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TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE JOCOTITLÁN

Taller de investigación II

DOCENTE: M. EN D. Y A.E.S Francisco Leonardo Martínez

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: Diseño de una trituradora de vidrio

ALUMNOS: David de la Cruz Blanco Miguel Oscar Cándido Julián

GRUPO: IE-702

TURNO: VESPERTINO

Ingeniería Electromecánica

Jocotitlán, Estado de México a 11 de Septiembre del 2017

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Dedicatoria Dedicamos a nuestros padres con amor y esfuerzo ya que son el pilar de lo que somos hoy en día, en nuestra educación y por su incondicional apoyo que nos ha impulsado a salir adelante.

También dedicamos este proyecto al M. EN D. Y A.E.S Francisco Leonardo Martínez por la orientación que nos brindó y posteriormente por el apoyo para que se pudiera llevar a cabo este proyecto sobre la trituradora de vidrio.

Solo porque algo no haga lo que era previsto no quiere decir que sea inútil el esfuerzo. Thomas Alva Edison

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Agradecimientos Son pocas las universidades que pueden contar entre sus maestros con un grupo altamente calificado y profesional en la asesoría conducción y evaluación de algún proyecto de investigación. El Tecnológico de Estudios Superiores de Jocotitlán es una de las instituciones afortunadas y con este presente trabajo deseamos expresar nuestros más profundos agradecimientos por su gran apoyo y motivación para la culminación de nuestros estudios profesionales y para la elaboración de nuestro proyecto gracias a la siguiente persona por su amistad, por la generosidad con la que nos brinda sus conocimientos; M. EN D. Y A.E.S Francisco Leonardo Martínez.

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Índice Introducción…………………………………………………………………………...5 Objetivo general………………………………………………………………………6 Planteamiento del problema………………………………………………………..6 Justificación…………………………………………………………………………...6 Antecedentes generales……………………………………………………………..7 Marco teórico…………………………………………………………………………..8 Diseño de la trituradora……………………………………………………………...9

Conclusiones………………………………………………………………………….12

Recomendaciones……………………………………………………………………13

Bibliografía……………………………………………………………………………..14

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Introducción

El desarrollo del presente proyecto comprende todo lo relacionado al proceso de reciclaje de vidrio en todos sus colores, pero solamente en lo que respecta a envases; puesto que, como todos sabemos la conciencia del reciclaje en todo tipo de material está muy olvidada o deteriorada. Además de la limpieza de nuestro medio ambiente que esto nos podría derivar, las empresas enfocadas al negocio de la fundición de vidrio podrían economizar en sus suministros. En la actualidad el ser humano al paso de los años está preocupado por el medio ambiente y la forma de reciclar productos esenciales para la vida cotidiana y confort. El vidrio es un material que por sus características es fácilmente recuperable. Concretamente el envase de vidrio es 100% reciclable, es decir, que a partir de un envase utilizado, puede fabricarse uno nuevo que puede tener las mismas características del primero. Está facilidad de reutilización del vidrio abre un amplio abanico de posibilidades para que la sociedad y las administraciones afectadas puedan auto gestionarse de una manera fácil su medio ambiente. Así que reciclar tiene sentido. Pero sólo puede ser efectivo si la gente además compra productos fabricados con materiales reciclados. Por suerte, hoy en día hay una gran variedad de esos productos. Por tal motivo el propósito de diseñar un prototipo de una máquina trituradora de vidrio con el objetivo de minimizar el desperdicio en la zona local de residencia del estado de México, principalmente en San Pedro de los Baños.

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Objetivo general El principal objetivo del proyecto radica en el diseñar y analizar estructuralmente una trituradora de vidrio cuyo producto final esté listo para ser reciclado. Un dispositivo de dimensiones pequeñas, capaz de romper vidrio de una forma práctica, rápida y segura, el cual pueda estar ubicado en establecimientos donde se genere gran cantidad de este desecho, y pueda éste mismo ser triturado para facilitar su manejo ya que el volumen del vidrio triturado es menor que el vidrio sin triturar.

Planteamiento del problema Se pretende llevar a cabo este proyecto ya que beneficiara a la comunidad de san pedro de los baños ya que al haber tanta acumulación del vidrio es peligroso para niños como para animales domésticos, y no solo queda en este punto, sino que también al medio ambiente, pues si el vidrio en épocas de intenso sol llega a tener una alta temperatura así presentándose un sobrecalentamiento que puede producir o generar algún incendio. Se tiene en mente este proyecto ya que los locales o comercios no cuentan con un punto fijo donde ellos puedan depositar de manera confiable y segura los residuos del vidrio que se va generando, presentándose así un gran problema pues se acumulan grandes cantidades de dichos residuos que es un problema para el dueño del negocio y la sociedad, ya que se deposita de manera inapropiada en lugares que no han sido asignados a este material.

