los desechos plásticos 1.1.- introducción 11.2.- breve reseña histórica de los desechos 21.3.- problema de desechos en el ecuador 31.3.1.- porcentajes de desechos en el ecuador 61.4.- desechos sólidos 61.4.1.- proceso de recuperación de recursos 71.4.2.- procesamiento de residuos 71.4.3.- reutilización 81.5.- proceso de reciclaje 81.5.1.- el objetivo de reciclar 81.5.2.- el reaprovechamiento en el reciclaje 91.6.- beneficios del reciclaje 91.6.1.- ventajas que proporciona el reciclaje 91.7.- estrategias de comunicación 101.8.- comercialización y adquisición 111.9.- el plástico 111.9.1.- identificación y codificación del tipo de plástico 121.9.1.1.-problemas en la identificación y codificación del plástico131.9.2.- características y aplicaciones de los símbolos plásticos 131.9.2.1.- poplietileno tereftalato (pet) 1 141.9.2.2.- poplietileno alta densidad (pead) 2 141.9.2.3.- cloruro de polivinilo (pvc) 3 141.9.2.3.1.- pvc rígido 151.9.2.3.2.- pvc flexible 151.9.2.4.- polietileno de baja densidad (pebd) 4 161.9.2.5.- polipropileno (pp) 5 161.9.2.6.- poli-estireno (ps) 6 171.9.2.7.- otros plásticos (other) 7 181.10.- consideraciones para la utilización del plástico reciclado 181.11.- aprovechamiento de los recursos plásticos 191.11.1 trituración de los recursos plásticos industriales 191.11.2.- proceso de trituración del plástico 201.12.- importancia de los molinos trituradores de plásticos 212.1.- definición del problema 232.1.1.- restricción y limitación 232.2.- parámetros de diseño 242.2.1.- costo de fabricación 252.2.2.- seguridad de operación 252.2.3.- facilidad de mantenimiento 252.2.4.- cumplir con la necesidad del cliente 262.2.5.- aspecto de la máquina 262.2.6.- ergonomía de la máquina 262.2.7.- funcionalidad 282.3.- planteamiento de alternativas 282.3.1.- alternativa 1 292.3.2.- alternativa 2 302.3.3.- alternativa 3 332.4.- selección de la alternativa más viable 352.4.1.- conclusión de la evaluación 36

2.5.- estudio de la alternativa seleccionada 372.5.1.- funcionamiento del molino triturador 372.5.2.- materiales a ser utilizados en su cosntrucción 382.5.3.- aplicación de técnicas y normas de cosntrucción 382.5.4.- sistemas de fijación y unión de elementos 393.1.- diseño, cálculo y selección de elementos 403.2.- cálculo del número de revoluciones para el corte 413.2.1.- cálculo del peso de las aletas para corte 423.2.1.1.- cálculo del volumen del cuadrante de círculo 433.2.1.2.- cálculo de la masa del cuadrante de círculo 433.2.1.3.- cálculo del peso del cuadrante de círculo 443.2.2.1.- cálculo del volumen del rectángulo de la aleta 453.2.2.2.- cálculo de la masa del rectángulo 453.2.2.3.- cálculo del peso del rectángulo 463.2.3.1.- cálculo del volumen de la parábola 463.2.3.2.- cálculo de la masa de la parábola 473.2.3.3.- cálculo del peso de la parábola 483.2.4.- cálculo del centro de gravedad de la aleta 493.2.4.1.- cálculo del centro de gravedad de la parábola 493.2.4.2.- cálculo del centro de gravedad del rectángulo 503.2.4.3.- cálculo del centro de gravedad del cuadrante del círculo 513.2.4.4.- ubicación del centro de gravedad de la aleta 523.3.- cálculo de la potencia de accionamiento para el corte de la botella de pet 573.3.1.- cálculo de la velocidad tangencial 583.3.2.- cálculo de la velocidad de alimentación 583.3.3.- cálculo de la velocidad de corte 593.4.- selección de la correa trapezoidal 603.4.1.- determinación del factor de servicio 603.4.2.- cálculo de la potencia de diseño 613.4.3.- determinación de la sección de la banda 623.4.4.- selección de los diámetros de poleas, la relación de transmisión y el número de revoluciones del eje rotor 623.4.5.- cálculo de la potencia corregida por correa trapezoidal 643.4.6.- cálculo del número de correas trapezoidales 643.4.7.- cálculo de la tensión transmitida por correa trapezoidal 653.4.7.1.- cálculo del factor de corrección 663.4.7.1.1.- cálculo de la distancia entre ejes de las poleas 673.5.- diseño y cálculo del eje rotor 693.5.1.- datos integrados de la máquina para el cálculo del eje 703.6.- fuerzas actuantes en el plano “ x – y “ del eje rotor 713.6.1.- diagrama de cortante 723.6.2.- diagrama de momentos 733.7.- fuerzas actuantes en el plano “ x – z “ del eje rotor 733.7.1.- cálculo de la fuerza de corte 733.7.2.- tensiones producidas por la correa trapezopidal 763.7.3.- diagrama de cortante 77

3.7.4.- diagrama de momentos 783.8.- diseño del rotor 783.8.1.- cálculo del momento resultante máximo 793.8.2.- cálculo de los factores que modifican el límite a fatiga del eje rotor 803.8.2.1.- factor de resistencia de superficie (ka) 813.8.2.2.- factor de resistencia de tamaño (kb) 813.8.2.3.- factor de carga (kc) 823.8.2.4.- factor de resistencia de temperatura (kd) 823.8.2.5.- factor de efectos diversos (ke) 833.8.2.6.- factor de límite de resistencia a la fatiga (se´) 863.8.3.- cálculo del torque 863.9.- cálculo del factor de seguridad 873.10.- configuración geométrica del eje 883.11.- selección de rodamientos 893.12.- selección de la cuña o chaveta 923.13.- diseño de las aletas para corte 943.13.1.- diagrama de cuerpo libre 953.13.1.1 diagrama de cortante 963.13.1.2.- diagrama de momento flector 963.13.2.- cálculo del momento de inercia de la aleta 973.13.2.1.- momento de inercia del cuadrante de círculo 983.13.2.2.- momento de inercia del rectángulo 993.13.2.3.- momento de inercia de la parábola 1003.13.3.- cálculo del momento de inercia total 1013.13.4.- deflexión máxima en la aleta 1023.14.- selección de las cuchillas para corte 1033.14.1.- afilado de las cuchillas de corte 1043.15.- dimensionamiento, esquema y fabricación de la tolva de alimentación 1053.15.1.- partes componentes de la tolva 1053.15.2.- proceso de fabricación de la tolva 1063.16.- diseño y dimensionamiento de la cámara de molienda 1073.16.1.- diseño y dimensionamiento de los apoyospara las cuchillas móviles 1093.16.2.- diseño y dimensionamiento de la placa para sujesión del tamiz 1103.16.3.- soldadura de la cámara de molienda 1103.16.4.- dimensionamiento del tamiz de cernido 1143.16.5.- dimensionamiento de la cámara de descarga 1153.17.- diseño y dimensionamiento de la placa soportedel motor 1163.18.- diseño y cálculo de la mesa o estructurapara soporte 1183.18.1.- cálculo del centro de gravedad de la estructura 1203.18.2.- ubicación y representación del centro de gravedad de la estructura soporte 1253.18.3.- cálculo de la fuerza de empuje 1273.18.4.- cálculo de la estructura soporte 1293.18.4.1.- diagrama de momentos flectores en el portico 1353.18.4.2.- cálculo de la deflexión máxima en la viga superior ¨ b - c ¨ del portico 1383.18.4.2.1.- diagrama de cortante de la viga 1413.18.4.2.2.- diagrama de momentos de la viga 1413.18.4.2.3.- cálculo del esfuerzo máximo 144

