UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL - Facultad Regional Paraná - “REINGENIERÍA INTEGRAL DEL SECTOR DE MOLIENDA DE LA EMPRESA QUANTA RECICLAJE” PROYECTO FINAL DE CARRERA Ingeniería Electromecánica Autores Rodrigo Ruiz Lucas Santiago Sovrano Supervisores Ing. Gustavo Ruhl Ing. Nicolás Maximino - 2021 - Proyecto Final de Carrera | 2021 AGRADECIMIENTOS Expresamos nuestro agradecimiento al personal de la empresa Quanta Reciclaje, principalmente a Norbeto Levy por brindarnos la oportunidad de llevar a cabo nuestro proyecto final de carrera en su establecimiento. También, un especial reconocimiento a Yanina Abatidaga por su gran predisposición, colaboración y aportes para el desarrollo de este documento. Por otra parte, manifestamos nuestro agradecimiento hacia los profesores de la cátedra Gustavo Ruhl y Nicolás Maximino por la orientación otorgada a lo largo del proyecto. También, un reconocimiento al apoyo brindado por Alejandro Jerichau en la revisión de una de las etapas fundamentales del documento. Finalmente, agradecer a nuestras familias, amigos y compañeros de la universidad por el apoyo incondicional que siempre nos brindaron en el transcurso de nuestra carrera, especialmente a nuestros padres por el esfuerzo realizado a lo largo de todos estos años. Ruiz - Sovrano Página 1 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 RESUMEN El presente proyecto se lleva a cabo con el fin de lograr una mejora integral en el sector de molienda de la empresa Quanta Reciclaje. Dicho sector desempeña la función de moler plástico post consumo, obteniendo material apto para un posterior proceso de inyección, con el motivo de elaborar diversos productos de plástico reciclado. Para alcanzar el objetivo propuesto se realiza, en primer lugar, un estudio previo identificando problemáticas y planteando distintas soluciones aplicables. Posteriormente, se efectúa un análisis de cada alternativa en particular hasta arribar a un conjunto de soluciones definitivas. Es necesario mencionar que en este desarrollo se prioriza fundamentalmente la viabilidad financiera, por lo que se resolvió reutilizar la mayor cantidad de máquinas, componentes y estructuras de la empresa, dentro de las posibilidades técnicas. Una vez determinado el alcance específico del proyecto en cuanto al mejoramiento del sector, se procede a ejecutar el desarrollo descriptivo y técnico, donde se detallan los cálculos y diseños de las máquinas que compondrán el nuevo proceso productivo definido. Algunos de estos equipos serán completamente fabricados y otros surgirán de modificaciones e intervenciones en máquinas y estructuras preexistentes dentro de la empresa. Luego se llevará a cabo la disposición más conveniente dentro del sector, con el desarrollo íntegro de la instalación eléctrica. Para finalizar, se detalla el cómputo y presupuesto de los materiales y mano de obra necesarios, el cronograma de tareas para la ejecución y un análisis económico y financiero de la viabilidad que presenta realizar el proyecto. Palabras claves : proyecto, ingeniería, plástico, molienda, reciclaje Ruiz - Sovrano Página 2 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 ÍNDICE DE CONTENIDOS AGRADECIMIENTOS 1 RESUMEN 2 ÍNDICE DE CONTENIDOS 3 ÍNDICE DE FIGURAS 7 ÍNDICE DE TABLAS 14 ANTEPROYECTO 18 1 Introducción 19 1.1 Presentación de la empresa 19 1.1.1 Historia 21 1.1.2 Organización 22 1.1.3 Ocupación 23 1.2 Área del proyecto 26 1.2.1 Descripción del área 26 1.2.2 Descripción del proceso 32 1.2.3 Materia prima 35 2 Problemáticas 38 3 Objetivos 40 3.1 Objetivos generales 40 3.2 Objetivos específicos 40 4 Análisis de alternativas 43 4.1 Sistema de alimentación del molino a martillos 43 4.2 Sistema de alimentación del molino a cuchillas 44 4.3 Sistema de lavado 45 4.4 Sistema de transporte para almacenamiento 46 4.4.1 Transporte para un único punto de descarga 46 4.4.2 Transporte para varios puntos de descarga 49 4.5 Sistema de almacenamiento del material 49 4.5.1 Almacenamiento para único punto de descarga 50 4.5.2 Almacenamiento para varios puntos de descarga 50 5 Prefactibilidad 54 5.1 Estudio técnico 54 5.1.1 Análisis: Sistema de alimentación del molino a martillos 54 5.1.2 Análisis: Sistema de alimentación del molino a cuchillas 56 5.1.3 Análisis: Sistema de lavado 58 5.1.4 Análisis: Sistema de transporte para almacenamiento 61 5.1.4.1 Transporte para único punto de descarga 61 5.1.4.2 Transporte para varios puntos de descarga 63 5.1.5 Análisis: Sistema de almacenamiento del material 65 Ruiz - Sovrano Página 3 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 5.2 Estudio financiero 72 5.2.1 Análisis: Sistema de alimentación del molino a martillos 73 5.2.2 Análisis: Sistema de alimentación del molino a cuchillas 74 5.2.3 Análisis: Sistema de lavado 75 5.2.4 Análisis: Sistema de transporte para almacenamiento 77 5.2.5 Análisis: Sistema de almacenamiento del material 78 6 Resumen de alternativas seleccionadas 82 PROYECTO 83 1 Memoria descriptiva 85 1.1 Descripción del proceso proyectado 85 1.2 Descripción de máquinas intervinientes 89 1.2.1 Sierra circular de banco 89 1.2.2 Molino a martillos 92 1.2.3 Molino a cuchillas 96 1.2.4 Transportador de tornillo sin fin 99 1.3 Capacidad general del proceso 103 1.3.1 Capacidad del molino a martillos 103 1.3.2 Capacidad del molino a cuchillas 105 1.3.3 Análisis y definición de la capacidad general 106 2 Memoria de cálculo y diseño 107 2.1 Cinta transportadora I 107 2.1.1 Cálculo, selección y diseño técnico 108 2.1.2 Diseños estructurales 121 2.1.3 Modelo final del conjunto y principales datos técnicos 127 2.2 Cinta transportadora II 130 2.2.1 Cálculo y diseño de la banda modular 131 2.2.2 Cálculo y diseño del sistema de aspersión 146 2.2.3 Diseños estructurales 155 2.2.4 Modelo final del conjunto y principales datos técnicos 172 2.3 Tanque de lavado 180 2.3.1 Cálculo y diseño de las palas rotativas 180 2.3.2 Cálculo y diseño del transportador a cangilones 202 2.3.3 Diseños estructurales y funcionales 222 2.3.4 Modelo final del conjunto y principales datos técnicos 235 2.4 Modificaciones de equipos 240 2.4.1 Modificaciones de la sierra circular de banco 240 2.4.2 Modificaciones del molino a martillos 252 2.4.3 Modificaciones del transportador de tornillo sin fin 255 3 Layout 258 3.1 Análisis del sector 258 3.2 Disposición definida 263 4 Instalación eléctrica 270 4.1 Cálculo y diseño de la iluminación 270 Ruiz - Sovrano Página 4 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 4.1.1 Cálculo de la iluminación de la zona de producción 271 4.1.2 Cálculo de la iluminación de la zona de almacenaje 276 4.2 Cálculo y diseño de conductores 279 4.2.1 Diagrama unifilar 282 4.2.2 Cálculo: Tablero principal - Tablero general (sector) 283 4.2.3 Cálculo: Tablero general - Sierra circular de banco 287 4.2.4 Cálculo: Tablero general - Cinta transportadora I 289 4.2.5 Cálculo: Tablero general - Molino a martillos 290 4.2.6 Cálculo: Tablero gral. - Cinta transportadora II (motor) 292 4.2.7 Cálculo: Tablero gral. - Cinta transportadora II (bomba) 294 4.2.8 Cálculo: Tablero general - Molino a cuchillas 295 4.2.9 Cálculo: Tablero gral. - Transportador de tornillo sin fin 297 4.2.10 Cálculo: Tablero gral. - Tanque lavado (palas rotativas) 298 4.2.11 Cálculo: Tablero gral. - Tanque de lavado (cangilones) 300 4.2.12 Cálculo: Tablero gral. - Bomba (pileta de tratamiento) 301 4.2.13 Cálculo: Tablero gral. - Iluminación (zona producción) 303 4.2.14 Cálculo: Tablero gral. - Iluminación (zona almacenaje) 304 4.3 Cálculo de cortocircuito 306 4.3.1 Cortocircuito en el tablero general del sector 310 4.3.2 Cortocircuito en bornes de los motores 312 4.3.3 Tiempo máximo admisible de cortocircuito 314 4.4 Selección: Protecciones y dispositivos de comando 316 4.4.1 Protección general 317 4.4.2 Protección de la sierra circular de banco 321 4.4.3 Protección y comando de la cinta transportadora I 323 4.4.4 Protección y comando del molino a martillos 326 4.4.5 Protección y comando de cinta transportadora II (motor) 333 4.4.6 Protección y comando de cinta transportadora II (bomba) 336 4.4.7 Protección y comando del molino a cuchillas 339 4.4.8 Protección y comando del transportador de tornillo sin fin 345 4.4.9 Protección y comando del tanque lavado (palas rotativas) 347 4.4.10 Protección y comando del tanque lavado (cangilones) 350 4.4.11 Protección y comando de la bomba (pileta tratamiento) 353 4.4.12 Protección del sistema de iluminación 356 4.4.13 Puesta a tierra 357 4.5 Compensación del factor de potencia 362 4.5.1 Análisis molino a martillos 369 4.5.2 Análisis molino a cuchillas 369 4.5.3 Análisis del sistema de compensación 370 4.5.4 Selección del sistema de compensación 380 4.6 Complementos del tablero general 383 4.6.1 Selección del gabinete 383 4.6.2 Selección de los elementos de comando y señalización 384 4.6.3 Selección del transformador del circuito de control 385 4.6.4 Selección de tomacorrientes 387 Ruiz - Sovrano Página 5 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 5 Cómputo de materiales 389 5.1 Cómputo: Sierra circular de banco 389 5.2 Cómputo: Cinta transportadora I 391 5.3 Cómputo: Cinta transportadora II 393 5.4 Cómputo: Tanque de lavado 396 5.4.1 Tanque de lavado: Palas rotativas 396 5.4.2 Tanque de lavado: Transportador a cangilones 398 5.5 Cómputo: Instalación eléctrica 401 6 Presupuestos 407 6.1 Presupuesto: Materiales estructurales 408 6.2 Presupuesto: Potencia y transmisión 411 6.3 Presupuesto: Conducción de agua 413 6.4 Presupuesto: Tornillos y tuercas 415 6.5 Presupuesto: Pintura 417 6.6 Presupuesto: Materiales varios 418 6.7 Presupuesto: Instalación eléctrica 420 6.7.1 Materiales de la instalación eléctrica 420 6.7.2 Mano de obra de la instalación eléctrica 425 6.7.3 Total instalación eléctrica 427 6.8 Presupuesto: Obra civil 427 6.9 Presupuesto: Mano de obra de máquinas 428 6.10 Presupuesto: Totales 429 6.10.1 Presupuesto por máquinas 430 6.10.2 Presupuesto total del proyecto 430 7 Cronograma 432 8 Análisis económico y financiero 437 8.1 Productividad del sector de molienda proyectado 438 8.2 Costo por aumento de la mano de obra 440 8.3 Costo por aumento del consumo eléctrico 442 8.4 Costo por mantenimiento 445 8.5 Beneficio por plástico molido comercializable 448 8.6 Beneficio por plástico molido para inyección 454 8.7 Beneficio por la prevención de accidentes 456 8.8 Flujo de caja 462 CONCLUSIÓN 468 BIBLIOGRAFÍA 471 ANEXOS 475 Ruiz - Sovrano Página 6 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Datos de contacto de Quanta Reciclaje 19 Figura 2. Ubicación de Quanta Reciclaje con respecto a la ciudad de Paraná 20 Figura 3. Ubicación de Quanta Reciclaje por imágen satelital 20 Figura 4. Vista de Quanta Reciclaje 21 Figura 5. Mobiliario urbano 24 Figura 6. Juegos infantiles 24 Figura 7. Elementos de gimnasia 25 Figura 8. Elementos de seguridad vial 26 Figura 9. Molino a martillos 27 Figura 10. Molino a cuchillas 28 Figura 11. Sierra circular de banco 28 Figura 12. Transportador de tornillo sin fin 29 Figura 13. Tanque de lavado 30 Figura 