INTRODUCCIÓN
La finalidad de este proyecto se ajusta en
la mala disposición de los neumáticos, producidos por la alta demanda de
vehículos que existe en el cantón La Maná, una vez acabada su vida utilitaria
por efecto del desgaste los NFU, se desechan teniendo como destino calles,
cunetas, lagos, ríos, botaderos de neumáticos, etc. Los cuales producen daños
al medio ambiente a seres vivos de diferentes ecosistemas en especial al ser
humano y un gran problema de contaminación. La elaboración de esta
investigación se basa utilizando una metodología de investigación de carácter
bibliográfica, para conocer los diferentes procesos de separación magnética en
la industria, producto de esta problemática se tiene como objetico la
implementación de una máquina prototipo mediante tambor magnético para la
separación y remoción de partículas ferromagnéticas de neumáticos triturados
fuera de uso (NFU) a través de materiales reciclados para minimizar
contaminación y contribuir con el medio ambiente, esto se logrará aprovechando
las propiedades magnéticas de las partículas provenientes de los neumáticos.
Para el diseño de la maquina se desarrollara en el software CAD Autodesk
Inventor, el cual cumple con los parámetros de modelado y análisis de los
elementos estructurales, mediante el método esfuerzos combinados de Von Mises y
elementos finitos, aplicado en la estructura de la máquina prototipo, para la
realización de las pruebas experimentales este equipo contará con dos usos
importantes: realizar la separación y remoción de las partículas
ferromagnéticas mediante tambor magnético para obtener concentrados de caucho
triturado y de fragmentos de alambre que conforman el neumático, el proyecto
tendrá un alto impacto social ya que es una alternativa de generación de empleo
creando una cultura social, fomentado así la economía del cantón y la del país.
FUNDAMENTACIÓN CIENTÍFICA
El reciclaje de neumáticos es un tema que
genera inquietud a escala global. En Ecuador se estima que anualmente se
desechan 2´400.000 millones de neumáticos, un neumático puede demorar 500 años
en degradarse. Estos neumáticos no siempre son desechados adecuadamente y
acaban convirtiéndose en desecho común que se almacena en vías, propiedades
abandonadas, bordes de riveras. Pensando en dar una solución a este problema un
grupo de empresarios creó el Sistema ecuatoriano de gestión integral de
neumáticos usado. (EL UNIVERSO, 2018).
En Ecuador existen varias plantas
recicladoras de Neumáticos Fuera de Uso (NFU) una de ellas es PRONEUMACOSA -
Recicladora de Neumáticos en Ecuador ubicada E30, ubicada en la vía Zumbahua,
Sigchos y Quilotoa, en la carretera Panamericana/Troncal de la Sierra/E35, es
una de las empresas con la planta más grande a nivel nacional que se encarga de
recibir neumáticos para transformarlos en polvo de caucho con una granulometría
de 0,5 – 3 milímetros (mm), aplicado en canchas sintéticas, adoquines, suelas y
botas, el acero es utilizado en la mezcla de concreto que le dan más
resistencia y flexibilidad, los neumáticos son tratados para contribuir con el
medio ambiente y mitigar la contaminación que estos producen, brindando
Servicio de recolección, transporte y disposición final (NFU. (Aiyellow, 2020).
INDUSTRIA RECICLADORA DE CAUCHO
ECOCAUCHO S. A, surge el 13 de junio del
2013, es una empresa ecuatoriana localizada en la ciudad de Guayaquil y Quito,
dedicada a la elaboración de productos conformados a base de caucho reciclado,
mediante la gestión de neumáticos fuera de uso. Dicha gestión tiene como
objetivo cerrar el círculo del neumático, asegurando la reutilización máxima de
todos y cada uno de sus componentes en las distintas aplicaciones. ECOCAUCHO
contribuye de manera activa y voluntaria al mejoramiento social y
medioambiental de la comunidad aportando a reducir la emisión de millones de
toneladas de monóxido de carbono (CO2) a la atmósfera, equivalente a plantar
500.000 mil hectáreas de 8 árboles y ahorrando millones de barriles, y la
contaminación de la naturaleza.
(Ecocaucho, 2018)
MATERIAL Y
MÉTODOS
Técnicamente ya existe este tipo de
máquinas en el mercado, pero cabe recalcar que en este proyecto principalmente
se busca innovar mediante la creación de un prototipo a través de materiales
reciclados de esta manera reduciendo la contaminación de desechos sólidos y
generando un prototipo el cual podrá ser usado en la separación magnética
pudiendo ser comparado con máquinas del mercando tanto en costos e índices de
rendimiento.