3.18.4.2.4.- cálculo del factor de seguridad 1443.18.4.3- diseño de los puntales de la estructura 1454.1.- construcción y montaje de elementos 1514.2.- análisis de costos de ejecución del proyecto 1534.2.1.- costo de materiales 1544.2.2.- costo de mano de obra 1554.2.3.- costo gastos varios 1554.2.4.- costo total del proyecto 1564.3.- pruebas de funcionamiento 1564.3.1.- resultado de pruebas de funcionamiento 1594.3.2.- pruebas de capacidad de producción 160conclusiones 164recomendaciones 165bibliografía 166anexos 169

introducción la contaminación del medio ambiente es un gran problema para todos los paísesdesarrollados y subdesarrollados.se considera como contaminación a todo tipo de desechos tales como desechosquímicos, desechos industriales, basura sólida a los recipientes plásticos, cartón,vidrio, metales, fibras textiles, etc. y la basura orgánica.siendo un 90% de todos estos desechos reciclables.reciclable quiere decir volver a fabricar productos nuevos de productosconvertidos en basura.el presente estudio se basa en el reciclado del plástico pet que es utilizado en lafabricación de botellas y envases desechables, con productos de gran consumohumano.el pet es un derivado del petróleo altamente contaminante. para que un productodesechable de pet se destruya en la naturaleza toma un periodo mayor a 500años, mientras que al ser incinerado produce gases nocivos altamentecontaminantes para la atmósfera.al tener como gran problemática al tiempo para destrucción y la emanación degases contaminantes por la incineración, se procede al diseño y construcción deun molino triturador de desechos plásticos de pet. donde la acción de cortar ytriturar al plástico en partículas pequeñas facilita el reproceso del pet, sinproducir daños al medio ambiente.la idea principal del proyecto se fundamente en un prototipo de un molinotriturador, la máquina mencionada se diseña y calcula mediante el análisis de lateoría de falla en cada uno de sus elementos, se construye mediante materiales yelementos existentes en el mercado local.los propósitos fundamentales que persigue el presente proyecto son: generartecnología en el país, incentivar el reciclaje como una gran alternativa. laoptimización de recursos agotables como el petróleo, crear fuentes de trabajo yevitar la contaminación con productos que toman demasiado tiempo para sudestrucción.el molino triturador corta botellas desechables de 500cc. de capacidad, que sonfabricadas de pet, el corte se efectúa por un proceso netamente mecánico. quese detalla a continuación.la botella de pet es prensada y luego introducida en la tolva de alimentación, lamisma que tiene contacto directo con la cámara de molienda; en cuyo interior seencuentra el eje rotor, el mismo que gira a 754 rpm, posee dos cuchillasgiratorias las mismas que arrastran a la botella en el interior de la cámara demolienda, el arrastre produce que choque la botella contra las cuchillas fijasocasionando de esta manera el corte por cizalladura.paulatinamente la botella plástica es arrastrada y cortada alcanzado partículas dedimensiones que puedan pasar por el tamiz de cernido de esta manera siendoevacuadas hacia el exterior. el eje rotor es accionado por un motor eléctrico conun sistema de transmisión por banda trapezoidal.concluye el proyecto presentando las capacidades de producción, costos realesde la fabricación de la máquina, y un manual de mantenimiento de la máquina.

1.3.1 porcentajes de desechos en el ecuador.según estadísticas de emaseo, establecidas en el mes de noviembre del año2004 se produjo en el distrito metropolitano de quito 1.400 toneladas diarias

dedesechos sólidos en la zona norte y la zona sur respectivamente. la misma quesería dividida en cinco grupos con sus respectivos porcentajes. . 40% plástico.25% papel.15% desechos orgánicos.10% desechos metálicos y10% basura.también se estableció que en el ecuador por día, cada persona produce 0,72 kg.de desechos 1.4 DESECHOS SÓLIDOS.

Es lo que se deja de usar, lo que no sirve, lo que resulta de la descomposición odestrucción de una cosa, lo que se bota o se abandona por inservible. También se consideran aquellas substancias gaseosas dañinas y contaminantesdel medio ambiente y de todas las diversas formas de vida.La acumulación de residuos domésticos sólidos constituye hoy en día unproblema agobiarte. El aumento de la población, junto al desarrollo del proceso deurbanización y la demanda creciente de bienes de consumo, intensidad de lapropaganda y publicidad, determina un aumento incesante del peso y volumen delos desechos producidos, tales como plástico, papel, basura orgánica, metal, etc.

1.4.1 PROCESO DE RECUPERACIÓN DE RECURSOS.La recuperación de recursos consiste en la reducción doméstica de los residuossólidos mediante un proceso que incluye la recuperación de energía, los residuossólidos serían la materia prima del proceso y la recuperación de la energía será elproducto primario.Los materiales recolectados deben prepararse para el mercado. La preparacióndependerá del tipo y volumen del material recolectado, de acuerdo a la demandaexistente en el mercado para cada material. 1.4.2 PROCESAMIENTO DE RESIDUOS.Son tecnologías que se aplican para la reducción del volumen de desechos, talescomo: -riturado o corte del desecho.-Fabricación de productos nuevos utilizando el material desechado.-Obtención de materia prima a base del desecho.-Bajo costo de la materia prima para la producción de productos nuevos.1.4.3 REUTILIZACIÓN.La reutilización es impedir que los residuos producidos se desperdicien e intentaremplearlos como materia prima en la producción, después de una etapa depreparación.1.5 PROCESO DE RECICLAJE.Se definirá bajo tres conceptos:26 Reciclar.- Volver ha utilizar los desechos para que formen parte de nuevosproductos similares.Reciclaje.- La separación de los desechos como papel, plástico, vidrio, metales yotros para que pueda ser utilizado como materia prima.Reciclables.- Son los materiales de desechos que pueden entrar en el procesode reciclaje.1.5.1 EL OBJETIVO DE RECICLAR.El objetivo principal es la