14. Pileta de decantación 30 Figura 15. Soporte para fraccionado en bolsas 31 Figura 16. Pileta de tratamiento de agua 32 Figura 17. Conjunto de maquinaria 34 Figura 18. Materia prima 36 Figura 19. Muestras de plástico molido 37 Figura 20. Estructura de cinta transportadora 44 Figura 21. Tanque disponible ubicado en el “sector de inyección” 46 Figura 22. Ejemplo de big bag y soporte 51 Figura 23. Ejemplo de silo disponible en Quanta 52 Figura 24. Vista en perspectiva de cinta transportadora 55 Figura 25. Medición de muestra con calibre 56 Figura 26. Esquema de modificaciones del tanque de lavado 58 Figura 27. Ejemplo de sistema de lavado con palas rotativas 59 Figura 28. Ejemplo de rodillo con palas transversales 60 Figura 29. Esquema de silos existentes en Quanta (cotas en [cm]) 68 Figura 30. Proceso productivo proyectado (modelo realizado en “SolidWorks”) 86 Figura 31. Esquema general, vista superior (modelo realizado en “SolidWorks”) 86 Figura 32. Vista de la sierra circular de banco 90 Figura 33. Principales partes de la sierra (modelo realizado en “SolidWorks”) 90 Figura 34. Motor y transmisión 91 Figura 35. Mecanismo de regulación 91 Figura 36. Vista lateral y frontal del molino a martillos 93 Figura 37. Partes del molino a martillos (modelo realizado en “SolidWorks”) 93 Figura 38. Interior de la cámara de molienda del molino a martillos 94 Figura 39. Criba o tamiz del molino a martillos 95 Figura 40. Vista lateral y frontal del molino a cuchillas 96 Ruiz - Sovrano Página 7 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 41. Principales partes del molino (modelo realizado en “SolidWorks”) 97 Figura 42. Interior de la cámara de molienda del molino a cuchillas 98 Figura 43. Criba o tamiz del molino a cuchillas 98 Figura 44. Vista lateral y superior del transportador de tornillo sin fin 100 Figura 45. Principales partes del transportador (modelo realiz en “SolidWorks”) 100 Figura 46. Detalle del conjunto motriz en funcionamiento 101 Figura 47. Alimentación del molino a martillos 104 Figura 48. Alimentación del molino a cuchillas 105 Figura 49. Disposición de transporte deslizante inclinado 108 Figura 50. Información técnica de la banda transportadora (“Siegling Transilon”) 110 Figura 51. Información técnica de los perfiles (“Siegling Transilon”) 110 Figura 52. Coeficientes de fricción (“Siegling Transilon”) 112 Figura 53. Factor C 1 (“Siegling Transilon”) 113 Figura 54. Factor C 3 ( “Siegling Transilon”) 115 Figura 55. Características técnicas del motor (“WEG”) 116 Figura 56. Piñón del tambor motriz 117 Figura 57. Características técnicas de la caja reductora (“STM”) 118 Figura 58. Características perfil U (“Perfiles JMA”) 121 Figura 59. Bordes de contención (modelo realizado en “SolidWorks”) 122 Figura 60. Soporte del conjunto motriz (modelo realizado en “SolidWorks”) 123 Figura 61. Vista en perspectiva del ensamble (modelo realizado en “SolidWorks”) 124 Figura 62. Vista lateral y frontal del ensamble (modelo realizado en “SolidWorks”) 125 Figura 63. Cubrecadena (modelo realizado en “SolidWorks”) 125 Figura 64. Vista acotada del apoyo diseñado 126 Figura 65. Vista lateral del apoyo (modelo realizado en “SolidWorks”) 127 Figura 66. Vista en perspectiva (modelo realizado en “SolidWorks”) 128 Figura 67. Vista lateral derecha (modelo realizado en “SolidWorks”) 128 Figura 68. Vista frontal y posterior (modelos realizados en “SolidWorks”) 129 Figura 69. Disposición de transporte deslizante inclinado 131 Figura 70. Información técnica de la banda transportadora 132 Figura 71. Información técnica de los perfiles 133 Figura 72. Información técnica de los piñones 133 Figura 73. Croquis de la disposición del transportador entre los molinos 135 Figura 74. Coeficientes de fricción (“Siegling Transilon”) 137 Figura 75. Factor C op (“Siegling Transilon”) 138 Figura 76. Conjunto de rodamiento seleccionado (“SKF”) 144 Figura 77. Características técnicas del motor (“WEG”) 145 Figura 78. Características técnicas de la caja reductora (“STM”) 145 Figura 79. Boquilla de aspersión H-DT (“Spraying Systems”) 146 Figura 80. Datos de boquilla de aspersión plana (“Spraying Systems”) 147 Figura 81. Sistema de conducción de agua (modelo realizado en “SolidWorks”) 148 Figura 82. Diagrama de Moody 151 Figura 83. Bomba (“Pluvius”) 153 Figura 84. Curva de rendimiento de la bomba (“Pluvius”) 153 Ruiz - Sovrano Página 8 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 85. Características técnicas de la bomba (“Pluvius”) 154 Figura 86. Filtro tipo T 122-PP (“Spraying Systems”) 155 Figura 87. Altura de la pista de deslizamiento con respecto al centro del piñón 156 Figura 88. Características perfil C (“Ternium Siderar”) 158 Figura 89. Disposición de los perfiles laterales (modelo realizado en “Solidworks”) 158 Figura 90. Vista en detalle de la unión (modelo realizado en “Solidworks”) 159 Figura 91. Vinculaciones estructurales (modelo realizado en “Solidworks”) 160 Figura 92. Pata niveladora roscada (“MDC Componentes Industriales”) 161 Figura 93. Inserto para caño cuadrado (“MDC Componentes Industriales”) 161 Figura 94. Soporte superior de rodamientos (modelo realizado en “Solidworks”) 162 Figura 95. Soporte inferior de rodamientos (modelo realizado en “Solidworks”) 163 Figura 96. Características perfil U (“Perfiles JMA”) 164 Figura 97. Tira de contención (modelo realizado en “Solidworks”) 165 Figura 98. Bandeja de escurrimiento (modelo realizado en “Solidworks”) 166 Figura 99. Soporte y conjunto motriz (modelo realizado en “Solidworks”) 167 Figura 100. Soporte del sistema de aspersión (modelo realizado en “Solidworks”) 167 Figura 101. Soporte de la bomba de aspersión (modelo realizado en “Solidworks”) 168 Figura 102. Rueda industrial giratoria con freno 169 Figura 103. Vista en perspectiva (modelo realizado en “Solidworks”) 170 Figura 104. Vista superior (modelo realizado en “Solidworks”) 171 Figura 105. Vista lateral (modelo realizado en “Solidworks”) 171 Figura 106. Escalones (modelo realizado en “Solidworks”) 172 Figura 107. Vista en perspectiva frontal (modelo realizado en “Solidworks”) 173 Figura 108. Vista en perspectiva posterior (modelo realizado en “Solidworks”) 174 Figura 109. Vista lateral (modelo realizado en “Solidworks”) 175 Figura 110. Vista en perspectiva del ensamble (modelo realizado en “Solidworks”) 176 Figura 111. Vista frontal del ensamble (modelo realizado en “Solidworks”) 177 Figura 112. Vista superior del ensamble (modelo realizado en “Solidworks”) 178 Figura 113. Medidas principales del tanque de lavado 180 Figura 114. Vista lateral de la pala rotativa ubicada en el tanque 181 Figura 115. Coeficiente de resistencia hidrodinámica 182 Figura 116. Diagrama de carga de la pala considerada simplemente apoyada 183 Figura 117. Sección de la pala 184 Figura 118. Fuerzas que actúan sobre el eje 186 Figura 119. Diagrama de carga del eje en el plano “XZ” 188 Figura 120. Diagrama de momento flector del eje en el plano “XZ” 189 Figura 121. Diagrama de carga del eje en el plano “YZ” 190 Figura 122. Diagrama de momento flector del eje en el plano “YZ” 191 Figura 123. Gráfica de coeficientes de acabado superficial 193 Figura 124. Coeficiente de confiabilidad 194 Figura 125. Disposición de las palas rotativas en el tanque de lavado 195 Figura 126. Conjunto de rodamiento seleccionado (“SKF”) 196 Figura 127. Características técnicas del motor (“WEG”) 198 Figura 128. Croquis de las palas rotativas y la transmisión 198 Ruiz - Sovrano Página 9 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 129. Características técnicas de la caja reductora (“STM”) 199 Figura 130. Cangilón en perspectiva 203 Figura 131. Medición de muestra por medio de calibre 204 Figura 132. Cadena con aditamentos (“Tisa Transmisiones”) 205 Figura 133. Vista lateral del cangilón, área útil 207 Figura 134. Vista lateral del transportador a cangilones 211 Figura 135. Coeficiente corrector según condiciones de ambiente y engrase 212 Figura 136. Coeficiente corrector según tipo de carga y periodos de trabajo 213 Figura 137. Fuerzas que actúan sobre el eje 214 Figura 138. Diagrama de carga del eje en el plano “XZ” 214 Figura 139. Diagrama de momento flector del eje en el plano “XZ” 216 Figura 140. Gráfica de coeficientes de acabado superficial 218 Figura 141. Coeficiente de confiabilidad 219 Figura 142. Conjunto de rodamiento seleccionado (“SKF”) 220 Figura 143. Características técnicas del motor (“WEG”) 221 Figura 144. Características técnicas de la caja reductora (“STM”) 222 Figura 145. Soporte del conjunto motriz (modelo realizado en “SolidWorks”) 223 Figura 146. Conjunto motriz y de transmisión (modelo realizado en “SolidWorks”) 224 Figura 147. Cubrecadena (modelo realizado en “SolidWorks”) 224 Figura 148. Soportes inferiores y superiores (modelo realizado en “SolidWorks”) 226 Figura 149. Cuerdas elásticas con ganchos 226 Figura 150. Soporte del conjunto motriz (modelo realizado en “SolidWorks”) 227 Figura 151. Vista de la estructura (modelo realizado en “SolidWorks”) 228 Figura 152. Flotante compacto de nivel (“Precons”) 229 Figura 153. Flotante ubicado en el tanque (modelo realizado en “SolidWorks”) 230 Figura 154. Cañería compensadora de nivel (modelo realizado en “SolidWorks”) 231 Figura 155. Rejilla de entrada (modelo realizado en “SolidWorks”) 231 Figura 156. Válvula esférica del tanque 232 Figura 157. Soporte de carga (modelo realizado en “SolidWorks”) 234 Figura 158. Disposición del soporte de carga (modelo realizado en “SolidWorks”) 235 Figura 159. Vista en perspectiva frontal (modelo realizado en “SolidWorks”) 236 Figura 160. Vista en perspectiva posterior (modelo realizado en “SolidWorks”) 236 Figura 161. Vista lateral (modelo realizado en “SolidWorks”) 237 Figura 162. Vista frontal (modelo realizado en “SolidWorks”) 237 Figura 163. Vista posterior (modelo realizado en “SolidWorks”) 238 Figura 164. Carcasa protectora (modelo realizado en “SolidWorks”) 242 Figura 165. Detalle del soporte de la carcasa (modelo realizado en “SolidWorks”) 242 Figura 166. Detalle del resorte de la carcasa (modelo realizado en “SolidWorks”) 243 Figura 167. Pedal (modelo realizado en “SolidWorks”) 244 Figura 168. Soporte inferior de cable Bowden (modelo realizado en “SolidWorks”) 245 Figura 169. Soporte superior de cable Bowden (modelo realizado en “SolidWorks”) 246 Figura 170. Riel y corredera tipo “T” 246 Figura 171. Carro empujador (modelo realizado en “SolidWorks”) 247 Figura 172. Guía escuadra (modelo realizado en “SolidWorks”) 248 Ruiz - Sovrano Página 10 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 173. Vista en perspectiva (modelo realizado en “SolidWorks”) 249 Figura 174. Vista en perspectiva (modelo realizado en “SolidWorks”) 250 Figura 175. Vista lateral, protector cerrado (modelo realizado en “SolidWorks”) 251 Figura 176. Vista lateral, protector semiabierto (modelo realizado en “SolidWorks”) 251 Figura 177. Vista lateral, protector abierto (modelo realizado en “SolidWorks”) 252 Figura 178. Vista en perspectiva y lateral de la boca de entrada del molino 253 Figura 179. Vistas