecho de que el sulfato cprico tiende a reaccionar con el cobre metalico para formar sulfato cuproso.

En contacto con el aire, el sulfato cuproso se oxida en presencia del oxigeno atmosfrico a cuprico lo que permite que continue la disolucin d cobre.

En las soluciones acidas, transcurre tambin la reaccin de disolucin directa del cobre metlico en presencia del oxgeno atmosfrico.

La disolucin directa del cobre ocurre principalmente cerca de la superficie del electrolito donde este ltimo tiene contacto con el aire.

4.2.3 Leyes de Faraday

Faraday, midi cuantitativamente el efecto qumico de la corriente elctrica y estableci con ello una de las leyes naturales ms exactas y fundamentales de la electrolisis. Esta ley en su forma ms simple, se puede anunciar:

1) La cantidad de cualquier elemento (radical o grupo de elementos) liberada ya sea en el ctodo o en el nodo durante la electrolisis, es proporcional a la cantidad de electricidad que atraviesa a la solucin.2) Las cantidades de elementos o radicales diferentes liberadas por la misma cantidad de electricidad son proporcionales a sus pesos equivalentes (eq-quimico).

Un enunciado as general de esta ley puede decir que el cambio en la valencia puede sustituirse por la cantidad de un elemento. Esto concluye pues electrolisis en los cuales pues no se descargan elementos en los electrodos sino que tienen lugar procesos de oxidacin y reduccin.

La ley de Faraday puede expresarse de una manera ms sencilla utilizando smbolos adecuados. Si C, representa el nmero de Culombios. P el peso total del metal depositado, y Q la cantidad determinada que se deposita al paso de un solo Culombio, podemos poner:

Pero como: C=At*s P=Q*At*s

A lo que es igual: el peso depositado de un metal es igual a la cantidad de metal depositado por el culombio, multiplicado por el nmero de amperios (valor medio) por el tiempo en s que dura el proceso.

4.2.4 Eficiencia de Corriente

Si bien la ley de Faraday es una ley exacta, sin embargo, no es posible en la prctica una concordancia perfecta de las condiciones tericas. El hecho de que la cantidad real exceda a la terica, no obedece a un fallo de las leyes de Faraday, sino a otras causas. Puede haber en cada electrodo, separacin de ms de una sustancia, los productos de la electrolisis pueden sufrir prdidas mecnicas; asimismo, pueden ocurrir reacciones secundarias en los electrodos. Adems, puede haber fugas de corriente, cortocircuitos y prdidas en forma de calor. La razn de la cantidad terica a la prctica que se requiere se llama rendimiento o eficiencia de corriente.Tanto en el ctodo como en el nodo la reaccin total, es decir la suma de todas las reacciones posibles, corresponde a la cantidad de electricidad que pasa de acuerdo con la ley de Faraday. No obstante, en un depsito de cobre en donde tenemos que ver primero con el cobre que se disuelve a partir del nodo y con el cobre que se deposita sobre el ctodo, cualquier corriente usada en otras reacciones se considera como perdida. Para poder determinar la eficiencia catdica de una electrolisis dada, es necesario medir exactamente la cantidad de electricidad que pasa. Si se hace esto midiendo un ampermetro y el tiempo mediante un cronometro, entonces podemos encontrar errores debido a que la corriente casi siempre varia durante la electrolisis.Por consiguiente la eficiencia catdica del proceso viene a ser la relacin existente entre el peso del metal realmente depositado y el mximo que se podra depositar en virtud de acuerdo con la ley de Faraday. De igual forma se determina la eficiencia andica.

4.2.5 Poder de Penetracin y Distribucin del Deposito

Se llama poder de penetracin a la facultad ms o menos grande de un electrolito para repartir con regularidad las capas metlicas depositada sobre un objeto de forma compleja, sobre las partes convexas de este objeto y en sus aristas , las cuales reciben siempre ms densidad de corriente que las partes cncavas.

Consideremos una pieza de forma irregular introducida en un bao galvnico, como se muestra e la Fig.2. la parte saliente de la superficie (b) est ms prxima al nodo que el resto del objeto y por tanto el camino que ha de recorrer la corriente es ms corto para esta parte que para el resto del objeto. Es decir, la resistencia es menor a lo largo de este camino, pasando por ello una mayor cantidad de electricidad.

A parte de esto, la corriente tiene una tendencia natural a concentrarse en los bordes y aristas (a.c), puesto que en estos puntos puede proceder de varias direcciones, por lo que el metal se distribuir de una forma irregular. La eficiencia de un recubrimiento en tanto mayor cuanto ms uniforme y regular es su distribucin, independientemente de la geometra del ctodo. En piezas planas, esto es sencillo de conseguir, pero en objetos de forma irregular que presenta cavidades es comn obtener espesores desiguales.

El poder de penetracin de un bao electroltico tiene gran importancia para determinar la calidad del depsito, ya que cuando ms uniforme sea un depsito, menor ser la cantidad de metal requerido para un buen producto electroformado, manteniendo el espesor uniforme como sea posible.

4.3 PARAMETROS DE CONTROLLos parmetros de control en los baos de electroformado y otros determinan propiedades fundamentales en los depsitos.Las caractersticas del metal depositado en el ctodo pueden diferir mucho segn sean las condiciones del electrolito. El xito de la preparacin de tales depsitos dependen en gran parte de la aplicacin adecuada de los factores electroqumicos, habilidad y experiencia para controlar el carcter de los depsitos, as como la naturaleza del electrolito, el pH de la solucin, la concentracin de iones metlicos, la densidad de corriente, la temperatura del electrolito, la conductividad del bao, entre otros.

