Proyecto de prácticas profesionalizantes: Trituradora de

Muestra de Educación, Arte, Ciencias y Tecnología 2021 - Etapa Provincial

“Proyecto de Prácticas Profesionalizantes: Trituradora de Plásticos” Estudiantes: - Fernández, Milagros, 7º Año Mecánica (DNI: 43455299)

- Leguizamón Leandro, 7º Año Mecánica (DNI: 44043489)

- Nievas, Giuliana, 7º Año Mecánica (DNI: 43455257)

Nivel: Secundaria. Modalidad: Educación Técnico Profesional. Ámbito: Urbano. Área: Ingeniería y Tecnología Asesor: Fernández Agustín (DNI: 33221287). Asesor científico:

- Ing. Gómez Ferrante, Nahuel (DNI: 30025057) - López, Ramón (DNI: 39491338) Institución Educativa: EEST Nº1 “Don José de San Martín” - 9 de julio 260 – Henderson. CUE de la Institución: 060711000 Año: 2021.

Fecha: 29/10/2021.

Índice

Resumen………………………………………….Página 1

Problemática……………………………………..Página 2

Objetivo…………………………………………..Página 3

Desarrollo………………………………………...Página 3

Resultados………………………………………..Página 17

Conclusiones…………………………………….Página 17

Bibliografía……………………………………….Página 17

Proyecto de prácticas profesionalizantes: Trituradora de plásticos

E.E.S.T. Nº 1 - Henderson

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Resumen Este trabajo surgió de la necesidad de cumplir con las practicas profesionalizantes que son un requisito para obtener nuestro título de Técnico Mecánico. Si bien, las practicas Profesionalizantes se deberían realizar en un ámbito externo, debido a la pandemia la tuvimos que realizarlas dentro de la institución y conforme a las posibilidades materiales con la que contábamos, se decidió la realización de una máquina trituradora de plásticos. La selección de este proyecto no solo nos permitió utilizar los conocimientos teóricos y prácticos adquiridos durante todos los años anteriores, sino que también ayudará a nuestra comunidad a atacar una problemática muy masiva que es el reciclaje de materiales plásticos con fines de reducir el desperdicio de estos materiales y quizás ser el puntapié de puestos de trabajo y de brindar materia prima para la confección de nuevos productos. Se pensó en desarrollar un dispositivo mecánico, que se encargue de una parte del reciclado de distintos materiales plásticos. El equipo cuenta básicamente con una unidad motriz (Motor), una caja reductora de velocidad, una caja trituradora y tablero de control.

MOTOR giro de eje

(Max. rpm)

CAJA

REDUCTORA DE

VELOCIDAD

Reduce rpm

Multiplica la

fuerza

TRITURADORA

TABLERO

DE

CONTROL

(Regula rpm)



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Se observa en la imagen el tablero de control, el motor y la caja reductora. El dispositivo “caja trituradora” se encuentra en vías de desarrollo. Problemática Con el desarrollo industrial y los avances tecnológicos ha surgido un mayor uso de los recursos

naturales y trayendo consigo la mayor contaminación de residuos en general, donde los plásticos

son los principales protagonistas. Si estos residuos no son tratados adecuadamente afectan al

medio ambiente. Los plásticos son difíciles de degradarse y esto conduce a grandes problemas de

contaminación ambiental, hechos que no suceden con respecto a otros materiales como los

metales o papeles. El principal motivo para reciclar el plástico es porque sus residuos tardan entre

100 y 1.000 años en degradarse. El carbón y el plástico del que esté fabricado no se disuelve.

Además, si reciclamos el plástico, estaremos consumiendo menos cantidades de materias primas

y de recursos naturales y energéticos no renovables. Así evitamos que estos se agoten.

Ya que los plásticos tienen como ventaja la fácil producción o proceso, su apariencia, su calidad y

su peso muy ligero, son cada vez más utilizados por lo que cada vez hay más desperdicios por lo

que es más que interesante plantear una forma de aprovechar los residuos plásticos; en este caso,

mediante la construcción de una máquina para reciclaje mecánico.

El proceso de reciclaje mecánico arroja como resultado scraps o escamas, producto a partir del

cual se pueden elaborar una serie de artículos plásticos para muchas aplicaciones. Estos

productos resultan más económicos y casi con las mismas propiedades de un plástico nuevo,

aunque con muchísimo menor impacto ambiental.

Se ha estudiado que el plástico supone más del12% de la cantidad de residuos sólidos urbanos. Y

su acumulación supone un grave problema para el planeta. Las imágenes de la isla de plásticos

en el Pacífico, casi dos billones de piezas de plástico (que equivale a un área similar a Francia,

España y Alemania juntas) flotando en el océano son difíciles de ignorar.