del corte en la boca (modelo realizado en “SolidWorks”) 254 Figura 180. Rampa de salida del molino a martillos 254 Figura 181. Rampa de salida diseñada (modelo realizado en “SolidWorks”) 255 Figura 182. Modificación al transportador (modelo realizado en “SolidWorks”) 257 Figura 183. Vista en perspectiva del sector (modelo realizado en “SolidWorks”) 259 Figura 184. Vista superior del sector (modelo realizado en “SolidWorks”) 259 Figura 185. Croquis del sector con cotas (modelo realizado en “SolidWorks”) 260 Figura 186. Sector con el nuevo cerramiento (modelo realizado en “SolidWorks”) 263 Figura 187. Vista en perspectiva frontal (modelo realizado en “SolidWorks”) 264 Figura 188. Vista en perspectiva posterior (modelo realizado en “SolidWorks”) 265 Figura 189. Vista superior (modelo realizado en “SolidWorks”) 265 Figura 190. Vista frontal (modelo realizado en “SolidWorks”) 266 Figura 191. Vista en perspectiva frontal (modelo realizado en “SolidWorks”) 266 Figura 192. Vista en perspectiva posterior (modelo realizado en “SolidWorks”) 267 Figura 193. Vista superior (modelo realizado en “SolidWorks”) 267 Figura 194. Vista en perspectiva del sector (modelo realizado en “SolidWorks”) 268 Figura 195. Vista interna del sector (modelo realizado en “SolidWorks”) 268 Figura 196. Vista interna del sector (modelo realizado en “SolidWorks”) 269 Figura 197. Vista interna del sector (modelo realizado en “SolidWorks”) 269 Figura 198. Coeficientes de utilización (“Philips”) 274 Figura 199. Coeficientes de utilización (“Philips”) 278 Figura 200. Plano del sector con referencia de máquinas y tablero general 281 Figura 201. Diagrama unifilar 283 Figura 202. Croquis de posibles recorridos del conductor 284 Figura 203. Características eléctricas cables de cobre (“IMSA”) 285 Figura 204. Características dimensionales del conductor (“IMSA”) 286 Figura 205. Características eléctricas del conductor (“IMSA”) 286 Figura 206. Características dimensionales del conductor (“IMSA”) 288 Figura 207. Características eléctricas del conductor (“IMSA”) 288 Figura 208. Características dimensionales del conductor (“IMSA”) 289 Figura 209. Características eléctricas del conductor (“IMSA”) 290 Figura 210. Características dimensionales del conductor (“IMSA”) 291 Figura 211. Características eléctricas del conductor (“IMSA”) 291 Figura 212. Características dimensionales del conductor (“IMSA”) 293 Figura 213. Características eléctricas del conductor (“IMSA”) 293 Figura 214. Características dimensionales del conductor (“IMSA”) 294 Figura 215. Características eléctricas del conductor (“IMSA”) 294 Figura 216. Características dimensionales del conductor (“IMSA”) 296 Ruiz - Sovrano Página 11 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 217. Características eléctricas del conductor (“IMSA”) 296 Figura 218. Características dimensionales del conductor (“IMSA”) 297 Figura 219. Características eléctricas del conductor (“IMSA”) 297 Figura 220. Características dimensionales del conductor (“IMSA”) 299 Figura 221. Características eléctricas del conductor (“IMSA”) 299 Figura 222. Características dimensionales del conductor (“IMSA”) 300 Figura 223. Características eléctricas del conductor (“IMSA”) 300 Figura 224. Características dimensionales del conductor (“IMSA”) 302 Figura 225. Características eléctricas del conductor (“IMSA”) 302 Figura 226. Características dimensionales del conductor (“IMSA”) 303 Figura 227. Características eléctricas del conductor (“IMSA”) 303 Figura 228. Características dimensionales del conductor (“IMSA”) 305 Figura 229. Características eléctricas del conductor (“IMSA”) 305 Figura 230. Seccionador bajo carga tripolar de 100 [A] (“WEG”) 318 Figura 231. Fusible NH000 de 100 [A] (“WEG”) 318 Figura 232. Curva de disparo del fusible NH000 (“WEG”) 319 Figura 233. Interruptor diferencial tetrapolar de 63 [A] ( “WEG”) 320 Figura 234. Interruptor diferencial tetrapolar de 25 [A] (“WEG”) 321 Figura 235. Interruptor termomagnético tripolar de 10 [A] (“WEG”) 322 Figura 236. Curva de disparo del interruptor termomagnético (“WEG”) 323 Figura 237. Interruptor termomagnético tripolar de 2 [A] (“WEG”) 324 Figura 238. Curva de disparo del interruptor termomagnético (“WEG”) 325 Figura 239. Contactor tripolar de 7 [A] (“WEG”) 326 Figura 240. Datos del motor del molino a martillos 327 Figura 241. Componentes del arranque estrella-triángulo (“WEG”) 327 Figura 242. Esquema de conexión del arranque estrella-triángulo (“WEG”) 328 Figura 243. Guardamotor tripolar de 40-50 [A] (“WEG”) 329 Figura 244. Curva de disparo del guardamotor (“WEG”) 330 Figura 245. Contactor tripolar de 25 [A] (“WEG”) 331 Figura 246. Contactor tripolar de 18 [A] (“WEG”) 331 Figura 247. Relé de sobrecarga tripolar de 22-32 [A] (“WEG”) 332 Figura 248. Relé temporizador de 3-30 [s] (“WEG”) 333 Figura 249. Interruptor termomagnético tripolar de 2 [A] (“WEG”) 334 Figura 250. Curva de disparo del interruptor termomagnético (“WEG”) 335 Figura 251. Contactor tripolar de 7 [A] (“WEG”) 336 Figura 252. Interruptor termomagnético bipolar de 4 [A] (“WEG”) 337 Figura 253. Curva de disparo del interruptor termomagnético (“WEG”) 338 Figura 254. Contactor tripolar de 7 [A] (“WEG”) 339 Figura 255. Datos del motor del molino a cuchillas 339 Figura 256. Componentes del arranque estrella-triángulo (“WEG”) 340 Figura 257. Esquema de conexión del arranque estrella-triángulo (“WEG”) 340 Figura 258. Guardamotor tripolar de 16-20 [A] (“WEG”) 341 Figura 259. Curva de disparo del guardamotor (“WEG”) 342 Figura 260. Contactor tripolar de 12 [A] (“WEG”) 343 Ruiz - Sovrano Página 12 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 261. Contactor tripolar de 7 [A] (“WEG”) 343 Figura 262. Relé de sobrecarga tripolar de 8-12,5 [A] (“WEG”) 344 Figura 263. Relé temporizador tripolar de 3-30 [s] (“WEG”) 344 Figura 264. Interruptor termomagnético tripolar de 4 [A] (“WEG”) 345 Figura 265. Curva de disparo del interruptor termomagnético (“WEG”) 346 Figura 266. Contactor tripolar de 7 [A] (“WEG”) 347 Figura 267. Interruptor termomagnético tripolar de 2 [A] (“WEG”) 348 Figura 268. Curva de disparo del interruptor termomagnético (“WEG”) 349 Figura 269. Contactor tripolar de 7 [A] (“WEG”) 350 Figura 270. Interruptor termomagnético tripolar de 2 [A] (“WEG”) 351 Figura 271. Curva de disparo del interruptor termomagnético (“WEG”) 352 Figura 272. Contactor tripolar de 7 [A] (“WEG”) 353 Figura 273. Interruptor termomagnético bipolar de 4 [A] (“WEG”) 354 Figura 274. Curva de disparo del interruptor termomagnético (“WEG”) 355 Figura 275. Contactor tripolar de 7 [A] (“WEG”) 356 Figura 276. Interruptor termomagnético tetrapolar de 6 [A] (“WEG”) 357 Figura 277. Interruptor termomagnético bipolar de 2 [A] (“WEG”) 357 Figura 278. Sección nominal mínima de los conductores de puesta a tierra 358 Figura 279. Resistividad de terreno según tipo de suelo y condiciones climáticas 361 Figura 280. Esquema de la puesta a tierra 362 Figura 281. Triángulo de potencias 363 Figura 282. Porcentaje de aumento de los cargos por bajo factor de potencia 363 Figura 283. Motor “WEG” equivalente al motor del molino a martillos 366 Figura 284. Factor de potencia del motor según el porcentaje de carga (“WEG”) 366 Figura 285. Motor “WEG” equivalente al motor del molino a cuchillas 366 Figura 286. Factor de potencia del motor según el porcentaje de carga (“WEG”) 367 Figura 287. Capacitor de 5 [kVAr] (“WEG”) 381 Figura 288. Capacitor de 10 [kVAr] (“WEG”) 381 Figura 289. Contactor tripolar de para capacitor de 10 [kVAr] (“WEG”) 382 Figura 290. Gabinete metálico estanco (“Genrod”) 383 Figura 291. Mando selector de dos posiciones (“WEG”) 384 Figura 292. Lámparas piloto (“WEG”) 385 Figura 293. Boton hongo con traba para parada de emergencia (“WEG”) 385 Figura 294. Tomacorriente monofásico (1P+N+T) 387 Figura 295. Tomacorriente trifásico (3P+N) 388 Figura 296. Diagrama de Gantt parcial 435 Figura 297. Empresas que fabrican productos con plástico reciclado (“Ecoplas”) 454 Figura 298. Disco de corte de la sierra circular de banco sin protección 456 Figura 299. Operaciones inseguras en la alimentación del molino a martillos 457 Figura 300. Esfuerzo físico y operaciones inseguras en el molino a cuchillas 458 Figura 301. Conexiones inseguras en tablero eléctrico del sector de molienda 459 Figura 302. Tasas vigentes de plazos fijos (“Banco de la Nación Argentina”) 464 Figura 303. Gráfica de la evolución del flujo de caja mensual del proyecto 467 Ruiz - Sovrano Página 13 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Clasificación de la demanda de polímeros 64 Tabla 2. Material en stock al mes de enero 2021 66 Tabla 3. Material en stock al mes de febrero 2021 66 Tabla 4. Material en stock al mes de marzo 2021 67 Tabla 5. Costo del sistema de alimentación del molino a martillos 73 Tabla 6. Costo del sistema de alimentación del molino a cuchillas 75 Tabla 7. Costo del sistema de lavado 76 Tabla 8. Costo de transportador a tornillo sin fin 78 Tabla 9. Costo de transportador a cangilones 78 Tabla 10. Comparación entre big bag y bolsas 79 Tabla 11. Comparación de transportes y costos 80 Tabla 12. Resumen de alternativas seleccionadas 82 Tabla 13. Datos técnicos de la sierra circular de banco 92 Tabla 14. Datos técnicos del molino a martillos 95 Tabla 15. Datos técnicos del molino a cuchillas 99 Tabla 16. Datos técnicos del transportador de tornillo sin fin 102 Tabla 17. Datos técnicos de la cinta transportadora I 129 Tabla 18. Componentes y longitud de pérdidas 152 Tabla 19. Datos técnicos de la cinta transportadora II 179 Tabla 20. Datos técnicos del tanque de lavado 238 Tabla 21. Datos eléctricos de los equipos del sector de molienda 281 Tabla 22. Datos de la red 307 Tabla 23. Datos del transformador de distribución considerado 308 Tabla 24. Resumen de los datos relevante de los conductores 308 Tabla 25. Corrientes de cortocircuito en bornes de los motores trifásicos 313 Tabla 26. Corrientes de cortocircuito en bornes de los motores monofásicos 314 Tabla 27. Tiempo máximo admisible de cortocircuito en bornes de los motores 316 Tabla 28. Datos eléctricos relevantes para curva de disparo 318 Tabla 29. Datos eléctricos relevantes para curva de disparo 322 Tabla 30. Datos eléctricos relevantes para curva de disparo 324 Tabla 31. Datos eléctricos relevantes para curva de disparo 329 Tabla 32. Datos eléctricos relevantes para curva de disparo 334 Tabla 33. Datos eléctricos relevantes para curva de disparo 337 Tabla 34. Datos eléctricos relevantes para curva de disparo 342 Tabla 35. Datos eléctricos relevantes para curva de disparo 346 Tabla 36. Datos eléctricos relevantes para curva de disparo 348 Tabla 37. Datos eléctricos relevantes para curva de disparo 351 Tabla 38. Datos eléctricos relevantes para curva de disparo 354 Tabla 39. Sección de los conductores de línea y de protección 359 Tabla 40. Potencia activa y reactiva de los equipos del sector de molienda 367 Tabla 41. Potencia activa y reactiva para la situación 1 (molinos a 50% de carga) 372 Ruiz - Sovrano Página 14 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Tabla 42. Valores totales sin y con compensación (molinos a 50% de carga) 373 Tabla 43. Potencia activa y reactiva para la situación 2 (molinos a 100% de carga) 374 Tabla 44. Valores totales sin y con compensación (molinos a 100% de carga) 374 Tabla 45. Potencia activa y reactiva para la situación 3 (molinos a 50% de carga) 375 Tabla 46. Valores totales sin y con compensación (molinos a 50% de carga) 376 Tabla 47. Potencia activa y reactiva para la situación 4 (molinos a 100% de carga) 376 Tabla 48. Valores totales sin y con compensación (molinos a 100% de carga) 377 Tabla 49. Potencia activa y reactiva para la situación 5 (molino a cuchillas al 50%) 378 Tabla 50. Valores totales sin y con compensación (molino a cuchillas al 50%) 378 Tabla 51. Potencia activa y reactiva para la situación 6 (molino a cuchillas al 100%) 379 Tabla 52. Valores totales sin y con compensación (molino a cuchillas al 100%) 379 Tabla 53. Potencias de mantenimiento y llamada de los contactores 386 Tabla 54. Cómputo de materiales de la sierra circular de banco (estructura) 389 Tabla 55. Cómputo de materiales de la sierra circular de banco (tornillos y tuercas) 390 Tabla 56. Cómputo de materiales de la sierra circular de banco (otros) 391 Tabla 57. Cómputo de materiales de la cinta transportadora I (estructura) 391 Tabla 58. Cómputo de materiales de la cinta transportadora I (potencia y transm.) 