Justificación: Este proyecto consiste en realizar una máquina a escala que pueda triturar el vidrio (que va desde botellas, hasta vidrio utilizado para las ventanas) de una manera más eficiente, segura y barata. Ubicado en un punto exacto donde se generen grandes cantidades de este material, y que con la maquina estos puedan ser triturados para así manejar más fácilmente los residuos, sin que estos presenten un riesgo. Se ha optado por esta opción ya que en la comunidad de San Pedro de los baños no se cuenta con un lugar específico para poder reciclar el material y con esta máquina se desea apoyar a la comunidad pues de esta manera todo ese vidrio que se va desechando en el medio ambiente pude servir para otras aplicaciones.

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Antecedentes generales: Dentro de la investigación efectuada referente a dispositivos similares existentes dentro del mercado nacional e internacional, es posible encontrar diversos aparatos que cumplen con la función de triturar el vidrio, algunos de estos que fueron encontrados se presentan en la tabla 1. Los mismos que son empleados de acuerdo a sus capacidades, cabe señalar que dentro de la investigación que realizó se encontró que la existencia de alguno que fuese de dimensiones pequeñas y el cual pudiese ubicarse en establecimientos como bares, centros nocturnos o restaurantes, donde este desecho es generado, es nula o sumamente escasa. Tabla 1. Trituradores de vidrio

Imagen

Descripción

Datos Técnicos

Máquina de gran utilidad para la Trituración del Capacidad de trituración: vidrio, reduce el volumen de las mismas a una 1200 b/h. Motor trifásico décima parte del ocupado habitualmente. 380V de 1HP. 1 500 rpm. Peso neto: 40 kg. Triturador de vidrio patentado, que constituye a partir de una carcasa general con una boca de introducción de envases, un rotor interno de trituración accionable mediante un motor externo y una salida inferior para los vidrios triturados.

Accionado con flujo axial con batidores articulados sobre el rotor. .

Marco teórico.

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Triturador de cilindros dentados: Como su nombre indica, están formados por dos cilindros dentados, donde los dientes podrán ser cuchillas, dientes de tiburón, picas, estrías, resaltes, etc. El diseño de los dientes se ha desarrollado mucho con el fin de conseguir una fragmentación regular y una mínima producción de finos (súper triturados). Estos trituradores disponen las hileras de dientes de forma intercalada, actuando de alguna manera como cribas, es así que los cilindros pueden estar conformados de la siguiente manera: Composición de vidrio: La composición del vidrio pues este está compuesto de forma principal por dióxido de silicio (SiO2) en forma de arena. Para fabricar vidrio común se le añade carbonato sódico (Na2CO2) y piedra caliza (CaCO2). La arena se encuentra presente en un 70% y es denominada vitrifican te, la sosa en un 18% y ayuda a fundir recibiendo el nombre de fundente y la caliza en 10% ayudando a estabilizar. El 2% restante lo componen otras sustancias como plomo, boro, óxidos metálicos que ayudan a dar le color al vidrio. 

Propiedades Mecánicas:

Como se conoce el vidrio no es dúctil ni maleable. No sufre de formación permanente por acción del esfuerzo, sino que alcanzado el límite de resistencia se produce su fractura. Torsión, compresión, tensión y flexión son las propiedades mecánicas a las que un vidrio está sometido. La resistencia a la torsión se define como la capacidad para oponerse a la aplicación de una fuerza que provoque giro o doblez en su sección. El vidrio no tiene esta propiedad cuando está en estado sólido, pero en estado de fundición si acepta la torsión, debido a que es una pasta y que depende de los elementos que sean adicionados. 

Propiedades Eléctricas:

Los vidrios tienen dos propiedades eléctricas: la constante dieléctrica y la resistividad eléctrica superficial. La constante eléctrica es la capacidad de almacenar energía eléctrica. La opacidad y la constante dieléctrica están relacionadas de manera inversamente proporcional, mientras más transparente sea el vidrio, mayor será su capacidad de almacenar energía. 8

La resistividad eléctrica superficial, es la resistencia que presenta el vidrio al paso de la corriente eléctrica la cual es muy alta en este material, es de 10 veces más alta que el cobre. Diseño de la trituradora: A partir de las exigencias técnicas y la investigación efectuada acerca de dispositivos similares existentes en el mercado se procedió a realizar un análisis teórico referente a los principales modos o métodos para la fractura del vidrio para seleccionar la mejor alternativa de solución para el diseño del dispositivo, los métodos analizados son la trituración por impacto, trituración por compresión, trituración por atrición y trituración mediante corte. En lo que refiere a la trituración mediante impacto, la cual se observa en la figura 1, la fragmentación se produce debido a un golpe instantáneo de un material sólido duro sobre la partícula, o por golpe de la partícula contra el sólido duro, o finalmente por golpes o choques entre partículas.