4.3.1 Densidad de Corriente

La densidad de corriente catdica es un factor esencial en la obtencin del depsito electroltico, y este viene expresada en amperios por dm2, regula evidentemente el espesor del depsito, siempre que ello sea posible, conviene utilizar densidades de corriente bastante elevadas. Por otra parte densidad de corriente influye sobre el tamao de grano del metal depositado. De modo general, el aumento de la densidad afina el grano hasta un cierto lmite. Sin embargo, cuando la densidad de corriente excede del valor lmite para un bao dado y para una temperatura dada, hay una marcada tendencia en la produccin de depsitos rugosos y arborescentes. Un incremento posterior en la densidad de corriente proporcionara inclusive depsitos esponjosos quemados, los cuales contienen hidrxido o sales bsicas ocluidas.No debe olvidarse que la densidad de corriente admisible vara con las condiciones de marcha del bao. En baos fros no es posible pasar 1 o 2 A/dm2, mientras que en un bao concentrado o caliente, pueden alcanzarse densidades de corriente varias veces mayor.

4.3.2 PH

El pH de un electrolito que precipita un metal, influye notablemente sobre la eficiencia catdica, sobre la composicin y propiedades del depsito.

Aquel pH debajo de 7 es ms fcil de definir y comprender. Un pH bajo en el bao, permite utiliza densidades de corriente ms elevadas para producir un deposito firme a una eficiencia relativamente alta. En los baos electroformados de cobre donde el pH es inferior a 1, esto no es tan crtico teniendo efectos menos marcados en el comportamiento de los baos y en las caractersticas de los depsitos.

A medida que el electrolito va siendo agotado de metal, aumenta el pH; de modo que el depsito se produce para un amplio margen de condiciones, la disminucin de pH significa aumento de acidez, influye favorablemente en la conductividad y aumenta la polarizacin de depsito.

4.3.3 Concentracin de Iones de Metal

Debido a que el depsito de los metales es el resultado de la descarga de iones metlicos, la concentracin de estos ltimos es ms importante que la de los compuestos metlicos de los que se derivan. En general, un descenso en la concentracin de los iones metlicos aumenta la polarizacin catdica, disminuye el tamao de los cristales y mejora la potencia de depsito.

En los baos de cobre electroformado se suelen siempre utilizar soluciones saturadas en sulfato de cobre, tales baos permiten operar rangos elevados en densidad de corriente, as como una conductividad mayor y una eficiencia catdica ms elevada. En una solucin de sulfato de cobre diluido no se puede pasar de la densidad de 1 A/dm2, mientras que en soluciones concentradas se puede alcanzar de 2 a 10 A/dm2.

Esta dificultad puede superarse utilizando soluciones que tengan una alta concentracin de compuestos metlicos. El compuesto metlico sirve as como un recipiente que los reaprovisiona iones a medida que se van descargando.

4.3.4 Composicin de los Baos

Un electrolito no comprende tan solo a sal del metal que se desea depositar. Tambin incluye otros diversos cuerpos en menor o mayor cantidad. La adicin de estos cuerpos tiene por fin aportar mejoras. Por ejemplo: aumentar la conductibilidad de la solucin, afinar el grano del metal depositado, facilitar la corrosin de los nodos, etc.

Ha podido comprobarse que los cuerpos que presentan una fuerte disociacin electroltica (es decir forman gran cantidad de iones) aumentan la conductibilidad, siendo en este caso el acido sulfrico, acido clorhdrico y otros.

Para elegir cual es el bao que conviene, recomendamos seguir las siguientes reglas:

1.- La sal metlica debe satisfacer en mayor forma las siguientes condiciones:a. Ser bastante soluble para permitir una concentracin elevada.b. Ser soluciones muy conductoras.c. Resistir a la hidrolisis, a la oxidacin y en la reduccin.d. Poder disolver el nodo en condiciones anlogas a las de la disolucin terica.e. Ser de un precio razonable.

2.- Las dems sustancias que se agregan al bao deben tener una razn de ser tales como:a. Aumentar la solubilidad de la sal metlica.b. Aumentar la conductividad.c. Regular la acidez, o ms precisamente la concentracin de iones hidrgenos.d. Reducir la concentracin de iones metlicos.

4.3.5 Conductibilidad

A muchos baos se agregan sales, cidos o bases para que disminuya la resistencia del electrolito. Con ello disminuye la cada de tensin (V) en el propio electrolito, para la misma densidad de corriente. Pero es solucin, sin alterar algunas de sus propiedades, como la concentracin de iones de metal. La adicin de cido sulfrico a una solucin de sulfato de cobre; aumenta la conductibilidad, pero el efecto del ion comn reduce la concentracin de iones de Cu++, como el aumento de conductibilidad producido por el acido sulfrico es mucho mayor que el descenso de concentracin de iones de metal, se admite que el mejor resultado es debido a la menor resistencia.

4.3.6 Temperatura

Los aumentos de temperatura hacen crecer ordinariamente la conductibilidad del electrolito, as como las velocidades de difusin, la disolucin qumica del nodo y redisolucin del ctodo. La elevacin de temperatura disminuye la viscosidad interna de la solucin y facilita la movilidad de los iones, con lo que se opone al empobrecimiento de la capa liquida catdica, facilitando la aparicin de cristales ms gruesos sobre la superficie catdica, sin embargo, su inters principal no radica en este hecho, sino que la elevacin de la temperatura permite aplicar una mayor densidad de corriente aunque no siempre puede realizarse este aumento de temperatura, pues en muchos casos se producirn serias perturbaciones (descomposicin en baos cianurados).

4.3.7 Agitacin

La agitacin impide el empobrecimiento en iones metlicos de la zona catdica, tambin impide, en mayor o menor medida, la adherencia de las burbujas de hidrogeno que se forman en la superficie del ctodo provocando picaduras en su superficie.La agitacin pone sin embargo en suspensin las impurezas del bao, los cuales hacen que el depsito resulte rugoso o incluso tambin picado, nos hallamos pues, ante la necesidad de filtrar las soluciones agitadas.

El resultado neto de la agitacin es el que permite una densidad de corriente ms alta con el propsito de producir un deposito con una estructura dad incrementando la densidad lmite de la corriente para depsitos pesados. Finalmente la agitacin rpida disminuye la polarizacin y uede reducir la potencia de depsito.