392 Tabla 59. Cómputo de materiales de la cinta transportadora I (tornillos y tuercas) 392 Tabla 60. Cómputo de materiales de la cinta transportadora I (pintura) 392 Tabla 61. Cómputo de materiales de la cinta transportadora I (otros) 393 Tabla 62. Cómputo de materiales de la cinta transportadora II (estructura) 393 Tabla 63. Cómputo de materiales de la cinta transportadora II (potencia y transm.) 394 Tabla 64. Cómputo de materiales de la cinta transportadora II (sist. de aspersión) 394 Tabla 65. Cómputo de materiales de la cinta transportadora II (tornillos y tuercas) 395 Tabla 66. Cómputo de materiales de la cinta transportadora II (pintura) 396 Tabla 67. Cómputo de materiales de la cinta transportadora II (otros) 396 Tabla 68. Cómputo de materiales de las palas rotativas (estructura) 397 Tabla 69. Cómputo de materiales de las palas rotativas (potencia y transm.) 397 Tabla 70. Cómputo de materiales de las palas rotativas (nivel de agua) 398 Tabla 71. Cómputo de materiales de las palas rotativas (tornillos y tuercas) 398 Tabla 72. Cómputo de materiales del transportador a cangilones (estructura) 399 Tabla 73. Cómputo de materiales del transportador a cangilones (potencia y transm.) 399 Tabla 74. Cómputo de materiales del transportador a cangilones (tornillos y tuercas) 400 Tabla 75. Cómputo de materiales del transportador a cangilones (pintura) 400 Tabla 76. Cómputo de materiales del transportador a cangilones (otros) 400 Tabla 77. Cómputo de materiales de la instalación eléctrica (iluminación) 401 Tabla 78. Cómputo de materiales de la instalación eléctrica (conductores) 401 Tabla 79. Cómputo de materiales de la instalación eléctrica (puesta a tierra) 402 Tabla 80. Cómputo de materiales de la instalación eléctrica (protecciones) 402 Tabla 81. Cómputo de materiales de la instalación eléctrica (comando) 404 Tabla 82. Cómputo de materiales de la instalación eléctrica (compensación del FP) 404 Tabla 83. Cómputo de materiales de la instalación eléctrica (tablero y accesorios) 405 Tabla 84. Cómputo de materiales de la instalación eléctrica (bandejas portacables) 406 Tabla 85. Presupuesto materiales estructurales (chapas) 408 Ruiz - Sovrano Página 15 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Tabla 86. Presupuesto materiales estructurales (barras y varillas) 409 Tabla 87. Presupuesto materiales estructurales (perfiles) 410 Tabla 88. Presupuesto materiales estructurales (otros) 411 Tabla 89. Presupuesto materiales estructurales (total) 411 Tabla 90. Presupuesto potencia y transmisión 412 Tabla 91. Presupuesto conducción de agua (cinta transportadora II) 413 Tabla 92. Presupuesto conducción de agua (tanque de lavado) 414 Tabla 93. Presupuesto conducción de agua (total) 415 Tabla 94. Presupuesto tornillos 415 Tabla 95. Presupuesto tuercas 417 Tabla 96. Presupuesto tornillos y tuercas (total) 417 Tabla 97. Presupuesto pintura 418 Tabla 98. Presupuesto varios (bandas de transporte) 419 Tabla 99. Presupuesto varios (piñón para banda modular) 419 Tabla 100. Presupuesto varios (sierra circular de banco) 419 Tabla 101. Presupuesto varios (cinta transportadora II) 420 Tabla 102. Presupuesto de la instalación eléctrica (iluminación) 421 Tabla 103. Presupuesto de la instalación eléctrica (conductores) 421 Tabla 104. Presupuesto de la instalación eléctrica (puesta a tierra) 422 Tabla 105. Presupuesto de la instalación eléctrica (protecciones) 422 Tabla 106. Presupuesto de la instalación eléctrica (comando) 423 Tabla 107. Presupuesto de la instalación eléctrica (compensación del FP) 423 Tabla 108. Presupuesto de la instalación eléctrica (tablero y accesorios) 424 Tabla 109. Presupuesto de la instalación eléctrica (bandejas portacables) 425 Tabla 110. Presupuesto de la instalación eléctrica (mano de obra) 426 Tabla 111. Presupuesto instalación eléctrica (total) 427 Tabla 112. Presupuesto de la obra civil 428 Tabla 113. Presupuesto de la mano de obra de máquinas 429 Tabla 114. Presupuesto de cada máquina construida y/o modificada 430 Tabla 155. Presupuestos varios 431 Tabla 156. Presupuesto total del proyecto 431 Tabla 157. Listado de tareas del cronograma 432 Tabla 158. Producción estimada del sector de molienda 439 Tabla 159. Costo por el trabajo actual anual en el sector de molienda 441 Tabla 160. Costo por el trabajo proyectado anual en el sector de molienda 442 Tabla 161. Costo por el aumento de la mano de obra 442 Tabla 162. Costo por el consumo eléctrico actual 443 Tabla 163. Potencia eléctrica demandada proyectada según el producto a moler 444 Tabla 164. Porcentajes de utilización de la línea según el tipo de polímero 444 Tabla 165. Costo por el consumo eléctrico proyectado 445 Tabla 166. Costo por el aumento del consumo eléctrico 445 Tabla 167. Costo por el mantenimiento de cadenas 446 Tabla 168. Costo por el mantenimiento de cuchillas 446 Tabla 169. Costo por la mano de obra de mantenimiento 447 Ruiz - Sovrano Página 16 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Tabla 170. Costo por mantenimiento 447 Tabla 171. Costos de la producción mensual 450 Tabla 172. Costos de producción por kilogramo de molido 450 Tabla 173. Costos de comercialización 451 Tabla 174. Costos de comercialización por kilogramo de molido 451 Tabla 175. Costos totales por kilogramo de molido 451 Tabla 176. Precio de venta y ganancia estimada 452 Tabla 177. Beneficio por plástico molido comercializable 452 Tabla 178. Costo de producción actual de Polipropileno molido 455 Tabla 179. Beneficio por plástico molido para inyección 455 Tabla 180. Clasificación de los riesgos 460 Tabla 181. Costos directos e indirectos estimados 462 Tabla 182. Flujo de caja anual del proyecto 465 Tabla 183. Indicadores económicos del proyecto 465 Ruiz - Sovrano Página 17 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 ANTEPROYECTO El presente proyecto final de carrera cuenta con dos etapas fundamentales. La primera de ellas se denomina “anteproyecto”. El anteproyecto es, en resumen, una propuesta anterior al proyecto donde se presentan y analizan preliminarmente los temas considerados fundamentales, que se pretenden desarrollar posteriormente en el proyecto propiamente dicho. La finalidad del anteproyecto es organizar ideas y delimitar los objetivos principales. Por lo tanto, al ser una versión previa y no definitiva del proyecto, es flexible y puede sufrir modificaciones en caso de que se considere necesario, en la etapa posterior. En primer lugar, se desarrolla una introducción con el fin de presentar debidamente el contexto en el cual se llevará a cabo el proyecto, brindando conceptos básicos considerados relevantes. Luego de esto se tratarán los principales aspectos del anteproyecto, exponiendo las problemáticas identificadas, definiendo los objetivos generales y específicos, proponiendo y analizando distintas alternativas y llevando a cabo un estudio de prefactibilidad para poder definir el proyecto más adecuado a las necesidades existentes. A continuación, a modo orientativo, se exponen los capítulos con los que cuenta el anteproyecto: ● 1 Introducción ● 2 Problemáticas ● 3 Objetivos ● 4 Análisis de alternativas ● 5 Prefactibilidad ● 6 Resumen de alternativas seleccionadas Ruiz - Sovrano Página 18 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 1 Introducción En el presente capítulo se realiza una presentación de la empresa seleccionada para el desarrollo del proyecto final de carrera, haciendo énfasis en el sector de incumbencia. A continuación se expresa una lista con los principales contenidos del capítulo: ● 1.1 Presentación de la empresa ● 1.2 Área del proyecto 1.1 Presentación de la empresa El presente proyecto final de carrera se desarrolla en la empresa Quanta Reciclaje, ubicada en calle Antonio Salellas y Roque Saenz, del Parque Industrial “General Manuel Belgrano” de la ciudad de Paraná, provincia de Entre Ríos. La misma se dedica al reciclado de plástico post consumo para la elaboración de diversos productos. Figura 1. Datos de contacto de Quanta Reciclaje Ruiz - Sovrano Página 19 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 2. Ubicación de Quanta Reciclaje con respecto a la ciudad de Paraná Figura 3. Ubicación de Quanta Reciclaje por imágen satelital Ruiz - Sovrano Página 20 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 4. Vista de Quanta Reciclaje 1.1.1 Historia La empresa Quanta tiene sus orígenes en el año 1983, siendo una industria de transformación de plásticos por inyección, dedicada a ser proveedora de la industria de electrodomésticos, automotriz y de bicicletas. Desde el año 1989, y a partir de una decisión estratégica, comenzó a fabricar productos con plásticos post consumo o reciclados, abandonando desde entonces la compra de materia prima virgen, para comenzar a proveerse de material a través de acopiadores de plástico. En 1996 inició la producción de bienes útiles para la sociedad como son bancos y papeleros, a los que luego se adicionaron juegos infantiles y otros en una importante variedad de modelos. Desde los inicios se percibió el valor de dichos bienes como herramientas para generar conciencia en aspectos relacionados a valores sociales y el cuidado del medio ambiente, en empresas, gobiernos y comunidades en general, y se comenzó a participar con distintos actores socialmente responsables de la provincia de Entre Ríos. Con todos ellos Ruiz - Sovrano Página 21 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 sostuvieron, hasta la crisis del 2001, convenios de colaboración de sus programas de separación de residuos, entregando mobiliario de plástico reciclado para mantener dichos programas como paradigma “del Bien Hacer”. En el año 2000 se colaboró con la ciudad de Paraná en el diseño y ejecución del programa “Paraná Punto Limpio”, que siguiera hasta el año 2003, con importante éxito en la creación de conciencia en la ciudadanía. Desde aquellas experiencias tan importantes hasta la fecha, Quanta ha trabajado en red, utilizando siempre el mobiliario de plástico obtenido mediante el esfuerzo común como movilizador y transformador de voluntades, creando para facilitar ese trabajo una fundación de nombre “Quanta el Bien Hacer” que vehiculiza esos quehaceres. 