Figura 1. Fragmentación por impacto En la trituración por compresión, presentado en la figura 2, la fragmentación se produce por acción de una fuerza de compresión generada entre dos superficies duras, por lo general más duras que el material a triturar.

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Figura 2. Fragmentación por compresión

La trituración por atrición se caracteriza porque las partículas se desmenuzan debido a fuerzas de fricción que se generan entre dos superficies duras o entre partículas, este tipo de fragmentación es mostrado en la figura 3. Mediante este proceso es posible obtener partículas bastante pequeñas.

Figura 3. Fragmentación por atrición En la trituración por corte, la fragmentación se produce debido a una herramienta cortante, aplicando una cierta fuerza para romper el material que se tritura, como se observa en la figura 4.

Figura 4. Fragmentación por corte

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Nuestras expectativas a cumplir con nuestro prototipo se enlistan en la tabla 2 Exigencia Triturar botellas de vidrio

Seguridad

Características Capacidad del dispositivo para triturar cualquier tipo de vidrio. El tamaño final del grano debe ser lo suficientemente grande para eliminar posteriormente residuos existentes en el vidrio. El mecanismo del dispositivo debe generar el menor ruido posible. El proceso de fabricación del dispositivo debe ser empleando materiales comerciales. Optima relación hombre-máquina. El dispositivo debe contar con los elementos necesarios para garantizar y salvaguardar la seguridad del operador.

Operación sencilla

La operación del dispositivo debe ser sencilla y rápida.

Obtener el tamaño específico de grano Silencioso Diseño sencillo Ergonomía

Tabla 2

Figura 5 prototipo de trituradora de vidrio

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Conclusiones

La necesidad de espacio y la inversión para adquirir una máquina actualmente comercial para triturar vidrio se justifica cuando se requiera moler vidrio a un nivel industrial, es así que para los establecimientos que generan este desecho a un menor volumen no es justificable dicha inversión, por lo que generalmente ocupan gran espacio en su establecimiento para almacenar las botellas de vidrio, lo que ocasiona que se tenga un lugar destinado para el almacenamiento de este material para posteriormente venderse a plantas de reciclaje, es por esta razón que un triturador de botellas de vidrio reduce en gran medida el espacio de almacenaje del desecho ya que se ocupa únicamente el espacio utilizado por el dispositivo triturador y suprime el molido del vidrio por parte de la plante de reciclaje.

El diseño efectuado para este dispositivo cumple la función y las exigencias de triturado de vidrio y las exigencias del cliente, teniendo un bajo costo. Pudiendo ser perfectible en comparación de las maquinas comerciales que son para un uso a nivel industrial ya que ofrece ventajas en varios aspectos tales como: seguridad, espacio, costo de adquisición y uso.

Recomendaciones 12

Cuando un rodillo sufre desgaste es recomendable restituirlo por uno nuevo, y no soldarlo para rellenar el desgaste. El diseño de esta máquina hay que considerar que no se ha colocado algún tipo de tamiz que permita que los pedazos vidrio triturado grandes no sean expulsados con esto debe fundamentalmente a que el caso vidrio triturado se lo mezcla con los compuestos que sirven para la fabricación de algún tipo de vidrio ya que sin embargo se dejó espacio para que su tamiz sea colocado de acuerdo con los requerimientos de algún cliente.

Bibliografía: 13



Shigley J. E. 2007. Diseño en ingeniería mecánica, Ed. Mc Graw Hill. EE. UU.



Shigley J. E. y Mitchell, L. D. 1983. Diseño en Ingeniería Mecánica. 4 edición. Ed Mc Graw-Hill. EE.UU.



Shigley J. y E. Mischke C . R. 1989. Diseño en Ingeniería Mecánica. Ed Mc Graw Hill. 5 edición.



Vásconez, A. P.2013. Diseño y simulación de una máquina trituradora de plásticos de 15 Kg/H para el laboratorio de conformado de la facultad de ingeniería mecánica. Tesis de Licenciatura de Ingeniería Mecánica. Universidad de Ecuador. Quito., Ecuador.

Cibergrafía: 

http://radicchio.com.mx/Oct-03/modelo-para-fabricar-una-trituradora-devidrio/

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https://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/2409/1/4749.pdf



http://www.cerrandoelciclo.org/?gclid=CjwKEAjwvr3KBRD_i_Lz6cihrDASJA DUkGCaVXxgRXc92aQ96rv8yyDl6ixXN0MadewyCf5SBFLhxoCw47w_wcB

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