4.4 CALCULOS REQUERIDOS POR EL PROCESO

A) Calculo de la produccin terica de electroformas de cobre.

Esta frmula se puede simplificar utilizando los eq-electroquimicos de los metales, de la siguiente forma: ------- (1)Donde: I=intensidad de corriente aplicada a la cuba.t=tiempo de funcionamiento del bao.N=rendimiento o eficiencia de corriente.

B) Calculo de consumo de energa elctrica por unidad de peso de metal depositado. ------ (2)Donde:G=consumo de energa.n=valencia del metal a depositarse.E=voltaje aplicado a la cuba.

C) Calculo de la densidad de corriente. --------- (3)Donde:I=intensidad de corriente aplicado a la cuba.S=rea catodica.

D) Calculo del espesor por tiempo de deposicin. --------- (4)--------- (5)Donde:e=espesor buscado del deposito (cm o mm).Pt=produccin teorica de electroformas.P.esp.=peso especifico para cada metal (Tabla).S=rea de la electroforma, en cm2.

E) Calculo de la potencia requerida para arrancar una planta. ---- (6)Donde:W=potencia requerida para una planta.E=voltaje aplicado por cuba.

F) Calculo del calor generado en la electrolisis de acuerdo con la primera ley de la termodinmica. ------ (7)Donde:Q=calor generado durante la electrolisis.R=resistencia de ohms.t=tiempo en segundos.I=intensidad en A/cuba.

G) Calentamiento de las soluciones.Calculo del numero de kcal=Q-------- (8)Donde:V=volumen a calentar.T=diferencia de temperatura en C, entre la temperatura de partida T0, y la temperatura a alcanzarT1. T=T1-T0D=peso especifico de la solucin.Cp=calor especifico (Tablas).

CAPITULO VTECNOLOGIA5.1 ELECTROFORMADO DEL COBRE El electroformado es un arte cuya practica con xito depende de la experiencia y destreza del que lo practica .Algunos de los equipos y tcnicas del electroformado como los moldes y su preparacin especializada, su diseo , operacin y control de las soluciones electrolticas .El cobre se utiliza ampliamente para electroformado debido a que su costo es bajo y su existencia es manifestada en todo los mbitos para muchas aplicaciones .Se deposita de un bao acido a gran velocidad a gran velocidad y un estado de tensin muy baja comparando con el niquel y el hierro , su uso es reconocido a nivel industrial por su facilidad tcnica operativa.5.1.1 Secuencia general de operacin -diagrama flujo Para producir el objeto metalico mediante depsitos electrolticos es necesario tener una forma sobre el cual se deposite preferentemente un negativo del producto deseado ya que solamente a estas condiciones ya que solamente a estas condiciones es posible realizar una reproduccin exacta.El punto de partida para un electroformado reside en el diseo de la parte , a su vez determina el diseo del molde negativo o matriz, todos estos nombres se usan para nombrar la parte que recibe el deposito electrolito . las operaciones posteriores estn ligados al tipo de material usado en los moldes asi como su tratamiento final dela electroforma .Diagrama de flujo del proceso de electroformadoFAB. DEL MODELOPROTOTIPO