1.1.2 Organización Actualmente, Quanta es una PyME (Pequeñas y Medianas Empresas) y está constituida por cinco empleados en piso de planta, cada uno altamente capacitado en su tarea, con posibilidades de rotar entre los puestos de trabajo en caso de ser necesario. Además cuenta con personal para tareas administrativas, producción, marketing, ventas y diseño de productos. La empresa está sectorizada en diferentes áreas, entre las cuales se pueden mencionar las siguientes: ● Oficina. ● Comedor. ● Vestuario. ● Materia prima. ● Depósitos de productos semielaborados. ● Depósitos de productos terminados. ● Molienda. Ruiz - Sovrano Página 22 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 ● Metal. ● Inyección. ● Ensamble. 1.1.3 Ocupación Quanta produce mobiliario urbano, juegos infantiles, elementos de gimnasia, mobiliario escolar, elementos de seguridad vial, entre otros, transformando así plásticos reciclados en productos útiles para la sociedad. La entidad cuenta con gran variedad de producción, más de 50 productos finales, y es de destacar la alta personalización (productos diseñados acorde a las necesidades de los clientes) con la que cuenta la empresa, como ser en medidas, colores (marrón, gris, negro, amarillo, blanco, rojo, verde y celeste), modelos y diseños de los diferentes productos para satisfacer las necesidades de los clientes. La producción está dirigida tanto al ámbito público como al privado, como lo pueden ser provincias, municipios, comunas, organizaciones de la sociedad civil y organizaciones con fines de lucro. A continuación se mencionan los principales productos finales por catálogo que se disponen: Mobiliario urbano: ● Banco con respaldo y sin respaldo. ● Banco infantil. ● Banco escolar. ● Mesa de camping. ● Pérgola. ● Papelero. ● Estacionamiento de bicicletas. Ruiz - Sovrano Página 23 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 5. Mobiliario urbano Juegos infantiles: ● Sube y baja. ● Calesita. ● Hamaca. ● Tobogán. ● Juego vaivén. ● Juego con resorte. ● Escalera curva. Figura 6. Juegos infantiles Ruiz - Sovrano Página 24 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Elementos de gimnasia: ● Estación saludable. ● Escalón. ● Bicicleta para tren inferior y tren superior. ● Volante frontal y en ángulo. ● Balanza de hombros. ● Carril semicircular y vertical. ● Elongación. ● Cama espinales y abdominales. Figura 7. Elementos de gimnasia Elementos de seguridad vial: ● Reductor de velocidad. ● Tope de estacionamiento. ● Separador de ciclovía. ● Mojón kilométrico. ● Poste señalética de media altura. Ruiz - Sovrano Página 25 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 8. Elementos de seguridad vial 1.2 Área del proyecto Luego de dialogar con el personal jerárquico y operativo, realizamos una reunión en la que se nos presentó una necesidad preexistente de la empresa, dentro del sector de molienda de la misma. Por lo cual el presente proyecto se desarrollará en dicha área. 1.2.1 Descripción del área Actualmente el sector realiza sus actividades utilizando dos máquinas de molienda, las cuales procesan el material de distinta forma. Además, cuenta con otros equipos que complementan el proceso. Todos los elementos se encuentran ubicados en el exterior del edificio de la empresa, en un área denominada como “sector de molienda”, que cuenta con una superficie pavimentada de 130 [m 2 ], cubierta en parte por tela media sombra. A continuación se realiza una breve descripción de los principales componentes del sector en cuestión: Ruiz - Sovrano Página 26 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 ● Molino a martillos : El material es desgarrado por el impacto generado por los martillos oscilantes y contra los revestimientos del molino, es alimentado manualmente y se utiliza para una trituración intermedia de material de mayor tamaño (Ej: baldes). El molino cuenta con un motor eléctrico de 30 [HP] y una transmisión por correas. Se inyecta agua directamente para la refrigeración del sistema. Figura 9. Molino a martillos ● Molino a cuchillas: La molienda se genera debido a los esfuerzos de corte generados por cuchillas rotantes. Se utiliza para material de menor tamaño y de esta manera lograr una molienda final, con las dimensiones justas para el proceso de inyección. El material de alimentación puede provenir del molino a martillos o también puede procesarse directamente material de menor tamaño (Ej: tapas de botellas). En ambos casos el suministro es manual y realizado por los operarios. El molino cuenta con un motor eléctrico de 12,5 [HP] y una transmisión por correas. El plástico ingresa al molino junto con agua que permite disminuir la temperatura alcanzada por las cuchillas. Ruiz - Sovrano Página 27 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 10. Molino a cuchillas ● Sierra circular de banco : Utilizada para recortar y disminuir el tamaño del material que lo requiera para poder ingresar al molino a martillos (Ej: jaulas de pollo). La sierra está conformada por un disco de 350 [mm] de diámetro, impulsada por un motor de 4 [HP] a través de una transmisión por correas. Figura 11. Sierra circular de banco Ruiz - Sovrano Página 28 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 ● Transportador de tornillo sin fin: Utilizado para transportar el plástico molido proveniente del molino a cuchillas hacia el tanque de lavado. Posee una longitud de 2,7 [m] y un motor de 1 [HP] de potencia, solidario con el eje de un reductor de velocidad, de relación 10:1, que transmite el movimiento al tornillo sin fin por medio de una cadena. Figura 12. Transportador de tornillo sin fin ● Tanque de lavado: Recipiente cilíndrico de metal que cuenta con un sistema removedor, él mismo utiliza palas de madera, ubicadas de manera descentrada (con respecto al eje cilíndrico), que son impulsadas por un motor eléctrico asociado a una caja reductora. Su función es limpiar el plástico molido para su posterior secado y utilización en el área de inyección. Ruiz - Sovrano Página 29 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 13. Tanque de lavado ● Pileta de decantación: Utilizada en el proceso de molienda de plástico de tamaño reducido, para lograr una primera separación de materiales metálicos, suciedad y otros tipos de plásticos. La misma cuenta con un volumen de 343 [l]. Figura 14. Pileta de decantación Ruiz - Sovrano Página 30 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 ● Soporte para fraccionado en bolsas: Como su nombre lo indica, es utilizado para rellenar las bolsas con el material molido, las mismas se sujetan en la parte inferior del cono y se apoyan en una base que es de altura regulable. . Figura 15. Soporte para fraccionado en bolsas ● Pileta de tratamiento de agua: El agua utilizada en el proceso, para refrigerar y lavar el plástico molido, es transportada por un sistema de canaletas hacia una pequeña pileta de tratamiento. La misma funciona por el principio de decantación en tres etapas de filtrado por medio de tamices. El agua no requiere tratamiento químico debido a que en el proceso sólo se recicla plástico que no posee residuos peligrosos, esto se analiza a la hora de recibir la materia prima. El volumen de la pileta es de 10 [m 3 ]. Ruiz - Sovrano Página 31 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 16. Pileta de tratamiento de agua 1.2.2 Descripción del proceso El material utilizado en el área de inyección debe presentarse en forma de gránulos o molidos para poder ser moldeados en las inyectoras. Los gránulos deben ser de forma pequeña e irregular. Para ello se procede a la molienda de plásticos post consumo, lo que produce una amplia distribución de partículas de diferentes medidas. Las etapas del proceso de molienda dependen del tamaño de la materia prima que se trabaje. Si se requiere reciclar material de gran tamaño se realizan los siguientes once pasos: 1) Recorte de la materia prima en la sierra circular de banco para disminuir su tamaño. 2) Transporte y elevación manual del material para alimentar el molino a martillos (se dispone de un andamio para alimentación en altura). Ruiz - Sovrano Página 32 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 3) Trituración del material en el molino a martillos para generar partes de un tamaño medio. 4) Recolección del material desde el suelo y transporte manual hacia la pileta de decantación. 5) Extracción manual del material de la pileta por medio de coladores y alimentación del molino a cuchillas (se dispone de escalones para alimentación en altura). 6) Molienda en el molino a cuchillas, obteniendo partes de plástico más pequeñas. 7) Transporte del material al tanque de lavado a través del tornillo sin fin. 8) Limpieza final del material en el tanque de lavado. 9) Utilización de coladores para retirar el plástico del tanque. 10) Fraccionado manual del material en bolsas de aproximadamente 18 [kg]. 11) Transporte y estibado manual en el área de almacenamiento del sector para drenar el agua que poseen las bolsas. Si se requiere reciclar material de un tamaño apto para ingresar al molino a martillos de manera directa, se omite la utilización de la sierra circular de banco (Paso 1). En caso de reciclar material de poco tamaño, que no requiera la primera trituración (Ej: tapas de botellas), el proceso inicia con una primera separación de hierros u otros componentes metálicos en la pileta de decantación. Posteriormente se alimenta el molino a cuchillas (Paso 5), y luego se respeta la secuencia descrita sin modificaciones. Ruiz - Sovrano Página 33 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 17. Conjunto de maquinaria En varias de las etapas se utiliza agua, que luego es transportada por un sistema de canaletas a la pileta de tratamiento, como ya se mencionó en el apartado anterior (Sección 1.2.1). Es importante remarcar que los gránulos o molidos obtenidos deben tener un contenido de humedad en equilibrio. La experiencia en la empresa demuestra que cuando el contenido de humedad del polímero es excesivo, las piezas moldeadas pueden presentar defectos superficiales tales como manchas o similares. Por lo tanto, esta materia prima debe ser pre secada antes de ser moldeada. El pre secado adiciona al material el beneficio del precalentamiento y reduce así los requerimientos de temperatura de las bandas calefactoras del cilindro de inyección. Esto brinda una temperatura más homogénea en la mezcla y reduce la posibilidad de zonas sobrecalentadas en el cilindro. Para secar el material se procede de la siguiente manera: 1) Buscar el material molido que se encuentra estibado en el área de almacenamiento del sector de molienda. Ruiz - Sovrano Página 34 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 2) Adquirir las proporciones y cantidades correspondientes. 