disposición o eliminación de los desechos, sin descuidarlos aspectos higiénicos y de salud.27 La eliminación de la basura se optimiza con la reducción, la reutilización y elreciclaje de los residuos que a su vez significa un efectivo resguardo de losrecursos naturales, mediante un aprovechamiento de los desechos como materiaprima para procesos productivos.1.5.2 EL REAPROVECHAMIENTO EN EL RECICLAJE.Es la capacidad de devolver los desechos o materiales al comercio, Debe haberun mercado para estos materiales para que tenga lugar el reciclaje. El reciclaje nomantiene a un material fuera de la masa de residuos en forma definitiva, sino quepospone el día en el que el mismo ingresa en la masa de residuos, y en últimainstancia reduce la cantidad de residuos, en virtud de que los materiales sonutilizados más de una vez antes de su disposición.1.6 BENEFICIOS DEL RECICLAJE.La recuperación de los materiales de desecho para el reciclaje ofrece beneficiostanto en el orden ecológico como económico y social, brindando una nueva fuentede materias primas y disminuyendo el volumen de residuos a los que hay quedarle una disposición final adecuada, minimizando el impacto ambiental que depor si producen los residuos.30 1.6.1 VENTAJAS QUE PROPORCIONA EL RECICLAJE.-Reduce la cantidad de basura (cerca del 90% de lo que ingresa a loshogares sale como desecho).-Ahorra energía (La necesaria para producir una tonelada de aluminioreciclado a partir de latas de soda es solo el 5% de la energía empleadapara extraer y procesar el metal de la mina).-Ahorra recursos naturales (Casi la mitad del hierro que se utiliza en lafabricación mundial de acero se obtiene de la chatarra, por esa vía se lograel ahorro del 75% del agua que se hubiera usado para obtener el mineralde la mina).  -Produce ahorro de dinero (En general el material reciclado es máseconómico).-Genera nuevos empleos (Según una encuesta en EEUU, por cada millónde tonelada de desechos que se recicle se crean 2.000 nuevos puestos detrabajo).-Protege el medio ambiente.-Evita la formación de nuevos basureros.-Colabora con la recuperación de los suelos (en forma de abono).-Elimina la generación de contaminantes del aire (gases y malos olores).-

Impide la proliferación de plagas y roedores.-Ayuda a preservar los bosques.-Protege las aguas superficiales y las aguas subterráneas.1.7 ESTRATEGIAS DE COMUNICACIÓN.El mayor problema es persuadir a la ciudadanía que el reciclaje es beneficioso,pero para instalar esta costumbre requerirá de la superación de algunosobstáculos como son: el inconveniente que trae la separación de los residuos enel hogar. En muchas ocasiones las personas en general reaccionan con quejasrespecto a que el reciclaje implica mucho tiempo y por otro lado que es unproceso sucio.Para que el programa de reciclaje de resultados se debe tratar de minimizar losinconvenientes que puedan aparecer y dar mayor énfasis a los beneficiospositivos que otorga el reciclaje.1.8 COMERCIALIZACIÓN Y ADQUISICIÓN.La venta de los materiales recuperados tiene sus inconvenientes ya que no todostienen un mercado.La adquisición, se refiere a la demanda de productos elaborados con materialesreciclados. Es necesario que el gobierno implemente políticas orientadas agenerar un mercado para estos materiales.33 1.9 EL PLÁSTICO.El plástico es un material logrado en laboratorio mediante transformación sintéticadel carbono. Pero también del hidrógeno, nitrógeno y oxigeno en combinación conotros elementos que se obtienen del petróleo.34 Pueden ser conformados en una amplia variedad de productos, como envasespara gaseosas, cosméticos, alimentos, auto partes, partes moldeadas, seccionesextraídas, hojas y películas, recubrimientos aislantes, para alambres eléctricos, yfibras para textiles, etc. Además los plásticos son frecuentemente el ingredienteprincipal de otros materiales como pinturas, barnices, y varios compuestos conmatriz de polímero.35 Las aplicaciones de los plásticos se han incrementado mucho más rápidamenteque para los metales o los cerámicos durante los últimos 50 años.En realidad muchas partes hechas anteriormente de metal se hacen ahora deplástico. Lo mismo sucede con el vidrio; Los recipientes plásticos han sustituidoen gran parte a los vidrio, para el envasado de productos.

  Los plásticos tienen varias ventajas; Por ejemplo-Protegen los alimentos.-Permiten ver a través de ellos sin tocarlos.-Permiten empacar al vacío.-Mantienen productos en buen estado por más tiempo.

-Reduce el desperdicio de alimentos.-Reduce el peso de los empaques.El plástico biodegradable tarda en degradarse 25 años, los plásticos de altadensidad tardan en descomponerse en un tiempo promedio de 500 años, por estárazón se convierte en un producto altamente contaminante, más aun si se tieneen cuenta que los plásticos al incinerarlo producen gases venenosos.37 El 90% del plástico es reciclable y podemos encontrarlo en numerosas formas yrepresentaciones. Sin embargo, debido a su gran variedad, es difícil suclasificación.1.9.1 IDENTIFICACIÓN Y CODIFICACIÓN DEL TIPO DE PLÁSTICO.Está clasificación ha sido desarrollada por The Society of the Plastic Inc. (SPI) enlos Estados Unidos y adoptado en varios países latinoamericanos y europeos.Este sistema permite la identificación de los siete materiales plásticos máscomunes.El símbolo de identificación se compone de tres flechas que forman un triángulocon un número, que representa el tipo de material. En el centro, ubicadonormalmente en el fondo de los envases.

Figura 1.2Símbolo de identificación del plástico. Es por está razón que se han acordado símbolos para su identificación queapenas comienzan a generalizarse en nuestro país.Los siguientes son los símbolos que se encuentran en los diferentes productoselaborados con materias plásticas.-Polietileno Tereftalato (PET) 1.-Polietileno Alta Densidad (PEAD) 2.-Cloruro de Polivinilo (PVC) 3.-Polietileno Baja Densidad (PEBD) 4.-Polipropileno (PP) 5.-Poli-estireno (PS) 6.

-Otros Plásticos (OTHER) 7.1.9.1.1 Problemas en la identificación y codificación del plástico.Si bien el uso de los materiales plásticos tiene innumerables ventajas, a la horade hablar de reciclaje se encuentra con una serie de dificultades, ya que el 67%de los residuos plásticos son películas, films, bolsas, en general en los cuales sehallan mezclados PEAD, PEBD y PP. Respecto al 33% restante, correspondientea los plásticos rígidos, y más del 70% no posee identificación debido a que elsistema de codificación no ha sido implementado por la mayoría de los fabricantesde productos plásticos.

40 1.9.2 CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES DE LOS SÍMBOLOS PLÁSTICOS.De acuerdo al tipo de plástico y producto a fabricar, el plástico tiene diferentesaplicaciones y características.1.9.2.1 Polietileno tereftalato (PET) 1.Este tipo de plástico es transparente y resistente. Sus usos son muy variados,desde envases hasta textiles.41 -Envases de bebidas carbonatadas.-Goma de almohada y cojines.-Sleeping bags.-Fibras textiles. 1.9.2.2 Polietileno alta densidad (PEAD) 2.Este material es incoloro, opaco, tonos transparentes y opacados. Alta rigidez,estabilidad dimensional, dureza superficial, esterilizada. Estable frente a ácidos,álcalis y alcohol.Atacado por hidrocarburos clorados, benzol, benzina y carburante.Se los puede utilizar en: -Envases para detergentes, lavandina, aceite para automotores.   -Shampoo.-Lácteos.-Cajones para gaseosas.-Baldes para pintura.-Macetas.1.9.2.3 Cloruro de polivinilo (PVC) 3.