FAB. DE MOLDES

DESECHABLESPERMANENTES

METALIZADO DE MOLDESDESMOLDANTESN

MECANICOQUIMICO

NO CONDUCTORESCONDUCTORES

METODO MECANICOMETODO QUIMICO

ELECTROFORMABAO ELECTROFORMADO

5.1.1.1 Diseo y fabricacin de modelos a) diseo de moldes o modelos matriz.El costo de producir una parte electro formada y en verdad. Algunas veces la habilidad para producirla. Depender del diseo de la matriz. El diseador deber conferenciar con el electro formador. Antes de terminar los detalles del diseo. Porque con frecuencia la operacin de electroformado puede ser simplificada sustancialmente por unos cuantos cambiosel diseo que no impiden el funcionamiento de la pieza.A continuacin tenemos las siguientes indicaciones:1) Deben evitarse los ngulos rectos. para evitar la formacin de esquinas dbiles. En el caso de moldes permanentes deben utilizarse biseles de 1 a 3 grados para permitir la separacin del electro formado. Esta consideracin puede pasarse por alto en el caso de moldes desechables.2) Los ngulos exteriores deben ser provistos de radios tan generosos como sea posible .para evitar acumulaciones y deterioros indebidos .los angulos exteriores deben ser provistos con radios de por lo menos 0.02pulg. por pulg. De longitud del lado del angulo.3) Siempre que sea posible los moldes permanentes debern tener una conicidad de por lo menos 0.001 pulg/pie para facilitar la remocin de la parte electro formada.4) Los detalles de bajo relieve deben ser poco profundos (el ancho debe ser mayor que la profundidad).B) fabricacin de moldes Los moldes se clasifican en trminos generales en permanentes y desechables los primeros pueden reutilizarse. En tanto que los segundos .se destruyen en el momento de separar el metal electro depositadoEl mtodo de fabricacin de la matriz depender en gran parte del material seleccionado. Puede emplearse maquinad, fundicin o electro formado.1. Moldes permanentesDentro de los permanentes se consideran a los metlicos tales como el cobre, Nquel, acero inox. Bronces entre otros. Su uso ofrece ventajas, ya que la superficie es conductora de la electricidad y no requiere tratamiento previo. Excepto aquel que permita separar el depsito formado sobre ella. Estos moldes pueden fabricarse mediante maquinado o bien. Mediante depsito electrnico. Al depositar electrnicamente los moldes. es posible reproducir la lneas mas finas y los detalles que puedan observarse con un microscopio.a.1. Los moldes de cobre y niquel pueden ser fabricados por electro formado y este mtodo es empleado frecuente mente para la produccin de grandes volmenes. Estos su ves son menos cotosos que aquellos producidos por maquinado. Para la produccin de cuadros o galvanos en alto relieve se utilizara este mtodo fundamentalmente por las ventajas que ofrece.a.2. Metales electrorecubiertos. El cobre. Recubierto con niquel o cromo ofrecen facilidades para la separacin de las electroformas. Sin embargo. Para aplicaciones de alta precisin debe tomarse en cuenta el espesor del recubrimiento del niquel o cromo. a.3 . Acero inoxidable (AISI 302. AISI 304). Debido a su superficie pasivada y su buena resistencia a la corrosin el acero inoxidable se utiliza en la fabricacin de moldes permanentes. Puede ser maquinado con estrechas tolerancias y el acabado superficial no se deteriora rpidamente. Los materiales no conductores. Tambin tambin son utilizados como moldes permanentes. Tal es el caso una clase exclusiva de plsticos a base de resina epoxicas y planchas de vinlico de 0,8 mm de espesor. Las cuales se colorean a blanco , verde o negro .por medio de un colorante adecuado . el color ayuda al inspector a detectar cualquier falla en la impresin. Dentro de las investigaciones realizadas al respecto se ha encontrado un modo de fabricar moldes permanentes. No conductores a base de resina , como es el POLIESTK E-91; la cual es una resina polister completamente flexible, adems se caracteriza por ser compatible con cualquier tipo de polister rigido , que asegura de igual forma una flexibilidad adecuada , esta asu vez esta asociada con un catalizador y endurecedor tales como perxido MEK y la solucin del cobalto al 1%Xilol. el modo usual de esta resina se realiza mediante el mtodo de vaciado sobre un modelo determinado el cual debe estar dentro de una caja de moldeo bien asegurada , tal que evite la filtracin de la resina flexible por sus propiedades de tipo operacional estaran ocupando un lugar preponderante en la industria del electro formado. A continuacin presentamos las caractersticas y proporciones de peso de esta resina flexible(*).CARACTERISTICASTIPO: POLIESTER FLEXIBLECONTEN. DE MONOESTIRENO : 30+- 2%VALOR ACIDO :MINIMO 35VISCOSIDAD : I N BURBUJA GARDNERA 25 C (298K)COLOR: 4-5 (GARDNER)(*)fuente : divisin de resinas TECNOQUIMICA S.A.PROPORCIONES DE USO POLITEX E 91 100 g.SOLUCIN DE COBALTO 3 g.PEROXIDO MEK 3g.Esta mezcla gelifica entre12-16 min a 293 k,2. Moldes DesechablesLos moldes desechables se clasifican en conductores y no conductores dentro dentro de los conductores se encuentran lso metales fusibles que son aleaciones de bajo punto fusin (Pb,Sn,Si,Cd) ya que mas fcil vacciarlas en metal . yeso inclusive en madera o en plstico .Antes del moldeado ,las superficies de los moldes metlicos y no metlicos deben ser trados apropiadamente para asegurar su separacin esto puede ser efectuado por atomizacin de apropiados agentes desmoldantes tales como la silicona y grafito en suspensin .La aleacin mas comn que muestra el punto de fusin mas bajo es llamada metal para maderas.ALEACIONES DE BAJO PUNTO DE FUSION PARA MOLDES DESECHABLESALEACION Pto. Fusin %Bi %Pb %Sn %Cd (K) 1 * 343 50,0 26,7 13,3 10,02 343-361 42,5 37,7 11,3 8,53* 397 55,6 44,5 --------- 4 411-443 40,0 ----- 60,0 -----5* 411 58,0 ----- 42,0 -----*composiciones Eutecticas.Dentro de no conductores se pueden citar los moldes de cera ,yeso y madera ; los cuales deben ser impermeables por impregnacin de un material apropiado tales como la parafina , barniz laca o alguna resina sintetica .Una mezcla apropiada de ceras fundidas 366 377 K es la siguiente :Cera de abeja : 4 partes Parafina : 12 a 13 partes Resina de trementina : 2 a 3 partes El objeto debe ser sumergido al menos 30 min. O hasta que cese el burbujeo entonces se retira y en fra, es conveniente utilizar ceras de bajo punto de fusin (324-327 K) con el fin de evitar una perdida considerable de detalles .5.1.1.2 Desmoldantes Una vez obtenido los moldes ,por lo general las superficies de estas deben ser tratadas con un agente desmoldante para evitar la adhesin del electrodeposito esta capa debe ser lo suficientemente fina conductiva de modo que permita la formacin de un deposito denso y de buena apariencia .TRATAMIENTO DE SUPERFICIES METALICAS Las superficies metlicas tales como aquellas de cobre , niquel acero inoxidable y aleaciones de bajo punto de fusin requiere por lo general de operaciones de limpieza y pasivacion respectiva ya sea diferentes soluciones ,segn sea el material del molde a tratar ,A) Peliculas mecnicas Es necesario tratar en tal forma la superficie metalica que permaneciendo conductora no produzca ninguna pelcula que pegue el metal depositado.B) Pelculas qumicasEn principio esto mtodos incluyen la formacin sobre superficie metalica de pelcula de compuestos qumicos que generalmente son un poco conductores debido debido a que son muy delgadas. Lo mas sencillo de tales capas es la proporcionada por pelculas pasivas que se encuentran presentes en forma natural sobre el niquel ,acero inoxidable , cromo ,y latones ,estas capas consisten probablemente en oxigeno absorbido o qui micamente combinado son ventajosos puesto que generalmente son muy delgadas y uniformes.5.1.1.3Metalizacion de moldes Una vez realizado la aplicacin de la pelcula desmoldante se procede luego al proceso de metalizado ,estos pueden ser aplicados por metodos mecnicos y qumicos como describiremos continuacin .Mtodo mecanico : aplicacin del grafito , pintura conductora .Mtodo quimico : solucin nitrato de plata , hidrxido de potasio y agua destilada ,PRECAUCION Para evitar la formacin de mezclas explosivas la sal de plata hidrxido de potasio e hidrxido de amonio nunca deben mezclarse en estado de concentrado , si no diluidas en agua destilada,