3) Volcar el material en la máquina secadora rotativa. 4) Utilizar un inyector de calor para lograr el secado del material (aproximadamente media hora). 5) Retirar el inyector de calor. 6) El material está listo para ser usado en el área de inyección. 1.2.3 Materia prima La materia prima utilizada en el sector proviene de diversos elementos de plástico post consumo. A continuación se detallan los mismos: ● Baldes de pintura. ● Baldes de helado. ● Jaulas de pollo. ● Tapas de bidones de agua. ● Tapas de botellas. ● Vasos de yogurt. ● Elementos de bazar. ● Precintos. ● Sillas. Ruiz - Sovrano Página 35 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 18. Materia prima Debido a esta gran variedad de productos primarios, los mismos se deben separar según dos criterios generales, el tipo de polímero del cual están compuestos y su color. Clasificación según el tipo de polímero: En Quanta se trabaja con solo tres tipos de polímeros, los mismos son descritos a continuación: ● Polietileno de alta densidad (PEAD): Pertenece a la familia de los polímeros olefínicos (como el polipropileno), o de los polietilenos. Es un polímero termoplástico conformado por unidades repetitivas de etileno. Se designa como HDPE (por sus siglas en inglés, High Density Polyethylene) o PEAD (polietileno de alta densidad). Este material se utiliza, entre otras cosas, para la elaboración de envases plásticos desechables. ● Polipropileno (PP): Es el polímero termoplástico, parcialmente cristalino, que se obtiene de la polimerización del propileno (o propeno). Proviene del grupo de las poliolefinas y es utilizado en una amplia variedad de Ruiz - Sovrano Página 36 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 aplicaciones que incluyen empaques para alimentos, tejidos, equipo de laboratorio, componentes automotrices y películas transparentes. Tiene gran resistencia contra diversos solventes químicos, así como contra álcalis y ácidos. ● Poliestireno de Alto Impacto (PSAI): Es una de las variedades existentes dentro de los poliestirenos. Dado que el poliestireno es un polímero muy frágil a temperatura ambiente, se modifica mediante la adición de polibutadieno, para mejorar su resistencia al impacto. Se designa comúnmente como HIPS (High Impact Polystyrene) o PSAI (Poliestireno de Alto Impacto). Clasificación según el color: Esta separación se realiza para facilitar el pigmentado de los productos finales. Los colores utilizados son blanco, negro, gris, azul, celeste, verde, rojo, naranja, amarillo, beige, transparente y “tuti” (denominación de la empresa para mezcla de varios colores). Figura 19. Muestras de plástico molido Ruiz - Sovrano Página 37 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 2 Problemáticas Dentro del sector se presentan diversos inconvenientes durante la realización de sus actividades productivas. La mayoría de estos se deben al elevado nivel de trabajo manual que realizan los operarios en todas las etapas del proceso, desde la alimentación de los molinos, hasta el empaque y almacenamiento de la producción. Los casos más relevantes de problemáticas e inconvenientes presentes en el sector son: ● La alimentación del molino a martillos se realiza en altura con el operario sobre un andamio, lo que representa un riesgo para él mismo, así como también resulta un trabajo incómodo con elevados tiempos improductivos e ineficientes. ● El suministro de la materia prima a los equipos de molienda produce salpicaduras y suciedad debido a los residuos presentes en el material (Ej: baldes de pintura). ● El transporte de la materia prima es realizado por los empleados del sector, por lo tanto existen diversas operaciones de desplazamiento, las cuales reducen la productividad y aumentan el agotamiento de los operarios. ● Debido a que el fraccionado del material procesado, el transporte y el almacenamiento del mismo se realizan de manera manual, los operarios resultan afectados por fatiga muscular. Es evidente que este método conlleva deficiencias en los tiempos de producción, así como también condiciona la capacidad productiva del sector. ● El proceso en el área resulta ineficiente, debido al elevado número de operaciones manuales que se realizan en el mismo. Esto se traduce en Ruiz - Sovrano Página 38 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 elevados costos de producción y reducidos beneficios. ● El personal y la instalación se encuentran expuestos a diferentes riesgos, dado que no existen algunos sistemas y elementos de seguridad necesarios (Ej: protecciones de sierra de banco, paradas de emergencia, entre otros). ● La instalación eléctrica actual posee diversas deficiencias y tampoco cumple con las recomendaciones de las buenas prácticas del trabajo. ● El sector en específico se encuentra al aire libre, por lo que él mismo es afectado y condicionado por el clima, así como también los operarios. ● Debido al sistema de fraccionamiento y almacenamiento de los polímeros molidos, se dificulta la posterior recolección de los mismos para el sector de inyección, ya que se requieren diferentes proporciones dependiendo los productos finales que se deseen conformar. ● La ausencia de un tablero de comando general para el sector dificulta la puesta en marcha y parada de la maquinaria específica. Ruiz - Sovrano Página 39 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 3 Objetivos Teniendo en cuenta los inconvenientes y problemáticas expresadas en el capítulo anterior, procedemos a definir los objetivos generales y específicos del presente proyecto. 3.1 Objetivos generales ● Aumentar la producción. ● Disminuir los costos de producción. ● Aumentar la eficiencia y optimizar los tiempos productivos. ● Garantizar condiciones óptimas de higiene y seguridad. ● Normalizar la instalación eléctrica. ● Mejorar las condiciones generales del sector. 3.2 Objetivos específicos ● Diseñar y/o analizar la adquisición de un sistema de alimentación en base a un equipo de transporte de material, que facilite el suministro de materia prima para el molino a martillos desde la altura de trabajo; por consiguiente se eliminarían los desplazamientos innecesarios, el trabajo en altura, las operaciones incómodas y los consecuentes peligros. ● Diseñar y/o analizar la adquisición de un sistema de alimentación en base a un equipo de transporte de material, que comunique la salida del molino a martillos con la entrada del molino a cuchillas. ● Diseñar y/o analizar la adquisición de un sistema de lavado de material molido que resulte más conveniente y que se adapte al Ruiz - Sovrano Página 40 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 nuevo proceso establecido, facilitando la sustracción del plástico para su posterior transporte y almacenamiento. ● Diseñar y/o analizar la adquisición de un sistema de transporte y almacenamiento de plástico molido, con el fin de eliminar el desplazamiento y la manipulación del material embolsado por parte de los operarios. Evitando de esta forma el trabajo pesado y la consecuente fatiga, mejorando los tiempos de producción en el sector y en el proceso posterior (inyección). ● Realizar un estudio de las posibles modificaciones y adaptaciones en los equipos existentes para mejorar su operatividad en conjunto con el resto de la línea productiva definida. ● Diseñar un sistema de seguridad adecuado para la sierra circular de banco que brinde protección y disminuya los riesgos para el operario. ● Desarrollar, en base a los apartados anteriores, un nuevo método de producción que se ajuste a los objetivos generales definidos. ● Redefinir el layout del sector, considerando el nuevo paradigma de producción y los nuevos equipos que se implementarán en el proceso. Analizando además la disposición óptima en función de los sectores relacionados con el sector de molienda. ● Analizar la viabilidad de construir un techo en el sector, para eliminar días improductivos debido a las condiciones climáticas desfavorables. ● Normalizar la instalación eléctrica del sector, verificando que cumpla con los requerimientos de las reglamentaciones vigentes. De manera tal de garantizar las condiciones necesarias de seguridad del personal y el sector. Ruiz - Sovrano Página 41 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 ● Proyectar un tablero de comando central para la operación de los equipos del sector, facilitando la puesta en marcha y parada del proceso. ● Analizar la viabilidad de una posible expansión en el mercado, a partir de la venta del plástico molido excedente, debido al aumento de la producción en el sector considerado. ● Realizar un estudio económico y financiero que determine la viabilidad de la ejecución del proyecto. Definiendo el período de amortización y la rentabilidad del mismo. Ruiz - Sovrano Página 42 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 4 Análisis de alternativas En el presente capítulo se postularán y analizarán diferentes alternativas para la solución de una misma problemática. Se tendrán en consideración sólo aquellas que lo admitan, para definir la más conveniente de llevar a cabo. A continuación se expresa una lista con los principales contenidos del capítulo: ● 4.1 Sistema de alimentación del molino a martillos ● 4.2 Sistema de alimentación del molino a cuchillas ● 4.3 Sistema de lavado ● 4.4 Sistema de transporte para almacenamiento ● 4.5 Sistema de almacenamiento del material 4.1 Sistema de alimentación del molino a martillos Para facilitar el suministro de materia prima del molino a martillos desde la altura de trabajo, se llevará a cabo el diseño de un sistema de alimentación en base a un equipo de transporte de material. El sistema de transporte más aplicable, entre las diferentes alternativas existentes y teniendo en cuenta las características del material a transportar, es la cinta transportadora. El equipo de transporte adoptado iniciará su operación a la altura de trabajo, para facilitar la carga de material en el mismo, y finalizará en la boca de alimentación del molino en cuestión; por lo tanto, el transporte estará ubicado con un determinado ángulo de inclinación. Por este motivo, el mismo contará con palas de arrastre que evitarán el retroceso del material. Ruiz - Sovrano Página 43 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Se tiene en consideración, además, que la empresa cuenta con la estructura de una cinta transportadora, la cual requeriría de algunas modificaciones específicas para ser adaptada a las necesidades presentes. Figura 20. Estructura de cinta transportadora 4.2 Sistema de alimentación del molino a cuchillas Se dimensionará un equipo de transporte para el suministro del molino a cuchillas, cuyo punto de carga sea coincidente con la salida del molino a martillos, favoreciendo un proceso continuo de molienda. Además, cuando la materia prima presente un tamaño reducido, la alimentación del molino a cuchillas se hará directamente desde el transportador definido. Evaluando el tipo de material a manejar, los espacios disponibles y la altura de elevación, entre otros factores, se considera una cinta transportadora como el medio más adecuado para alimentar el molino a Ruiz - Sovrano Página 44 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 cuchillas. Otra posibilidad, que se debe tener en consideración, es emplear un transportador de tornillo sin fin como el equipo de transporte. Se debe tener en cuenta también, como parte de la redefinición del layout del sector, la rotación del molino a martillos para que la dirección de salida del mismo sea coincidente con la entrada del molino a cuchillas. 