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Objetivo Diseñar y construir una máquina que nos permita triturar plásticos, en particular, plásticos de envases de botella de bebidas. La máquina deberá contar con los dispositivos mencionados en el resumen de este informe. Desarrollo Nuestro rol como ciudadanos debe apuntar a lograr que tengamos la capacidad de actuar a través de la reutilización de los desechos plásticos creando nuevos productos, sin desconocer la ayuda que generamos al ambiente con este accionar. Teniendo en cuenta esta premisa, se abordó el desarrollo de un dispositivo que sirva como un eslabón intermedio en el proceso de reciclado. Si el plástico se convierte en pequeñas partículas, las mismas podrán ser utilizadas en otros procesos como pueden ser una extrusora u hornos de compresión, para formar tablas o listones. Se entiende que, al realizar un proceso con el material, en este caso el triturado, se le está agregando valor a esa materia prima. Para el desarrollo de la máquina, la escuela cuenta con un conjunto Motor – Reductor, con una relación 1:10. Todos los trabajos realizados, podemos resumirlos en el siguiente esquema:

1. Puesta en marcha del motor a. Mantenimiento general b. Lubricación c. Reparaciones eléctricas

2. Realización de una base de apoyo para todos los dispositivos que tiene la maquina a. Recuperado de mesa del taller: limpieza, pintura general, colocación de

planchuelas para sujetar la caja de control, corte y colocación de tabla de apoyo.

3. Armado de la caja de control a. Instalación de circuito de comando b. Control de velocidad c. Marcha y parada con ojo de buey d. Parada de emergencia

4. Modelado 3D del conjunto a. Mesa b. Caja Eléctrica c. Tabla d. Ensamble (desarrollo parcial) e. Tolva (en desarrollo)

5. Diseño y construcción de Caja trituradora (en desarrollo)



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1. Puesta en marcha del motor El motor fue donado a la institución hace un par de años por una empresa de 9 de Julio que se dedicaba a ensamblar motores de la marca Villa. No contábamos con la información detallada acerca del mantenimiento que recibió. Solo sabíamos que este motor era parte de un mecanismo que buñia (técnica de pulido) los motores que fabricaban.

Como no sabíamos si funcionaba o no, comenzamos haciéndoles una prueba muy simple para verificar que valiera la pena ponerlo en condiciones. Las características del motor son:

Velocidad final en el eje del reductor: 62 RPM

Tipo de motor: corriente continua, con regulación electrónica de velocidad. Antes de conectarlo se decidió hacerle una limpieza general externa con trapo, agua y cepillo ya que se encontraba lleno de grasa. Cuando se recibió la donación, se realizaron tareas de mantenimiento preventivo que constan de:

• limpieza de partes. • Prueba de funcionamiento. • Colocación de conductores eléctricos. • Lubricación de partes. • Prueba de electrónica asociada.

El cable de alimentación se encontraba dañado por lo que se cortó la parte comprometida y se volvió a vincular el enchufe macho al final del mismo. Una vez terminado esto, se conectó a la red eléctrica y comprobamos que funcionaba bien. 2. Realización de una base de apoyo para todos los dispositivos que tiene la maquina La mesa que se utilizó ya estaba construida y se encontraba en las instalaciones en donde realizamos las actividades de las materias de taller. La mesa tenía una tabla en muy mal estado por lo que se retiró y reemplazo por otra que sea más segura en cuanto al peso que debe soportar. La tabla se midió, cortó y coloco sobre la estructura existente. Además, se limpió, lijo y pinto toda la perfilaría metálica con la que estaba hecha la mesa. Como sabíamos que debíamos colocar una caja con todo el circuito eléctrico, se adaptó lo existente para que pueda contener a dicha caja. Eso se logró soldando una planchuela y se



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realizaron un par de agujeros en los perfiles angulas para poder pasar tornillos y poder dejar fija y segura la caja con los circuitos de comando.

3. Armado de la caja de control Se armó un circuito de comando, que activa una contactora (Elemento de maniobra). Y gran parte del banco donde se ubicó la unidad motriz.