5.2 BAO DE COBRE ELECTROFORMADO Para elegir un electrolito adecuado que permite obtener electroformas satisfactorias se tomar en consideracin lo siguiente: 1. Propiedades fsicas , mecnicas y qumicas requeridas para cada aplicacin especifica .2. Velocidades de deposicin dependientes de la forma y diseo de la pieza a ser reproducida .3. Estabilidad y facilidad de control del electrolito .4. Costo del electrodepositado de metales.5.3PROCESO COMPLEMENTARIO RECUBRIMIENTO DECORATIVO Preparacin de superficie de la electroforma. Plateado electrolito. Bronceado electroltico5.4 PRUEBAS EXPERIMENTALESLas pruebas experimentales del presente proyecto fueron desarrolladas en dos etapas experimental y piloto.EQUIPOS PARA EL PROCESO ELECTROLITICOA) CELDA ELECTROLITICA Se utilizo cuba de forma rectangular de acero de corriente de 3 mm de espesor resvestido con brea plstica . dividido con paneles con paneles agujereados para nodos . la dimensin de la cuba es la siguiente : Longitud : 65 cm Ancho: 35cm Altura 30 cm Barras de contacto (anodo y catodo) de cobre trefilado de pulg. De dimetro conectado simultneamente al rectificador de corriente .B) RECTIFICADOR DE CORRIENTEMarca westilec de las siguientes caractersticas :Amperaje : 300 amperios Voltaje : 12 voltios EQUIPOS PARA EL PROCESO ELECTROFORMADO 1. obtencion de moldes. Soplete quemador . Caja de moldeo. Balanza de platillo. Recipientes calibrados.2. Metalizacin y agentes desmoldantes Comprensora de aire HP. Pistola aspersora para atomizacin . Cocina elctrica ( disolver cera ,parafina solida). Conductimetro de precisin.

3. Equipo auxiliarConsistentes de (01) celda de pvc , tanques de lavado y enjuague , moldes de cobre , densmetro, termmetro , papel PH y otros.INSUMOS Y REACTIVOS UTILIZADOS EN ESTA ETAPA 1. PREPARACION DEL BAO COBRE ELECTROFORMADO

Sulfato de cobre (cus.5). Acido sulfrico (cus) 66 Be. Thiourea, cola y otros.

2. PREPRACION DEL ELECTROFORMADO

Cera de abeja . Parafina solida . Trementina. Aleaciones de bajo punto de fusin (Pb,Sn). Moldes de cobre electroltico . Resina ( flexible y dura ). Polvo de cobre . Purpurina impalpable. Grafito fino y en spray. Barniz y laca transparente. Thinner de laca.DESCRIPCION DE LAS PRUEBASDefinido las condiciones operativas a nivel experimental ,de las etapas bsicas de la preparacin para el electroformado se pasa a evaluar los mtodos mas convenientes para la obtencion de:a)MOLDES O MATRICES PARA ELECTROFORMADO los moldes permanentes y desechables , utilizados en la presente evaluacin fueron obtenidos electrolticamente mediante moldes positivos definidos asi como moldes a base de resina flexible.El uso de moldes de moldes metlicos es ventajoso cuando se requiere un gran numero de productos de electroformados similares que responden a una reproduccin exacta ,pudiendo usarse repetidamente , algunas veces no requiere de tratamiento previo excepto aquel que permita separar el deposito formado sobre ella.Dentro los desechables, nos limitaremos al uso de moldes de cera fundida por su costo y fcil operatividad. Una alternativa considerable es la utilizacin de la resina de flexible las cuales ofrecen ventajas favorables en la fabricacin de moldes permanentes ,e inclusive en la etapa inicial del molde de un volumen de 35 ml obtenindose el siguiente resultado (cuadro n11)Dentro de esta serie de pruebas se ha encontrado la composicin de la resina flexible (prueba n 5) aplicables en la obtencion de moldes .Estableciendo la composicin adecuada para este tipo de molde ( ver fotogra. anexo )

PROPORCION DE USOResina flexible POLITEX E- 91: 90%Resina dura POLITEX H-256 :10%Cobalto al 1% xilol : 3%Perxido MEK :3%

PRUEBAPOLITEK E -91POLITEK H -256PESO TOTAL 3% (P) COBALTOPEROXIDO

MlGmlgMEZCLA (g)g(ml)(ml)

121 (60%) 22.814 (40%)15,738,51,155 1,190,91

224,5 (70%) 26,610,5(30%)11,838,41,152 1,180,91

328 (80%) 30,4 7 (20%)7,8638,26 1,15 1,180,9

429,75 (85%) 32,35,25 (15%)5,938,21,1461,1770,9

531,5 (90%) 34,23,5(10%)3,9338,141,1441,1750'9

633,25(95%) 36,11,75 (5%)1,9738,071,142 1,170,9

Esta mezcla gelifica entre 20 -45min dependiendo de la temperatura ambiente.

PARAMETROS OPTIMOS DE METALIZACION DE MOLDESLa metalizacin en esta etapa ,estuvo dirigido fundamentalmente a la aplicacin sobre moldes conductores y no conductores los mtodos de metalizacin a considerarse ,son: pintura conductora a base de purpurina impalpable reduccin qumica de la plata (brashear) y pelculas qumicas pasivantes ,las cuales sern evaluadas y definidas para su aplicacin posterior.METALIZACION A BASE DE PURPURINA IMPALPABLEEste mtodo implica la obtencion de una pintura conductora a base de purpurina impalpable , preferentemente oro viejo cuya composicin es la siguiente: Constituyentes cantidad requerida Purpurina impalpable 30-35g(Polvo metalico ) Barniz transparente 15 -20 ml( aglutinante)