4.3 Sistema de lavado El plástico procesado por los molinos requiere de un ligero lavado para separar suciedad y partículas pesadas. El sistema de limpieza utilizado actualmente (tanque de lavado) presenta ciertas dificultades para adaptarse al nuevo proceso proyectado, particularmente al momento de sustraer el material para su posterior transporte y almacenamiento. Esto se debe al principio de funcionamiento, siendo que el mismo posee un movimiento de rotación el cual distribuye el material de manera prácticamente uniforme sobre toda la superficie del fluido. Debido a esta distribución uniforme, no es posible retirar el material en un único punto de extracción porque permanecería plástico circulando en el tanque. A causa de la desventaja anteriormente presentada, en el sistema actual, se plantean dos alternativas. La primera de ellas consiste en modificar el tanque de lavado con el fin de canalizar la totalidad del material hacia un único punto de extracción. La segunda alternativa consiste en diseñar un sistema de lavado totalmente distinto al actual, aprovechando un tanque de sección rectangular que se encuentra disponible en la empresa y que presenta características adecuadas para dicho fin. El sistema pensado consta de palas longitudinales rotativas ubicadas transversalmente a lo largo del tanque. Este método de limpieza es utilizado ampliamente en la industria del reciclado de plástico, por lo que se tiene certeza de la efectividad del mismo. Ruiz - Sovrano Página 45 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 21. Tanque disponible ubicado en el “sector de inyección” 4.4 Sistema de transporte para almacenamiento Una vez finalizada la etapa de lavado, el plástico molido debe ser trasladado hacia su almacenamiento, para su posterior utilización. El sistema de transporte a optar estará definido en función del tipo de almacenaje adoptado, ya que debe ser capaz de cumplir con las exigencias del mismo. Se plantean dos alternativas posibles de transporte: un único punto de descarga o varios puntos de descarga. 4.4.1 Transporte para un único punto de descarga Mediante este método se presentan tres posibilidades: extracción directa del material desde el sistema de lavado, extracción del material por medio de un sistema de transporte o extracción del material por medio de un sistema de transporte con secado. Ruiz - Sovrano Página 46 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Extracción directa: El material es expulsado del sistema de lavado, por su propio mecanismo, hacia una rampa con fondo de tamiz para retirar el exceso de agua. Al finalizar su recorrido por la rampa, el plástico decanta en el punto de carga (salida de rampa). Se debe considerar que, empleando este método, el material resultante tendrá un alto contenido de humedad. Extracción por sistema de transporte: En este caso, el material es retirado del sistema de lavado mediante un sistema de transporte que permita, además, mejorar la extracción del exceso de agua. De esta manera el material finaliza su recorrido con menor contenido de humedad comparado con el procedimiento mencionado anteriormente. Podemos observar que se presentan características y condiciones similares que en el sistema empleado actualmente para la alimentación del tanque de lavado. Por lo que, de igual manera, se considera un transportador de tornillo sin fin como una opción adecuada para cumplir con las funciones requeridas. En este caso, el mismo deberá contar con un fondo tamizado para el drenaje del agua y posterior retorno al tanque de lavado. También tendrá que estar dispuesto con cierta inclinación, con el fin de lograr una altura adecuada para el envasado o depósito. Otra alternativa para la extracción del material es un elevador a cangilones. El mismo dispondrá de una longitud adecuada, que posibilite el correcto drenaje del exceso de agua mediante el uso de cangilones perforados. El material sería retirado del extremo de salida del tanque de lavado. Además, el sistema contará con una rampa ubicada en la parte inferior que posibilite el retorno del agua al tanque. Ruiz - Sovrano Página 47 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Por último, es necesario mencionar que, en caso de aplicar este método (extracción por sistema de transporte) o el anterior (extracción directa), se debe complementar el proceso de secado del material mediante su exposición a la intemperie (luz solar y viento), durante la posterior etapa de almacenaje, teniendo las debidas precauciones para protegerlo de las precipitaciones (recubrir con material impermeable). Extracción por sistema de transporte con secado: Actualmente existen diversos sistemas de transporte con secado en la industria del reciclado de plástico. Los más empleados consisten en una centrifugadora, como primera etapa, que retira la mayor parte del contenido de agua del material, imprimiendo un movimiento de rotación al mismo, y luego un transporte neumático, que utiliza aire seco caliente para deshumidificar y transportar el plástico simultáneamente. Los principales componentes del sistema neumático son un grupo de tuberías de secado de aire caliente (serpentín), un ciclón y una tolva de almacenamiento, ubicada al final del proceso. La aplicación de estos equipos dará como resultado un material con mínimo contenido de humedad, preparado para ser comercializado y/o utilizado en la posterior etapa de inyección. Cabe destacar que la adquisición de la maquinaria antes mencionada implica un elevado costo de inversión. También significa un costo operacional considerable debido al consumo eléctrico que suponen los equipos intervinientes (motores y resistencias, principalmente). Además debemos tener en cuenta que, actualmente, Quanta posee un sistema de secado de plástico, ubicado en el área de inyección, que a su vez cumple con la función de precalentamiento del material para favorecer de esta manera al proceso de inyección. Ruiz - Sovrano Página 48 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Finalmente, debido a las consideraciones expuestas se concluye descartar la posibilidad de aplicar este método. Es necesario recordar que la empresa no planea dedicarse exclusivamente a la producción y comercialización de plástico molido, por lo que no se encontraría interesada en realizar dicha inversión. 4.4.2 Transporte para varios puntos de descarga En caso de adoptar esta alternativa se deberá realizar en primer lugar un transporte de elevación, para luego ser trasladado horizontalmente y lograr la distribución entre los distintos puntos de descarga. Para realizar la elevación, nuevamente, se presentan las mismas necesidades de transporte que en la segunda posibilidad planteada en el apartado anterior (Sección 4.4.1), por lo tanto se consideran las dos alternativas mencionadas en dicha sección. Una vez finalizada la elevación anterior el material se debe trasladar y distribuir de manera horizontal, como ya se hizo mención. Luego de analizar las opciones más viables para dicha tarea, se consideran un transportador de cadena del tipo redler y un transportador de tornillo sin fin como los más adecuados, debido a las características del material a transportar. Se debe tener en cuenta que, en general, la primera opción de transporte implica una inversión mayor comparada con la segunda alternativa. 4.5 Sistema de almacenamiento del material Como se mencionó anteriormente (Sección 1.2.3), el material almacenado debe ser separado considerando dos criterios: tipo de polímero y pigmento. Esto dependerá exclusivamente de la materia prima procesada, lo que implica un sistema de almacenamiento individual. Ruiz - Sovrano Página 49 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 4.5.1 Almacenamiento para único punto de descarga Dada estas circunstancias se deberá contar con un elemento de almacenamiento que permita la versatilidad en cuanto a volumen de carga y movilidad, debido a la necesidad de separación y clasificación antes mencionada. El elemento de envasado y transporte de material a granel, utilizado ampliamente en la actualidad, que posee las características adecuadas a las necesidades expuestas, es el bolson big bag. El mismo cuenta con medidas estandarizadas que posibilitan su ubicación sobre un pallet, facilitando su manejo mediante transpaleta, también conocida como “zorra de carga”, o mediante un vehículo montacargas. 4.5.2 Almacenamiento para varios puntos de descarga En esta situación se presentan tres posibilidades de almacenamiento: big bags, silos o una combinación de estos. Almacenamiento en bolsones big bags: Mediante este método, se ubicarán algunos big bags de gran capacidad en estructuras de soporte, para su utilización de manera estática con funciones similares a un silo. Además se dispondrá de una salida de carga individual para el llenado de bolsones, que puedan ser desplazados sobre pallets como se menciona en el apartado anterior. Ruiz - Sovrano Página 50 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 22. Ejemplo de big bag y soporte Almacenamiento en silos: Esta alternativa de almacenaje puede aparentar a priori un costo mayor. Sin embargo, se tiene en consideración debido a que la empresa posee estructuras metálicas cilíndricas de este tipo, actualmente sin utilizar, que pueden ser adaptadas y empleadas para este fin. Esto disminuiría considerablemente los costos, presentando ventajas estructurales como la degradación reducida en comparación con los big bags. La capacidad de almacenamiento de los mismos debe ser objeto de análisis posterior. Ruiz - Sovrano Página 51 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Figura 23. Ejemplo de silo disponible en Quanta Debido al contenido de humedad del material, se deberá modificar los silos para que contengan ventilaciones con rejillas laterales e inferiores, que faciliten el drenaje de agua y la circulación del aire, para retirar la humedad en exceso, favoreciendo de esta manera el proceso de secado. Además, se deberían realizar otras adaptaciones en los silos para el suministro de material de entrada y salida, así como también diseñar una estructura de soporte para los mismos. Almacenamiento combinado: La tercera posibilidad contempla la utilización combinada de ambos métodos de almacenaje ya mencionados, complementando las ventajas y desventajas de cada uno. Este sistema estará conformado por silos y una descarga independiente, para el envasado en bolsones big bags y su traslado hacia la zona de Ruiz - Sovrano Página 52 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 depósito. Esto permite disminuir la cantidad de silos necesarios para almacenar distintos tipos y pigmentos de polímeros, que son menos demandados, siendo el costo la principal desventaja que implica dicha estructura. De esta manera, se contará con las ventajas que proporciona el almacenamiento en silos para los polímeros más empleados. Ruiz - Sovrano Página 53 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 5 Prefactibilidad Para determinar la opción de proyecto que resulte más conveniente de llevar a cabo, se realiza un estudio de prefactibilidad. Este capítulo llevará a determinar si el proyecto es factible y viable con una serie de datos básicos, estimando la mejor alternativa para cada etapa del proceso productivo. Dicho objetivo se logrará a partir del desarrollo de un estudio técnico, en primer lugar, seguidamente de un análisis financiero. A continuación se expresa una breve lista con los principales contenidos del capítulo: ● 5.1 Estudio técnico ● 5.2 Estudio financiero 5.1 Estudio técnico En la presente sección se estudia, de manera global, y se justifica, en la medida de lo posible, la elección entre las distintas alternativas de equipos intervinientes en el proceso productivo del sector, haciendo mención de los recursos e insumos necesarios para la implementación de los mismos. 