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Dentro del gabinete eléctrico, se puede observar que se armó un circuito de comando y potencia (Arranque directo con contactor y pulsador de marcha/parada). Teniendo en cuenta la seguridad del operario, se colocó en un lugar estratégico un golpe de puño (Parada de emergencia). A continuación, se muestra el circuito:



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El circuito cuenta con un indicador lumínico de encendido (Ojo de Buey verde), que se enciende en paralelo con el accionamiento del contactor. La placa de regulación de velocidad fue donada y se colocó en el gabinete de forma segura. Con un medidor de RPM, se armó la escala para el potenciómetro, que hace de interfaz con el usuario para regular la velocidad. Como se dijo anteriormente, en la primera etapa, se concluyó el armado del tablero eléctrico de control y también la mesa que hace de soporte al conjunto Motor – Reductor. A continuación, se muestra como va orientada la máquina:



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4. Modelado 3D del conjunto Todo el modelado 3D del conjunto se realizó utilizando el software SolidWorks. El mismo, fue utilizado también para realizar los planos de cada pieza y el plano del conjunto. Este software es utilizado en todo el mundo por empresas líderes en diseño mecánico y nos permitió ajustar las partes diseñadas a los requerimientos dimensionales que teníamos ya que tiene una opción para realizar “ensambles” en el que se puede ver si las piezas encajan o se superponen unas con otras antes de construirlas. 4.a Mesa Según lo descripto en el punto 2 del desarrollo, se diseñó la mesa en Solidwoks y se obtuvo lo siguiente:



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A continuación, se muestra el plano de detalle de la mesa.



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4.b Caja eléctrica La caja eléctrica es un componente comercial con medidas estándar. Como las medidas son las que el fabricante establece, solo se diseñó en Solidwoks a efectos de completar el ensamble del dispositivo. No se realizó un plano de detalle con medidas y otros datos por los motivos ya mencionados. Tampoco se diseñó el contenido interno de la caja ya que ese tipo de diseños llevaría mucho tiempo en realizarse con este software y no aportaría valor a la problemática constructiva que se pretende solucionar con la confección del diseño 3D y planos de detalle 2D. La caja eléctrica en cuestión, quedo de la siguiente forma:

4.c Tabla El desarrollo de la tabla fue realizado teniendo en cuenta las dimensiones de la mesa y del motorreductor que ya disponíamos. Se utilizó una madera de contrachapado de 18mm de espesor para su construcción. La posición y diámetro de los tornillos para vincularla a la mesa no fue establecida ya que carece de importancia y no cumplen ninguna función estructural más que dejar a la tabla en una posición determinada. A continuación, se muestra el plano desarrollado:



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4.d



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Ensamble Se realizó un ensamble de todas las piezas desarrolladas y se verifico que no hubiese interferencia y que las dimensiones propuestas fuesen correctas. El resultado fue:

El plano de detalle del ensamble se muestra a continuación:



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4.e Tolva (preliminar) El diseño de la tolva se basó en puras aproximaciones y está en etapa de desarrollo. La tolva es la encargada de aportar el espacio de carga del material para que sea triturado, pero para determinar las medidas justas es necesario contar con las dimensiones de la boca de entrada de la caja trituradora. Hasta el momento no se ha desarrollado la caja con las cuchillas para cortar los



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TOLVA

CAJA

TRITURADORA

plásticos así que se realizó un diseño preliminar de una tolva en Solidworks. No se ha iniciado la construcción debido a que no contamos con los materiales adecuados. Se habló de hacerlos con las chapas que tienen los calefactores de hogar como carcaza o protección que era un material que había en la escuela, pero finalmente se decidió esperar a tener la caja trituradora lista antes de iniciar la construcción de este componente. El siguiente esquema ilustra cómo quedaría el ensamble de lo explicado anteriormente y se muestra además una imagen de la tolva diseñada en forma teórica.

5 Diseño y construcción de caja trituradora (en desarrollo)



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El diseño de la caja trituradora fue inspirado en la siguiente imagen extraída de una máquina trituradora de plásticos comercial.

En la actualidad se está desarrollando un prototipo para prueba. Se observa en la imagen del posible eje de la caja trituradora.

Además se realizaron algunos diseños preliminares para otro tipo de cuchillas más parecidas a las que se muestran en la primera imagen de este apartado. Estos diseños se realizaron con ayuda del software SketchUp.



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Resultados Obtenidos: Se pudo concluir la primera etapa, que consta del armado del circuito eléctrico de potencia y comando, como así también la estructura de soporte de la máquina. Conclusiones: Teniendo en cuenta, que el proyecto se desarrolla de manera interna y con recursos propios, se puede concluir que los resultados a la fecha son los esperados y se seguirá trabajando para obtener el producto terminado. Bibliografía:

Automatismos industriales. Electricidad y Electrónica. Instalaciones eléctricas y Automáticas. (Julián Rodriguez Fernández – Luis Miguel Cerdá Filiu – Roberto Bezos – Sánchez-Horneros) Editorial Jerez. INET.

Tecnología Industrial II Editorial Jerez. INET.

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