Este material puede procesarse de modo que sea claro, rígido y duro ó claroflexible y resistente.Existen dos tipos de Cloruro de Polivinilo o PVC. -PVC Rígido.-PVC Flexible.1.9.2.3.1 Pvc rígido.Polvo fino o granza, colores transparentes y opacos, buena resistencia, dureza ytenacidad, resistencia a la corrosión, difícilmente combustible, estable frente aácidos y álcalis, alcohol, benzina, aceites y grasa. Atacado por éter, cetona,hidrocarburos clorados, benzol y carburantes.44 1.9.2.3.2 Pvc flexible.Plaquetas cilíndricas o cubos incoloros o coloreados, transparentes y opacos.Muy elástico, estable frente a ácidos, álcalis débiles. Atacado por alcohol, éter,cetonas, hidrocarburos clorados, benzol, bencina y carburantes.   16Se los encuentra en:-Suela de zapatos.-Conductores eléctricos.-Tubos.-Envases de limpiadores.-Envases para agua mineral, aceites, jugos, mayonesas.-Juguetes.-Mangueras.-Caños para desagües domiciliarias y redes.1.9.2.4 Polietileno de baja densidad (PEBD) 4.Este material es incoloro, opaco y en todos los tonos, transparente y opaco. Altaflexibilidad, baja dureza superficial, superficie cerosa, estable frente a ácidos,álcalis y alcohol. Atacado por hidrocarburos clorados, bencina, benzol ycarburantes.Sus usos pueden ser:46 -Contenedores herméticos domésticos.-Tubos y pomos para cosméticos, medicamentos y alimentos.-Agitadores y sorbetes.

-Bolsas de basura.-Bolsas para cubiertos plásticos.1.9.2.5 Polipropileno (PP) 5.Gránulos incoloros, opacados y teñidos transparentes y obscuros.   17Posee una alta resistencia al impacto y la tracción, a la vez es flexible, puede serrígido y transluciente, dureza superficial, esterilizante desde 120 a 130 gradoscentígrados.47 Se presta para una gran variedad, tales como:-Pañales desechables.-Productos de belleza.-Bolsas para patatas.-Bolsas para microondas.-Caños para agua caliente.-Jeringas descartables.-Tapas en general.-Cajas de baterías.-Parachoques de automotores.-Auto partes.1.9.2.6 Poli-estireno (PS) 6.Corresponde a los materiales hechos de poli-estireno (PS). Este plástico estransparente u opaco, según sea procesado es muy versátil e imita al cristal.Se emplea en la fabricación de diferentes envases utilizados para servir alimentosy en materiales para proteger equipos delicados.48 Sus aplicaciones más comunes son:-potes para lácteos de yogurt, postres, etc.-Potes para helados y dulces.-Descartables para restaurantes (platos, cubiertos, bandejas, etc.).-Juguetes.   18-

Aislantes.-Planchas de PS espumado.1.9.2.7 Otros plásticos (OTHER) 7.Generalmente no son reciclables, son resinas de diferentes tipos como ABS, PCproductos co-estruidos, co-polímeros.49 1.10 CONSIDERACIONES PARA LA UTILIZACIÓN DEL PLÁSTICORECICLADO.-Los plásticos reciclados no pueden ser utilizados para fabricar envasessimilares, como es el caso del aluminio y el vidrio.

-El plástico reciclado no es apto para su reutilización en envases recicladospara la industria de alimentos, según la FDA.-Los plásticos reciclables son utilizados en la manufactura de otrosproductos tales como: Fibras para alfombras, material de empaque yrelleno, esponjas plástica, transversales para las vías de los trenes ytextiles.-El problema se agrava ante la situación de los escasos mercados localespara la compra y la reutilización de plásticos reciclables.-No es posible obtener una mezcla homogénea de plástico a partir de unamezcla ternaria de materiales.-Los productos que intenten fabricarse con ellos no podrán cumplir conninguna exigencia de calidad.-Las impurezas que suelen contener los residuos deben evitarse oeliminarse, ya que son cuerpos extraños que pueden reducir la calidad delproducto final.1.11 APROVECHAMIENTO DE LOS RECURSOS PLÁSTICOS.La reciclabilidad de los recursos plásticos depende del tipo de plástico. Losplásticos pueden recuperarse por medio del molino o triturador y luego por lafusión.Los residuos deben ser en lo posible de una sola clase y medida, para que losproductos tengan propiedades similares a los fabricados con materia virgen.51 Cuando se intenta fundir una mezcla de plástico, algunos son descompuestos porla temperatura empleada, mientras que otros solo se reblandecen.52 Los mejores resultados del reciclado de termoplásticos se obtienen cuando losresiduos a reutilizar son de una misma clase, es decir contienen el mismo tipo deplástico, los mismos aditivos y las mismas cargas. Además el residuo debe estarlibre de impurezas para obtener productos reciclados de buena calidad.

1.11.1 TRITURACIÓN DE LOS RECURSOS PLÁSTICOS INDUSTRIALES.El corte de los residuos plásticos es el que está más ampliamente desarrollado.Sin embargo, las posibilidades dependen en gran medida de lo elevada que seala proporción de un tipo especial de plástico en la recolección de residuos. Latrituración de los residuos de producción está muy extendida. Tiene lugar en lospropios lugares de producción o a través de empresas especializadas en latrituración. Como los residuos se recogen ya clasificados y sin contaminación,solo es necesario triturarlos para obtener material nuevo apto para transformarlo.1.11.2 PROCESO DE TRITURACIÓN DEL PLÁSTICO.La trituración empezó a desarrollarse en los años 70, cuando algunos paísescomenzaron a incinerar los residuos plásticos.55 El proceso más común consiste en la separación, limpieza y peletizado. Separación.- La separación se la puede efectuar por métodos manuales y porsistemas automatizados.Los métodos de separación pueden ser clasificados en separación macro y micromolecular.La macro separación.- Se la realiza sobre el producto completo usando elreconocimiento óptico del color o de la forma, también se la efectuar por lacodificación de números. La separación manual se incluye dentro de estácategoría.La micro separación.- Puede hacerse por una separación física basada en eltamaño, peso, densidad, etc.Separación molecular.- Es el proceso del plástico por disolución del mismo. Losdisolventes más eficaces son aquellos cuya composición química es similar a ladel plástico a disolver. Y luego separar los plásticos basados en la temperatura.Limpieza.- Los plásticos separados están generalmente contaminados concomida, papel, piedras, polvo, pegamentos, etc. De ahí que tienen que serprimero limpiados para ser cortado, y luego lavar este material triturado en unbaño con detergente.Peletizado.- El material limpio y seco puede ser vendido o puede convertirse enpellet, para esto el granulado debe fundirse y pasarse a través de un tubo paratomar la forma de espagueti al enfriarse en un baño de agua, una vez frió escortado en pedacitos llamados pellets.56 1.12 IMPORTANCIA DE LOS MOLINOS TRITURADORES DE PLÁSTICO.No toda la producción de productos plásticos en la industria dedicados a lafabricación de muchos artículos, que tienen como base principal el plástico,ocupan el mercado.La mayoría de artículos nuevos cruzan por algunos problemas de calidad siendolos más importantes y los que afectan en su aspecto y calidad.-Desigualdad de espesor del material en las paredes que los forman.

-Mala formación en el instante de ser termo-formados.-No todos tienen las mismas características físicas y buena apariencia.Por estas razones las empresas productoras de artículos plásticos o que sededican al reciclaje de los mismos, recurren a dar una solución a este problemade desperdicio de materia prima.Han optado por volver a reprocesarlo triturándolo o moliéndolo para que estematerial vuelva a ser utilizado como base principal para la fabricación de otrosnuevos productos, que de acuerdo a controles de calidad ocuparan el mercadoconsumista.La labor de los trituradores o molinos para plástico es el de cortar el material enpequeñas partículas que facilitan el manejo y la fundición del mismo, ya que undesecho plástico ocupa gran volumen, menos maniobrabilidad, mayor cantidad deenergía para volver a fundirlo, mayor tiempo para fundirse completamente. Elplástico triturado ofrece o proporciona algunas ventajas a las empresas y lasociedad, tales como:En las empresas.-Reducción de espacios en la planta.-Reaprovechamiento del material desperdiciado.-Reducción de gastos en materia prima. En la sociedad.-Nuevas fuentes de trabajo.-Abaratamiento de materia prima.-Menos contaminación para el medio ambiente.-Reaprovechamiento de recursos.En la actualidad existen diferentes tipos de molinos trituradores, que las industriashan optado para reprocesar el desecho interno o externo.La mayoría de los trituradores funcionan con cuchillas de corte, siendo similaresen su función principal, diferenciándose únicamente entre ellos por la capacidadde corte y en algunos casos especiales por el tipo de material a triturar.