En la siguiente tabla se aprecian los
materiales empleados en la ejecución de la construcción del prototipo.
|
Cantidad
|
Descripción
|
|
1
|
Angulo
de 50x50x3mm
|
|
1/4
|
Plancha
de acero AISI 304 1/20”
|
|
2
|
Chumaceras
de 5/8” de diámetro
|
|
1
|
Eje de
diámetro 16mmx25.4mm
|
|
1/2
|
Plancha
de acero 3mm de espesor
|
|
1
|
Motor
reductor ¼ hp
|
|
18
|
Imanes
cerámicos C8
|
|
1
|
Fondo
anticorrosivo
|
|
1
|
Litro
de pintura anticorrosiva
|
|
3
|
Litros
de tiñer
|
|
2
|
Lija
N°100
|
|
6
|
Pernos
de M8x1,5
|
|
4
|
Pernos
de M10x1,5
|
|
4
|
Pernos
de acero AISI 304 de 6 mm
|
|
3
|
Libra
de electrodos 6011
|
|
3
|
Metros
de cable concéntrico de cu n°10 Awg
|
|
3
|
Metros
de cable unilay N°12
|
|
1
|
Enchufe
|
|
3
|
Disco
de corte de 7 plg
|
|
1
|
Pulsador
tipo combinado (on/off)
|
|
1
|
Enrolado
de cilindro
|
|
1
|
Maquinado
en fresadora
|
|
1
|
Maquinado
en torno
|
|
1
|
Taladro
pedestal
|
|
1
|
Soldadora
|
|
1
|
Oxicorte
|
Tabla 1. Materiales empleados
DISEÑO DE LA MÁQUINA
Figura 1. Plano tambor magnético
Figura 2. Plano carcasa del tambor magnético
Figura 3. plano carcasa inferior
Figura 4. Plano de tolva de alimentación
Figura 5. Plano de motor eléctrico 220v
Figura 6. Plano caja reductora
Figura 7. Plano de carcasa inferior
Figura 8. Plano bridas de tambor magnético
Figura 9. Plano de eje motriz
Figura 10. Plano masa magnética
Figura 11. Plano de componentes de la maquina
RESULTADOS Y
DISCUSIÓN
El diseño e implementación de la maquina
prototipo para la separación y remoción de partículas ferromagnéticas de neumáticos
triturados, está dentro de las capacidades para solventar los costos que
implica ejecutar su construcción. Los autores del presente proyecto de
investigación formativo asumiremos en su totalidad los costos de producción.
Para los ciudadanos del cantón La Maná, es
muy importante contar con una maquina prototipo para la separación y
remoción de partículas ferromagnéticas
de neumáticos triturados, mismas que causará un impacto significativo en los
ciudadanos del cantón, siendo necesaria que la ciudadanía conozca sus servicios
y beneficios que brinda al implantar estas máquinas.
CONCLUSIONES
Mediante la revisión bibliográfica de los
diferentes métodos de separación y remoción de partículas ferromagnéticas, se
adoptó por la técnica de separación magnética de tambor, porque nos permite
realizar realizara el trabajo mediante vía seca y su auto limpieza.
-El diseño de la maquina prototipo fue
realizado mediante el software Autodesk Inventor realizando las simulaciones
estáticas del equipo mediante el método de Von Mises de esfuerzos combinados y
elementos finitos, consiguiendo un factor de seguridad de la estructura de la
máquina prototipo de 5.2, para ello los resultados deben ser mayores o iguales
que 1, lo cual nos permite conocer que la estructura es segura.
Los cálculos analíticos de algunas de las
piezas constituyentes de la maquina fueron comprobados por la simulación
realizada en Autodesk Inventor, además se efectuaron simulaciones en la
estructura para determinar su correcto funcionamiento y establecer los
espesores de los materiales idóneos para el trabajo que estarán sometidos,
obteniéndose factores de seguridad adecuados. - La construcción del tambor
magnético se basa en sistema de media luna dentro del mismo, lo que perímete
crear un campo magnético directo en la zona de caída, llevando consigo las
particas ferromagnéticas a una zona de menor campo magnético en donde caen por
la interacción de su peso y producto de la gravedad, realizando así su auto
limpieza.
Al realizar las pruebas experimentales se
concluye que la maquina prototipo de tambor magnético, cuenta con buenos
resultados en la separación y remoción de las
partículas ferromagnéticas, ya que el material utilizado en la las pruebas
presenta un alto índice de contaminación e impurezas
ferromagnéticas.
REFERENCIAS
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