Thinner ( diluyente) 250 ml Modo de aplicacin : aspersin por atomizacin , sobre moldes conductores y no conductores. Tiempo de secado : 1-2 horas . Activacin de la superficie metalizada , en una solucin ligeramente alcalina o acida . Desmoldante : si es necesario cuando se utiliza moldes conductores.METODO DE REDUCCION QUIMICA La metalizacin por procesos de reduccin qumica, mas convenientes y que mejores resultados presenta ,fue la reduccin qumica de la plata por el mtodo de brashear cuya aplicacin tuvo lugar sobre moldes de cera y resina flexible respectivamente , la composicin optima fue la misma al de la etapa experimental , bajo el siguiente procedimiento :1. Lavar el molde con una solucin de detergente y enjuagar vigorosamente con agua corriente .2. Sensibilizar la superficie del molde con una solucin de cloruro estannoso durante 5min.3. Enjuagar luego con agua destilada vigorosamente. Es preferible entonces verter una muy pequea cantidad del agente reductor , para la iniciacin de la reduccin completa de la plata.4. Llenar el molde con una solucin a platear con las relaciones ya establecidas .5. Enjuague final con agua corriente y luego se somete al bao electroltico para obtencion de electroforma.METODO DE LA PELICULA PASIVANTE Este mtodo , fue evaluado sobre moldes metlicos tales como de cobre , cobre con recubrimiento de Niquel ; mediante reaccin del sulfuro de sodio ( pelcula pasivante ), formando sulfuros correspondientes en cada uno de ellos.un problema practico es , del que es difcil de controlar la tasa de reaccin como para evitar pelculas demasiado delgadas o demasiadas gruesas, las cuales daran respectivamente ,una adhesin demasiado grande a la base o bien una separacin prematura.Para los moldes de cobre es satisfactorio una solucin de sulfuro de sodio de 7,5 g/l ,parael NiquelUna solucin mas concentrada de 12 g/l.CONDICIONES OPTIMAS DE LOS BAOS PARA ELECTROFORMADO Los baos acidos de cobre utilizados en electroformado tiene una alta concentracin en sus constituyentes , los cuales permiten velocidades de deposicin satisfactorias para este tipo de proceso .La evaluacin tuvo lugar para establecer para establecer el rango de concentracin permisible para la buena marcha de la operacin como la determinacin de los parmetros operacionales del proceso de electroformado .COMPOSICION g/lSulfato de cobre CuS 225-262Acido sulfrico 45 -75Thiourea 0,0,1Acido clorhdrico 0.01 CONDICIONES DE OPERACINTemperatura 293 -323 KDensidad de corriente 2 -10 A / dRendimiento catdico 95 -100%Velocidad deposicin 0,4 -4,4 /mRelacin anodo -catodo 1:1Anodo cobre puroVoltaje 6 vDensidad especifica 19 -20 BeFiltracin : De preferencia continua Obtenindose con ello propiedades mecnicas aceptables:Dureza 170 vickersResistencia a la tracccion 35000 42000 psi% de elongacin (2 ) 5 10%Tensin interna 400 -2000 psiLos espesores promedios obtenidos a diferentes densidades de corriente con este bao se dan en el cuadro No.12. Cuadro No.12

CAPITULO VIINGENIERIA

6.1. REQUERIMIENTO DE INSTALACIONES 6. 1.1Edificaciones a) Area requerida .- la planta se levantara en un rea total de 300considerando areas libres de acceso y posible ampliacin para instalacin de cubas para electroformado , tal como se especifica en el cuadro No 13. b) Distribucion.- La distribucin para la planta se muestra en el plano. c)Caracteristicas fsicas de la planta .- para la construccin del edificio de la planta se ha considerado y tomado en cuenta la distribucin adecuada y necesaria , que permitir desarrollar las operaciones de producciones establecidas . las caractersticas de la construccin edificacin (obras civiles),se harn conforme a las normas de seguridad industriales vigentes , cualquier instalacin de electroformado y electrorecubrimiento independiente de su tamao deber contar con los requerimientos fundamentales.Cuadro No 13REQUERIMIENTO DE INSTALACIONES TERRENO Y EDIFICACIONES INSTALACIONES Area rea adecuada para baos electrolitos que influye las 60,00Operaciones siguientes .a)electroformado b)recubrimientos decorativos c)tratamientos posteriores (tanques de enjuague). rea de metalizacin de moldes 15,00 rea de fabricacin de moldes y modelos 15,00 rea de acabado y emsamble 32,00 Almacen temporal de productos terminados 20,00 rea de pulido y gratado y otros tratamientos de superficie 20,00 Laboratorio para pruebas y control analtico de los procesos almacen de reactivos Qumicos 18,00 Oficina de gerencia administrativa , secretaria y jefatura de produccin 37,00 Servicios higienicos 10,00 Guardiana 4,00 Pasadizo 69,00 Total 300,00

6.2 MAQUINARIA Y EQUIPOPara poder desarrollar la etapa de produccin se requiere de cierto tipo de maquinaria y equipo ,tales como los rectificadores de corriente continua y equipos adicionales de pulido , los cuales son de importancia y tienen una capacidad especifica , que sobre dicha base se han calculado los dems requerimientos ,la relacin , cantidad de maquinaria y equipo necesaria se muestra en el cuadro No14 DESCRIPCIONCANTIDAD

rectificadores de corriente continua (capac.500;200A;12;6 v) 2

cubas de acero revestidos para electroformado de 1,7 m x 0,65x 0,55m3

cubas de acero revestidos para recubrimiento decorativo y desengrase de 0,70m x0,30mx0,45m3