2.1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.La agobiante cantidad de desechos sólidos, (1,400 toneladas diarias dedesperdicios) que produce el Distrito Metropolitano de Quito, de los cuales el 40%pertenece a la clasificación general de plásticos (560 toneladas por día), mientrasque el 15% (84 toneladas diarias) se encuentran elaborados con materia primaPET, que se puede reciclar en su totalidad, el mismo que en gran cantidad no esaprovechado, sino es ubicado en los botaderos de la ciudad.1 

Con el molino triturador se reutilizaran estos residuos plásticos, para la fabricaciónde productos nuevos.Generando de esta manera varios beneficios sociales tales como:-Ahorro de materiales vírgenes.-Descontaminación del medio ambiente.-Fuentes de trabajo.-Aumento de ingresos económicos.-Obtención de materia prima a bajo costo.2.1.1 RESTRICCIÓN Y LIMITACIÓN.Una de las mayores restricciones para el diseño y construcción de un molinotriturador para plástico es la cantidad de desperdicios, (84 toneladas por día ) queson fabricados con PET como materia prima en la elaboración de productosreciclables tales como: botellas desechables de bebidas gaseosas, aguadestilada, agua purificada, y otros líquidos no aceitosos

2.2 PARÁMETROS DE DISEÑO.En el proceso del diseño de la máquina, es importante el conocimiento de losmateriales que va a utilizar, por cuanto posibilita seleccionar o especificar lamáquina idónea para realizar el trabajo con la finalidad de diseñar el modelo másconveniente para su construcción tomando en cuenta los siguientes criterios ynecesidades de los operarios.-Costo de fabricación.-Seguridad de operación.-Costo de afilado de las cuchillas.-Facilidad de mantenimiento.-Cumplir con la necesidad del cliente.-Aspecto de la máquina.-Funcionalidad.-Ergonomía de la máquina.-Consumo de energía.El objetivo primordial para realizar esta máquina es el de poder facilitar a laspersonas su adquisición y a su vez dar mayor facilidad de mantenimiento.Para obtener como elección única la máquina que se desea diseñar y construir,enseguida se efectúa un análisis de acuerdo a los factores que difieren para larespectiva calificación.

2.2.1 COSTO DE FABRICACIÓN.Para obtener un precio de aceptación en el mercado local, es decir que el costode la máquina no sea elevado y debe estar acorde con la economía del país, sedebe utilizar todas las normas y técnicas de mano de obra existente en nuestropaís como son: técnicas de soldadura, torneado, fresado, tratamientos de acerosy la respectiva utilización de materiales e insumos que se pueden encontrar en elmercado local por medio de la selección de catálogos.También se debe considerar la calidad de fabricación que consiste en controlardespués de cada proceso de fabricación la calidad para evitar problemas post-ensamblaje y pérdidas de tiempo en el armado final.2.2.2 SEGURIDAD DE OPERACIÓN. Las normas de uso establecen que cuando una máquina este en funcionamientono debe apoyarse o introducir las manos dentro de ella. Entonces; acatando comoregla principal de seguridad, la máquina cuando este en funcionamiento y encontacto con el operador esta no debe ocasionar daño o riesgo al mismo conpartes móviles y si las tiene deben estar completamente protegidas para que eloperador no tenga contacto directo.2.2.3 FACILIDAD DE MANTENIMIENTO. Al considerar el diseño se debe garantizar un manual de mantenimiento en la quetodos los repuestos y accesorios sean de fácil reemplazo y adquisición en elmercado, ya que esto influye directamente en la vida útil y costo de la máquina.Para su respectivo engrase de rodamientos se debe recomendar en lo posiblegrasas que existan en el mercado.En el instante de que la máquina necesite de ciertas partes que tiendan adesgastarse debe prestar toda la facilidad para el cambio y uso de herramientasexistentes en el mercado.2.2.4 CUMPLIR CON LA NECESIDAD DEL CLIENTE.Cuando la máquina este lista para ser operada por una persona no debepresentar ciertas molestias como incomodidad para alimentar la tolva, para retirarel material cortado, facilidad de encendido y apagado. También debe estar acorde al volumen que posea el material que se va hatrabajar y a la ubicación de la planta.Y al realizar la máquina el trabajo de triturado debe estar acorde a lasnecesidades, en tiempo de horas de trabajo y capacidad de producción2.2.5 ASPECTO DE LA MÁQUINA.Es muy importante, ya que su estética y acabado de construcción influye para suaceptación en el mercado local.2.2.6 ERGONOMÍA DE LA MÁQUINA.El objetivo de este ámbito son los consumidores, usuarios y las características delcontexto en el cual el producto es usado. El estudio de los factores ergonómicosen los productos, busca crear o adaptar productos y elementos de uso cotidiano oespecífico de manera que se adapten a las características de las personas quelos van a usar. Es decir la ergonomía es transversal, pero no a todos losproductos, sino a los usuarios de dicho producto.El diseño ergonómico de productos trata de buscar que éstos sean: eficientes ensu uso, seguros, que contribuyan a mejorar la productividad sin generarpatologías en las personas, que en la configuración de su forma indiquen su modode uso, etc.2

 El diseño ergonómico del puesto de trabajo debe tener en cuenta lascaracterísticas antropométricas de la población, la adaptación del espacio, lasposturas de trabajo, el espacio libre, la interferencia de las partes del cuerpo, elcampo visual, la fuerza del trabajador y el estrés biomecánico, entre otrosaspectos. Los aspectos organizativos de la tarea también son tomados encuenta.3 Considerando el contexto sobre ergonomía para el diseño o fabricación de unproducto o máquina se establece la altura del molino triturador de botellasplásticas.La respectiva altura es obtenida con las estaturas más comunes en nuestro mediolaboral, para luego efectuar una media aritmética y así obtener la altura quepermita la adecuada operación; Por el operario sin producirle ningún tipo demolestias o lesiones.

Tabla 2.1 Promedio de estaturas.MUESTRA ESTATURA (cm.)Muestra 1 160Muestra 2 165Muestra 3 170Muestra 4 175promedio 167.5

FUENTE: Los autores

El promedio de estaturas es igual a un metro con sesenta y ocho centímetros, sise considera que la altura ideal de trabajo de un hombre en pie de esta estaturaes el nivel del codo flexionado se establece que la altura del molino debe ser entre90 y 100 centímetros para una mejor operación laboral.2.2.7 FUNCIONALIDAD.La máquina tendrá un alto grado de seguridad en su maniobrabilidad yfuncionalidad, debido al riesgo que puede sufrir el operador, si no tiene el debidocuidado, por lo tanto se debe dar a conocer al usuario las normas de uso delmecanismo para que se pueda establecer que sea fiable y digna de confianza enel instante de ser operada.Además se debe tener en cuenta la capacidad de trabajo, para no exceder enrangos mayores o menores para la cual esta diseñado el molino triturador, y debeser utilizada específicamente para el trabajo indicado.2.3 PLANTEAMIENTO DE ALTERNATIVAS.En la actualidad existen diferentes tipos de molinos trituradores para plástico, quevan clasificados por su diseño, funcionamiento, de acuerdo al tipo de material atriturar y capacidad de producción del material cortado.Para la elaboración del presente proyecto se expone tres tipos de trituradores queson considerados los más sencillos, comunes, económicos y similares en suscaracterísticas técnicas, para la trituración de plástico. -Triturador de 2 cuchillas giratorias y 2 cuchillas fijas.-Triturador de 3 cuchillas giratorias y 2 cuchillas fijas.-Triturador de 6 cuchillas giratorias y 2 cuchillas fijas.2.3.1 ALTERNATIVA 1 (Triturador con un eje rotor de 2 aletas con 2 cuchillasgiratorias y dos cuchillas fijas).Para el presente estudio se designa como la alternativa 1 a:El molino triturador de dos cuchillas giratorias y dos cuchillas fijas.

Figura 2.1 Triturador con un eje rotor de 2 aletas con 2 cuchillas giratorias y doscuchillas fijasEste tipo de molino o triturador esta compuesto por un eje porta cuchillas quetiene dos aletas, que ayudan al arrastre del material para ser triturado. En losextremos del eje se encuentran las cuchillas móviles que son sujetas por mediode pernos. Está fabricado en acero.En la cámara de trituración se ubican las cuchillas fijas que van empernadas en laparte frontal y posterior, también se encuentran los orificios para la fijación de los rodamientos de pared que sujetan al eje rotor de una manera flotante. Mientrasque en la parte inferior se encuentra el tamiz o malla de sernimiento. Estáconstruida en acero con perforaciones que facilitan el desalojo del materialcortado.La estructura o cuerpo esta hecho de acero en donde se monta el motor eléctricopara su accionamiento.Tiene una producción de 10 kg / h

Ventajas.-Fácil mantenimiento.-Facilidad en su transportación.-Seguridad de accidentes para el operador.-Bajo consumo de energía para su funcionamiento.-Facilidad de operación.-Bajo costo de mantenimiento en el afilado de las cuchillas.-Facilidad de adquisición de las cuchillas de corte en el mercado local.

Desventajas.-Produce ruido durante la acción de corte o triturado de plástico.-Dificultad en la construcción del eje rotor.2.3.2 ALTERNATIVA 2 (Triturador con un eje rotor cilíndrico con 2 cuchillasgiratorias y dos cuchillas fijas).En la figura (2.2) se establece como la alternativa 2 al molino triturador de trescuchillas giratorias y dos cuchillas fijas con todos sus elementos.

Figura 2.2Triturador con un eje rotor cilíndrico con 2 cuchillas giratorias y doscuchillas fijas El eje rotor de esté tipo de triturador es de forma cilíndrica; Las cuchillas móvilesse insertan en una ranura y son asegurados con tres prisioneros. Su fabricaciónse la realiza por medio de mecanizado y arranque de viruta, está fabricado enacero.La cámara de molienda esta fabricada con placas de acero de un cuarto deespesor, Además la cámara de molienda forma parte del cuerpo o estructura delmolino. Dentro de la cámara se encuentran las cuchillas fijas que son dos.El tamiz es la placa de cernido, posee perforaciones en toda el área y permite laevacuación del material cortado está sujeto por medio de pernos a la cámara detrituración.El motor eléctrico está colocado con pernos a un costado de la estructura que esde acero electro soldado.4 Tiene una capacidad de producción de 10 kg / hVentajas.-Bajo costo de fabricación.-

Facilidad de operación.-Por su simplicidad es de fácil y económico mantenimiento.-Seguridad de accidentes para el operador en el instante de sufuncionamiento.-Facilidad y comodidad para el operador en el instante de alimentar la tolva.Desventajas.-En el instante de cambio de cuchillas se debe retirar la tolva. -Produce ruido durante la acción de corte o triturado de plástico.-Dificultad de conseguir en el mercado local las cuchillas de corte.2.3.3 ALTERNATIVA 3 (Triturador con rodillos de prensado, con un eje rotorcilíndrico con 2 cuchillas giratorias y 2 cuchillas fijas).Por último la alternativa 3 Triturador con rodillos de prensado, con un eje rotorcilíndrico con 2 cuchillas giratorias y 2 cuchillas fijas

Figura 2.3Triturador con rodillos de prensado, con un eje rotor cilíndrico con 2cuchillas giratorias y 2 cuchillas fijasEste tipo de triturador está construido en dos partes:-La tolva, los rodillos de prensado, la cámara de trituración, el eje portacuchillas y las cuchillas fijas forman un solo cuerpo.-Mientras que el tamiz, el apoyo del motor eléctrico y el orificio de descargase encuentran formando la base.El eje porta cuchillas es de forma circular cada 180 grados se insertan lascuchillas para el corte del material, esta construido en acero mecanizado porarranque de viruta.Los rodillos de prensado poseen revoluciones de giro de transmisión muchomenor que el eje rotor y los dos mecanismos reciben el movimiento del motoreléctrico.La cámara está elaborada en hierro fundido donde se colocan las cuchillas fijaspor medio de pernos.La base que contiene el motor eléctrico, y sostiene el tamiz que está construidoen acero electro soldado.Este tipo de triturador tiene una capacidad de producción de 10 kg / h

5 Ventajas.-El material a triturar es prensado por la misma máquina.-Facilidad de operación por parte del operador.-Seguridad de operación para el operador durante su funcionamiento.Desventajas.-Elevado costo para su fabricación.-Mayor peso, por lo cual dificulta su transportación.-Alto costo de mantenimiento.-Produce ruido durante la acción de corte o triturado de plástico.2.4 SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA MÁS VIABLE.En la tabla 2.2 se realiza la comparación de los parámetros de diseño, los mismosque multiplicados por un factor de ponderación, ayudan a obtener un resultadoreal de los parámetros que influyen para la elección del triturador más adecuado,entre las tres alternativas.El valor de los factores de ponderación se califica de acuerdo a la importancia decada uno de los parámetros, resultados obtenidos por encuestas.Tabla 2.2 Calificación de alternativas.PARÁMETROS ALTERNATIVA

1 ALTERNATIVA 2

ALTERNATIVA 3

Costo de fabricaciónFacilidad de operación.Seguridad de operación.Costo de afilado de las cuchillas.Facilidad de mantenimiento.Aspecto de la máquina.Capacidad de producción.Consumo de energía para su funcionamiento.