pulidora de disco de tela (capacidad de motor 1,5 HP)1

gratadora electrica (cap. Motor 0,5 HP)1

esmeril electrico (cap. Motor 0,5 HP) 1

compresora de aire (capac. Motor 0,5 HP)1

cuba para enjuage (2,0 m x 1,0 m x 0,8m)2

calentador de inmersion de porcelanas (opcional )1

pistola aspersora para atomizacin1

balanza de mostrador de 10kg1

mesas metalicas de trabajo 2,0mx1,2 mx0,8m2

campana extractora de polvos (opcional)1

soplete quemador2

6.2.1 DISEO DE CUBAS El principal requerimiento de un tanque para una instalacin de electroformado es el que mantenga el liquido prescrito sin fugas o contaminacin de la solucin por un tiempo de periodo deseado . las condiciones de operacion del bao , se determinara la seleccin del material y del revestimiento a emplear .a) MATERIAL PARA CUBAS (TANQUES)Los materiales usados para la construccin de cubas o tanques ,deben ser qumicamente resistentes a los acidos , a menos de que se use un revestimiento ,en cuyo caso el revestimiento debe de cumplir este requerimiento .Los materiales mas comunes utilizados para cubas de electroformado estn ; la madera plstico (pvc) y acero .Nos abocaremos a este ultimo por las bondades que presenta.El acero es el material de uso mas comn para la construccin de cubas electrolticas , debido a su bajo costo , gran resistencia y facilidad de fabricacin . Es apropiado para todo tipo de baos galvnicos ,pero se aplica de ordinario algn revestimiento para prevenir la contaminacin por el hierro y en especial para aislarlo contra las corrientes vagabundas .

B )CONSIDERACIONES PARA EL DISEO DE CUBAS MATERIAL.-los tanques (cubas ) debern ser construidas de laminas de acero corriente con un espesor minimo de 1/8 a 3/16 pulg. (3,17 a 4,5 mm) . Todas las laminas debern ser planas y libre de deformaciones para su construccin .SOLDADURA.- Los tanques debern costruirse con cordones de soldadura elctrica continuos y dobles .Los electrodos de soldadura debern apegarse a las especificaciones de la American Welding Society segn se relacione conel metal a soldar .Para aceros laminados en caliente , los electrodos recomendados son AWS-6010,las soldaduras deben estar libres de salpicaduras y fundentes , especialmente para el revestimiento de la cuba. Deben evitarse las rajaduras transversales , lineales o de crter , asi como la porosidad.

b) REVESTIMIENTO

Los tanques para baos de electroformado , requieren revestimientos gruesos de al menos 1/8 pulg. (3,15 mm) .La fibra de vidrio aglutinada con resina polister anticida , resulta satisfactorio y econmico , una cuidadosa seleccin delas resinas especificas permite tanques ligeros y fuertes , resistentes al calor y al impacto .El revestimiento del tanque deber extenderse de preferencia sobre el cerco y hacia abajo del borde inferior del angulo como se ilustra en la fig. 3a.

c) CARACTERISTICA DE LA CUBA

La forma general de un tanque galvanico convencional es el de una caja sin tapa como se ilustra en la fig. 3 ; sin embargo , a estas cajas se aaden ciertas caractersticas para mayor resistencia y operacin eficiente del proceso .Cerco dela cuba Los cercos , sirven para diversos propsitos , como estiradores para el borde superior de la cuba y como dispositivo de soporte para las barras catodo -anodo , serpentines y otros fines .Los cercos pueden ser de cualquier forma estructural ; tal que proporcione un refuerzo adecuado .El angulo de hierro es el mas satisfactorio para cercos .Ademas el tamao del angulo disponible varia ampliamente tanto en el ancho del lado como el espesor del mismo , proporcionando una casi ilimitada variedad para llenar los requerimientos .

El borde superior de la cuba y el angulo de cerco se deben unir con una soldadura continua , en tanto que el borde inferior del angulo pueden ser soldados con 1 a 2 pulg. (38 a 51 mm) como se ilustra en la figura 4 la soldadura continua de la parte superior sirve para un triple propsito .

1) El lado horizontal del angulo proporciona la rigidez necesaria y forma parte integral dela pared de la cuba .2) La soldadura continua sella cualquier hueco entre el exterior de la cuba y el angulo evitando que la solucin sea atrapado en ese espacio .3) La soldadura continua proporciona una base solida para el revestimiento .los espesores del angulo deben ser iguales a mayores que el de la pared de la cuba (angulo de 1/8 a 3/16 x2 pulg.).4) Mejora el poder de disposicin del metal debido al aumento de espacio entre nodo-ctodo. SOPOTES PARA LA BASE DE LA CUBA

Las cubas debern estar siempre levantadas sobre el piso siempre descansando sobre materiales aislantes como ladrillo o concreto ,madera dura. Estos permiten estos permiten limpiar el suelo con frecuencia,reducir la corrosin de la cuba a vigilar que no haya goteras .Los miembros de soporte deber colocarse a travs de las cubas grandes y espaciosos.DIMENSIONES DE LA CUBA Y CALCULO DE VOLUMEN

Longitud :1,75 mAncho :0,45 mAlturaTotal :0,65 mAltura til : 0,50Volumen Total/cuba :1,75 x0,45 x0,65 =0,512Volumen til / cuba : 1,75 x 0,75 x 0,50 =0,339 6.2.2Barra de contacto( Anodo y catodo)

Las Barras de contacto se hacen comnmente de barras dedondas de cobre,aunque tambin se han utilizado barras de seleccin rectangular.Deben tener sufieciente seleccin trasnversal para soportar el peso de los moldes y conducir la corriente .Un factor de diseo de 100 A/pul de rea es satisfactorio.Een la fig 5 a ,se ilustra un tipo clsico de soporte aislados, los cuales se montan de ordinario sobre el cero de la cuba.

La altura del soporte de la barra con respecto al cerco y del nivel de la solucin del trabajo determinada la longitud de los ganchos para los eloctrodos,estos en los nodos ctodos.El espacio entre las barras nodo y ctodo debe ser especializado cuidadosamente tambin para permitir adecuado de los moldes.

El tamao de las barreras conductoras (busbars) para una densidad de corriente requerida depende de la longitud total de recorrido y de cada de voltaje permisible en la barra conductora.Para de cobre que se aplica en las siguientes formulas:

A =11,5 L I/ E a =9,03 x L I /E

Donde:

A= Area transversal en milipulgadas circularesA= Area de transversal en pul.I= Intencidad de corriente, en piesE= Caida de tension permisible de voltios

El rea transversal de la barra de cobre a utilizarse ser aproximadamente de 0,40 pul equivalente a una barra con dimetro 5/8 0 3/4pul.

Las barras conductoras para estos propositos se fabricas de cobre de gran pureza laminadas en frio,cuyas secciones transversales se muestra en la tabla N0.4

Tabla 4. SECCIONES TRANSVERSALES COMUNES PARA BARRAS CONDUCTORAS DE COBRE

RECTANGULARREDONDA

0,25 x3 pulg0,50pulg

0,25 x4 pulg0,75pulg

0,25 x6pulg1,00pulg

0,5 x 4pulg

0,5 x 6pulg

6.2.3 Diseo para ganchos de contactoLos ganchos utilizados en electroformados son simples cuyo efectivo es de sujetar y llevar corriente a los moldes (ctodo). En su forma mas sencilla es un alambre de cobre desnudo como se muestra en la fig. 6.Este dispositivo de contacto,deber ser lo suficientemente rigido para evitar calentamiento se debe disear manera que haya puntos o lneas de contacto elctrico como sea relacionandamente la figura muestra cierto numero de diferentes diseos para ganchos e ilustra las virtudes compartidas de los diversos tipos. Un procedimiento recomendado para la seleccin de tamao es el de elegir primero el calibre mas pequeo de alambre que pueda conducir la corriente sin quemar la pieza y .entonces ,aumentar el calibre lo necesario para obtener la resistencia fsica requerida.6.2.4 Disposicion de Montaje de la Barreras en las CubasEl proceso de electroformado,se realiza bajo dos sistemas elctricos.Las cubas de electrolisis pueden, en relacin al rectificador de corriente continua , montars en paralelo o en serie.El dispositivo en paralelo, las barras nodicas y catdicas de cada tina estn conectadas directamente a la fuente o a las barras o las barras que salen de ellas. Bajo estas condiciones, depende simplemente de la recistencia total del circuito existente en esa cuba y siempre en cueando el potencial en las barras permanezca constante Que se encuentran en paralelo.En el montaje en serie ,los nodos de una cuba se encuentranalos catodos del bao siguiente y asi sufiecientemente .La totalidad de la corriente pasa por las cubas y la intensidad queda determinada por la misma de las resistencias de las cubas.Generalmente en plantas de electro formado, se acostumbre operar en serie de dos a mas cubas, debido a que las placas catdicas tienen aproximadamente las mismas areas, siendo conveniente conservar la uniformidad en las areas totales en cada cuba .La instalacin en este sistema ocupan menor espacio y se alcanza rendimientos enrgicos meyores .En La fig.7, se muentra el sistema en serie.

6.2.5 RECTIFICADOR DE CORRIENTE FUNCION: suministrar corriente continua a las cubas de electroformados. Los rectificadores se fabrican de ordinario en unidades relativamente pequeas,de500AY 12V. Estos pueden ser contactados en serie o en paralelos ,segn sus requisitos de corriente que el proceso requiere.DESCRIPCION: Produccin diaria prometido de electro formas 366d .EFICIENCIA DE CORRIENTE :95%DENSIDAD DE CORRIENTE CATOD :2,5 A/dVOL TAJE POR CELDA : 2 VARREGLO DE CELDA :3cubas en serieCARACTERISTICAS DEL RECTIFICADORDe acuerdo al parmetros de operacin de arriba mencionado y calculo de capacidad del rectificador(Item 6.2.7) se tiene:

TEORICO PRACTICO AMPARAJE :300 -500AVOLTAJE :6 -12 VPOTENCIA :kwEQUIPOS AUXILIARES(pulido-gratado)Pulidora: Se denomina asi a los dispositivos destinados a mantenen en movimiento los elementos para pulir(disco de tela) ,los cuales se suelen montar en un rbol colocado entre dos cojinetes que llavan sus correspondientes aceiteras y un juego de peleas fija y cola para poder pesarlas o hacerlas funcionar segn se crea conveniente.Las maquinas pulidoras mas corriente empleadas poseen velocidades de giro comprendido entre 1.200 -3.000 rpm. DISCO DE TELALos discos de tela estn constituido por una serie de trozos circulares de pao de algodn unidos entre si por su parte central, como se observa en la fig.8(Anexo).PASTA PULIDORASLas pastas de pulir empleados para el pulido y abrillantado de electro formas, estn constituidas de diferentes sustancias que dependen de la naturaleza del metal electropositivo.En general los materiales mas usados son tripoli, tiza, yeso, mate, cal, viva. etc. Preparado en forma de pasta por medio de una mescla de estearina, sebo, ceras. En la actualidad la mayora de estos se encuentran patentadas y clasificadas de acuerdo al metal y pulir respectivamente.GRATADOEl equipo basico para gratado ,consistente en la gratadora propiamente dicha y la grata correpondiente como se observa en la (fotog-anexo) la gratadora consiste esencialmente de un eje rotatorio de longitud espesifico que gira cojinetes adecuados y es impulsado por medio de un motor elctrico montado, por lo general en la base del pedestal que aporta el eje, girando a una velocidad de 1,200 a 1750 rpm.

GRATASon de forma circular y estn constituidos por hilos metlicos de bronce con dimetros diferentes.se puede adquirir en infinidad de tipos, segn el fin a tratar. Fig 9(anexo)6.2.7 calculo del proceso Calculo de la produccin teorica de electroformas de cobreI =300 AEqui. Eletroq. (cu) =1,186N= 90%T = 24 h#cubas =3De acuerdo a la formula (1), se tiene :PRODUCCION TEORICA .-Pt = 300Ax1,186x 24 hx0,90x Pt= 23,056 Kg/ dia Pt= 599,45Kg/mesCobre depositado por cu