FUENTE: Los autoresAl analizar cada parámetro que interviene en la calificación para la selección de laalternativa más viable, se considera los aspectos económicos, tiempo, estética,producción y seguridad. Siendo el más alto el que mayores beneficios y ventajasproporcione sobre cada una de las alternativas propuestas.La evaluación

numérica anterior que se da a cada factor que interviene en lacalificación de las alternativas se considera con los puntajes de:10 puntos ---------- Mayor beneficio o mayor ventaja.9 puntos ---------- Beneficio medio o ventaja media.8 puntos ---------- Bajo beneficio o baja ventaja.Siendo la sumatoria de los puntajes el valor más alto el que otorgue mayor ventaja para la elección de la alternativa más viable. Donde se aplicarán las condiciones y necesidades básicas del diseño.2.4.1 CONCLUSIÓN DE LA EVALUACIÓN.Después de haber efectuado el análisis, se procede a la selección de la mejoralternativa, obteniendo como resultado al molino triturador de dos cuchillasgiratorias y dos cuchillas móviles, con un total de 9.8 puntos, que es el másidóneo y aceptable para el diseño y construcción.La alternativa seleccionada tendrá una capacidad de producción de 10 kg / h paraun servicio diario de trabajo de 8 horas.Se debe tomar muy en cuenta que dentro de nuestro medio, la máquina que seeligió no tenga problemas de elección de materiales y procesos de fabricación alser utilizados en el maquinado y diseño para la construcción.2.5 ESTUDIO DE LA ALTERNATIVA SELECCIONADA.Después de escogida la alternativa más idónea, el proyecto se debe encaminar ala realización de un análisis que permita una profundización más amplia ydetallada de la funcionalidad de este equipo.El análisis se fundamenta en los siguientes términos:-Funcionamiento del molino triturador.-Materiales a ser utilizados en su construcción.-Aplicación de técnicas y normas de construcción.-Sistemas de fijación y unión de elementos.Siendo factores que afectan directamente en la calidad, apariencia y normas deuso; Factores que son de importancia para la aceptación del proyecto.2.5.1 FUNCIONAMIENTO DEL MOLINO TRITURADOR.Es un proceso puramente mecánico y su funcionamiento general es el siguiente:Al encender el molino triturador por medio del interruptor de ignición empieza agirar el motor eléctrico este movimiento es transmitido al eje porta cuchillas através de poleas y correas de transmisión, girando así el eje que contiene lascuchillas móviles de corte.La materia prima es introducida por la tolva que se encuentra en la parte superiordel molino, cuando el material es presionado entre las cuchillas fijas y las cuchillasmóviles se produce el corte. El plástico cortado se mantiene en la cámara demolido para seguir siendo arrastrado y cortado hasta alcanzar las dimensionesadecuadas para pasar por el tamiz que puede tener orificios desde 0,4 mm hasta0,14 mm de diámetro. Esta malla se encuentra en la parte inferior del trituradorque es la parte de descarga o fin del proceso.Los tres tipos de trituradores mencionados anteriormente tienen el mismoprincipio de funcionamiento la única diferencia entre ellos es la forma ydimensiones del eje porta cuchillas, el número de cuchillas móviles, el aspectofísico en la estructura y la cantidad de producción por hora.2.5.2 MATERIALES A SER UTILIZADOS EN SU CONSTRUCCIÓN.Al encontrar en el mercado local una gran variedad de productos de acero de lasnormas ASTM, AISI,

SAE, INEN y ASSAB tales como ejes redondos, ejesrectangulares, planchas de acero de espesores muy delgados hasta los másgruesos, perfiles estructurales en diferentes dimensiones, formas y espesorespara la aplicación de acuerdo a la necesidad; Y partiendo como base al estudiode diseño y selección de elementos, todas las partes que forman el molinotriturador están construidas en acero, variando para su utilización únicamente eltipo de material, espesor, calidad y norma de fabricación.2.5.3 APLICACIÓN DE TÉCNICAS Y NORMAS DE CONSTRUCCIÓN.Para dar configuración de acuerdo al diseño de cada elemento que conforman lamáquina se utilizaran todas las técnicas de conformado para el acero ya sea pormedio de arranque de viruta, esmerilado, perforado y pulido con el uso demaquinaria destinada al torneado, fresado y rectificado.De igual manera se utilizarán las normas de fabricación INEN, normas de uso ynormas de seguridad.   392.5.4 SISTEMAS DE FIJACIÓN Y UNIÓN DE ELEMENTOS.El molino triturador consta de elementos que deben ser fijados entre sí por mediode elementos roscados es decir pernos y tuercas en el mercado local seencuentra una gran variedad de ellos bajo la norma SAE y con distintos grados dedureza, dan garantía y seguridad a los elementos que unen entre sí.Los elementos que se encuentran unidos con pernos y tuercas son: Losrodamientos de pared, el tamiz, el protector de correas de transmisión, el motoreléctrico las cuchillas fijas y móviles.El molino triturador también posee partes tales como las placas que forman lacámara de molienda y la estructura soporte, tienen que ser unidos entre sí paraformar el elemento propiamente detallado. La unión por soldadura por arcoeléctrico con electrodo revestido es una técnica segura, económica y proporcionauna buena estética al producto terminado.  3.1 DISEÑO, CÁLCULO Y SELECCIÓN DE ELEMENTOS.Para dar principio al proceso de cálculo, diseño y selección de elementos quecomponen el molino triturador se determinan las dimensiones generales deacuerdo a condiciones de labor, después de un proceso de observación y el afánde cumplir con los requerimientos de los operarios de mejorar sustancialmente laproductividad.La altura de trabajo, debe permitir la operación de una persona que trabaje enposición erguida, colocación que facilita la labor debido a condicionesergonómicas tomando en consideración que el propósito de este proyecto es queel operario realice el mínimo esfuerzo en cada operación y de fácil mantenimiento.El molino triturador es una máquina que será ubicad a en un sitio específico detrabajo. Razón por la cual, favorece en la utilización de un motor eléctrico como elsistema principal de accionamiento mecánico, proporcionando ventajas talescomo disminución de ruido, mayor economía en el uso de energía y bajo costo ensu mantenimiento.La utilización de correas tipo V para la transmisión de fuerza y movimiento para lamáquina es una opción de gran ventaja en el desarrollo del proyecto, ya que alusar una banda de transmisión se obtiene una mayor eficiencia, disminución deruido y un bajo costo económico; En comparación con las transmisiones por cadena y piñones.De igual manera para el cálculo de ejes se obtendrá el material adecuado con surespectiva dureza para la fabricación del eje rotor.La elección de rodamientos, chumaceras, cuchillas y pernos se fundamentará enel análisis de fuerzas, y la ayuda de manuales o catálogos.Para otros elementos que componen el triturador para plástico como son laestructura electrosoldada para el cuerpo y soporte del eje, la tolva dealimentación, el tamiz de

cernimiento, se emplearán los respectivos centros degravedad, fuerzas, parámetros de funcionamiento y de diseño para suconstrucción.3.2 CÁLCULO DEL NÚMERO DE REVOLUCIONES PARA EL CORTE.El espesor comúnmente utilizado para la fabricación de los envases de PET es de3mm, es por ello que la energía necesaria para provocar la fractura y ruptura totaldel material, definida como energía de impacto de la prueba Izod NIIE=0.285jserequiere una fuerza de de 14.89N. Según un estudio de polímeros realizado por el Instituto Tecnológico de Celaya al PET.Para poder calcular el número de revoluciones necesarias para el corte de labotella de PET, es fundamental saber la configuración geométrica del eje rotor con sus respectivas dimensiones. Para así poder calcular el peso total y elcentro de gravedad de las aletas. En la figura (3.1) se muestra la configuracióngeométrica del eje rotor.

Figura 3.1 Configuración geométrica del eje rotor.3.2.1 CÁLCULO DEL PESO DE LAS ALETAS PARA CORTE.Las aletas para corte se encuentran formadas por tres cuerpos geométricos queson: un cuadrante de círculo, un rectángulo y una parábola.

Figura 3.2Geometría de las aletas para corteConociendo las dimensiones de altura, ancho y profundidad de cada una de lasfiguras que forman la aleta, se obtiene el volumen, que

multiplicado por ladensidad del acero se puede calcular la masa, la misma que por la aceleracióngravitatoria normal se obtiene el peso de cada uno de los cuerpos.Primero se calcula el volumen total de la figura sólida basada en el área por lalongitud, para luego obtener la masa y por último el peso total. Este procedimientose aplica a los tres cuerpos que forman la aleta.3.2.1.1 Cálculo del volumen del cuadrante de círculo.L*A=V ( E c u a c i ó n 3 . 1 )Donde:V = Volumen (m3)

A=π∗R24

= Área del cuadrante del círculo (mm2)

L = Longitud (mm)Entonces el volumen del cuadrante de círculo es igual a:

V= π∗R2∗L

4 (Ecuación 3.2)

 V= π∗37.52∗1904

 V = 2.10 * 10-4 m3

3.2.1.2 Cálculo de la masa del cuadrante de círculo.m = d * V (Ecuación 3.3)Donde:m = Masa (kg.)d = Densidad del acero 7,850 Kg. / m3

 Entonces la masa del cuadrante de círculo es igual a:m = 7,850 Kg. / m3* 2.10 * 10-4* m3

m = 1.65 Kg.3.2.1.3 Cálculo del peso del cuadrante de círculo.Wcc= m * g (Ecuación 3.4) Donde:Wcc = Peso del cuadrante de circulo (N).g = Aceleración gravitatoria normal.Entonces el peso del cuadrante de círculo es igual a:Wcc= 1.65 * 9.8066Wcc= 16.18N3.2.2.1 Cálculo del volumen del rectángulo de la aleta.V = b * h * L (Ecuación 3.5) Donde:V = Volumen (m3)b = base (mm)h = altura (mm)L = Longitud (mm)Entonces el volumen del rectángulo que forma la aleta es igual a:V = 22.5 * 37.5 * 190 = 1.60 * 10-4m3

3.2.2.2 Cálculo de la masa del rectángulo.

m = d * VDonde:

m = Masa (kg)d = Densidad del acero 7,850 Kg. / m3

 Entonces la masa del rectángulo que forma la aleta es igual a:

m = 7,850 Kg / m3* 1.60 * 10-4* m3

m = 1.26 Kg3.2.2.3 Cálculo del peso del rectángulo.Wr = m * gDonde:Wr = Peso del rectángulo (N)g = Aceleración gravitatoria normal equivalente a 9.8066Entonces el peso del rectángulo que forma la aleta es igual a:Wr = 1.26 * 9.8066Wr = 12.36 N   3.2.3.1 Cálculo del volumen de la parábola.L*3h*a=V (Ecuación 3.6

m = 7,850 Kg / m3* 1.60 * 10-4* m3m = 1.26 Kg3.2.2.3 Cálculo del peso del rectángulo.Wr = m * gDonde:Wr = Peso del rectángulo (N)g = Aceleración gravitatoria normal equivalente a 9.8066Entonces el peso del rectángulo que forma la aleta es igual a:Wr = 1.26 * 9.8066Wr  = 12.36 N3.2.3.1 Cálculo del volumen de la parábola.

V=a∗h3

∗L (Ecuación 3.6)

Donde:V = Volumen (m3)A = a * h / 3 base = Área de la parábola(mm)h = altura (mm)L = Longitud (mm)Entonces el volumen de la parábola es igual a:V = 37.5 * 37.5/ 3 * 190V = 8.90 * 10-5m3

3.2.3.2 Cálculo de la masa de la parábola.m = d * VDonde:

m = Masa (kg.)d = Densidad del acero 7,850 Kg. / m3

 Entonces la masa de la parábola es igual a:m = 7,850 Kg / m3* 8.90 * 10-5* m3

m = 0.70 Kg.3.2.3.3 Cálculo del peso de la parábola.Wp = m * gDonde:Wp= Peso de la parábola(N)g = Aceleración gravitatoria normal equivalente a 9.8066Entonces el peso de la parábola es igual a:Wp = 0.69 * 9.8066Wp = 6.77NEl peso total de las aletas es igual a la suma de los tres cuerpos por el número dealetas.Wt= (Wcc + Wr + Wp) * 2 (Ecuación 3.7)Donde:Wt = Peso total de las aletas (N)Wcc = Peso del cuadrante de círculo (N)Wr = Peso del rectángulo (N)Wp= Peso de la parábola (N)Reemplazando los valores en la ecuación (3.7) se tiene que el peso total de lasdos aletas es igual a:Wt = (16.18 + 12.36 + 6.77) N * 2Wt = 70.62 N3.2.4 CÁLCULO DEL CENTRO DE GRAVEDAD DE LA ALETA.El centro de gravedad de un objeto es el centro de masa o punto a través del cualse considera que actúa la fuerza de la gravedad.La localización del centro de gravedad se expresa en unidades de longitud, a lolargo de los ejes (X , Y , Z). Estos son los tres componentes del vector distanciadesde el origen del sistema de coordenadas hasta la posición del centro degravedad.El centro de gravedad se calcula a partir de todos los momentos tomadosalrededor del origen y dividido para el peso total del cuerpo.

El centro de gravedad de un objeto, puede ser calculado si se conocen los centrosde gravedad de cada componente.

Para facilidad de cálculo se considera que la aleta está formada por tres cuerposque son; Una parábola, un rectángulo, y un cuadrante de círculo cada uno deestos cuerpos con sus respectivas distancias a sus centros de gravedad.3.2.4.1 Cálculo del centro de gravedad de la parábola.

 

 493.2.4 CÁLCULO DEL CENTRO DE GRAVEDAD DE LA ALETA.El centro de gravedad de un objeto es el centro de masa o punto a través del cualse considera que actúa la fuerza de la gravedad.La localización del centro de gravedad se expresa en unidades de longitud, a lolargo de los ejes (X , Y , Z). Estos son los tres componentes del vector distanciadesde el origen del sistema de coordenadas hasta la posición del centro degravedad.El centro de gravedad se calcula a partir de todos los momentos tomadosalrededor del origen y dividido para el peso total del cuerpo.El centro de gravedad de un objeto, puede ser calculado si se conocen los centrosde gravedad de cada componente10.Para facilidad de cálculo se considera que la aleta está formada por tres cuerposque son; Una parábola, un rectángulo, y un cuadrante de círculo cada uno deestos cuerpos con sus respectivas distancias a sus centros de gravedad.3.2.4.1 Cálculo del centro de gravedad de la parábola.

Figura 3.3 Centro de gravedad de la parábola.Distancia en ¨X¨.

CG X1=3∗a

4 (Ecuación 3.8)

 Reemplazando los valores se tiene:

CG X1=28. 13 mmDistancia en ¨Y¨.

CG Y1= 3∗h10

(Ecuación 3.9)

 Reemplazando los valores se tiene:CG Y1=11. 25mm3.2.4.2 Cálculo del centro de gravedad del rectángulo.

   50Distancia en ¨X¨.4a*3=CGX1(Ecuación 3.8)11 Reemplazando los valores se tiene:mm13.28=CG X1 Distancia en ¨Y¨.10h*3=CGY1(Ecuación 3.9)12 Reemplazando los valores se tiene:mm25.11=CG Y1 3.2.4.2 Cálculo del centro de gravedad del rectángulo.Figura 3.4Centro de gravedad del rectángulo.