5.1.1 Análisis: Sistema de alimentación del molino a martillos El sistema de transporte seleccionado para la alimentación del molino a martillos es una cinta transportadora. Dicha selección está fundada principalmente en base a la morfología del material. En esta etapa el mismo se encuentra en forma de trozos de gran tamaño, por lo cual resultaría ineficiente su manipulación por medio de otro tipo de transporte, como por ejemplo un transportador de tipo redler. Ruiz - Sovrano Página 54 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Teniendo en cuenta que la empresa cuenta con algunos componentes del equipo seleccionado (estructura de transporte deslizante, soporte inclinado, rodillo motriz y de reenvío), se deben considerar los materiales e insumos necesarios para las modificaciones que se realizarán, para su posterior análisis financiero. Como principales características, de la estructura de transporte, se debe mencionar que la misma tiene 5 [m] de largo por 0,58 [m] de ancho y que además el soporte cuenta con un sistema que le permite variar su inclinación. Por último, es necesario remarcar que se deben realizar ciertas modificaciones e incorporaciones a la estructura preexistente, con el fin de obtener la funcionalidad deseada. Entre ellas se debe mencionar la colocación de bordes laterales, para contener el material sobre la cinta durante todo el trayecto, la disposición de una banda transportadora con palas de arrastre, para favorecer el transporte del material, y el montaje del sistema motriz con su correspondiente transmisión y reducción de velocidad. Figura 24. Vista en perspectiva de cinta transportadora Ruiz - Sovrano Página 55 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 5.1.2 Análisis: Sistema de alimentación del molino a cuchillas Como ya se mencionó anteriormente, existen dos alternativas de equipos transportadores. La primera es utilizar una cinta transportadora como en la sección anterior y la segunda alternativa es conformar un transportador de tornillo sin fin. Para realizar la selección adecuada previamente debemos realizar un análisis del material a transportar y las condiciones de trabajo. El material puede provenir de la primera etapa de molienda o de una carga directa de materia prima de menor tamaño. Procedemos primeramente, a analizar las dimensiones de los polímeros provenientes del molino a martillos. Para esto se tomó una muestra de dicho material y se realizó una medición de los trozos que pertenecían a la misma, como podemos observar en la siguiente imagen (Figura 25). Figura 25. Medición de muestra con calibre Dentro de la muestra, el ejemplar de mayor volumen presentó dimensiones de 100 x 80 [mm], con un espesor de 4 [mm]. Una vez determinados los tamaños y cotas más representativas del material, se procede a analizar la viabilidad de cada alternativa de transportador. Considerando que la cinta transportadora no presenta dificultades para Ruiz - Sovrano Página 56 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 operar con materiales de las dimensiones expuestas, sólo se debe evaluar la viabilidad de conformar un transportador de tornillo sin fin con las características adecuadas para transportar un material con dichas magnitudes. Las principales medidas a tener en cuenta son el diámetro y el paso de la hélice. Las recomendaciones para el correcto transporte de material, en el que cada fragmento presenta dimensiones muy variadas entre sí, expresa que el diámetro de la hélice debe ser igual o superior a 4 veces el diámetro del trozo de mayor tamaño. Debido a que el fragmento analizado presenta irregularidades, se considera el valor de 100 [mm] como el diámetro del mismo. Esto nos da como resultado una hélice de al menos 400 [mm] de diámetro, lo que implica también un paso similar, según las recomendaciones de diseño. Considerar la posibilidad de llevar a cabo la construcción o adquisición de un transportador de tornillo sin fin con las dimensiones acordes a lo requerido, significa un gran costo de inversión, debido a que este tipo de sistema es aplicable para el transporte de materiales a granel de tamaño reducido. Además, seguirán existiendo inconvenientes, como por ejemplo, en la carga directa del molino a cuchillas, donde la materia prima presenta dimensiones muy variadas que no se adecuan a este tipo de equipo. Finalmente, considerando lo antes expresado y en virtud de que la cinta transportadora posee la capacidad de cumplir con todas las exigencias y necesidades sin recurrir a una elevada inversión, se opta por utilizar este tipo de equipo. Cabe mencionar que el tipo de cinta transportadora a utilizar debe contar con drenaje y bandeja de escurrido, debido a que el material a transportar posee una gran cantidad de agua, proveniente del molino a martillos, producto de la utilización de este fluido como medio refrigerante. Se plantean Ruiz - Sovrano Página 57 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 dos alternativas como solución, por un lado el uso de una banda de malla metálica y por el otro una banda modular plástica. 5.1.3 Análisis: Sistema de lavado Como ya se mencionó anteriormente se plantean dos alternativas para cumplir esta función: modificar el sistema actual o diseñar un sistema distinto. La necesidad de adaptar el sistema utilizado actualmente recae en la imposibilidad de retirar mecánicamente el material del tanque de lavado. Esta desventaja, introducida anteriormente, puede ser resuelta modificando estructuralmente el tanque con el objetivo de conducir el material para su extracción en un mismo sitio; sin embargo, debido a la complejidad del movimiento del material dentro del mismo, resulta difícil proyectar una estructura que asegure la total sustracción del material, teniendo en cuenta la geometría del tanque, la interferencia con el sistema removedor, entre otros. Además se debe considerar que, utilizando este método, existe la posibilidad de que el material no permanezca en el tanque el tiempo necesario para un correcto lavado, ya que el recorrido del mismo puede llegar a ser menor de lo esperado. Figura 26. Esquema de modificaciones del tanque de lavado Ruiz - Sovrano Página 58 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 Cabe mencionar que las modificaciones que se ilustran en la Figura 26 podrían llegar a solventar algunos de los inconvenientes mencionados como la salida del material, pero no asegura una limpieza homogénea del mismo, como se expresó al final del párrafo anterior, y un correcto flujo en la extracción, por lo que podría producirse acumulación indeseada de material. También debemos considerar que dichas adaptaciones son complejas de realizar en cuanto a los aspectos constructivos, debido a que consiste en varias placas con cortes curvos y arcos específicos, lo que implica uniones complicadas de llevar a cabo. Debido a las dificultades e inconvenientes que conlleva el sistema anterior, surge la posibilidad de implementar un sistema de lavado que consta de palas longitudinales rotativas ubicadas transversalmente a lo largo de un tanque de sección rectangular, disponible en Quanta. La rotación de estas palas favorece el proceso de lavado, debido a que sumerge todo el material; por lo que, de esta manera, se asegura una limpieza homogénea del mismo. Además, el movimiento de los removedores produce el desplazamiento forzado del material desde un extremo al otro, permitiendo una sustracción simple y completa. Figura 27. Ejemplo de sistema de lavado con palas rotativas Ruiz - Sovrano Página 59 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 También debemos mencionar que las adaptaciones a realizar son relativamente económicas y sencillas de realizar en términos técnicos. En cuanto al principio de funcionamiento del sistema podemos decir que el mismo presenta cierta simplicidad. Asimismo, la característica más destacable de este mecanismo es su efectividad, que está ampliamente comprobada por ser utilizado en numerosas industrias. Debido a las ventajas que presenta el desarrollo de un nuevo sistema con palas transversales en relación al sistema actual con sus respectivas modificaciones, se opta, finalmente, por llevar a cabo este método de limpieza. Teniendo en cuenta que se utilizará un tanque preexistente, se deben considerar las modificaciones e incorporaciones a realizar. Entre ellas se debe mencionar la construcción del sistema de palas transversales rotativas (Figura 28), el montaje de rodamientos y el dimensionamiento e instalación del sistema motriz, en conjunto con la transmisión y la correspondiente reducción de velocidad. Figura 28. Ejemplo de rodillo con palas transversales Ruiz - Sovrano Página 60 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 5.1.4 Análisis: Sistema de transporte para almacenamiento Para transportar el material desde el sistema de lavado hacia su almacenamiento se plantearon dos alternativas posibles. 5.1.4.1 Transporte para único punto de descarga Se proponen tres tipos de extracción de material en función del contenido de humedad que se pretenda, siendo que cada método presenta distinto grado de complejidad. Extracción directa: La solución más simple para realizar la extracción del material consiste en una estructura adaptada al sistema de lavado escogido, que permita recolectar el material aprovechando el movimiento del mismo, debido al mecanismo de lavado. La estructura estará conformada por una rampa con doble fondo, ubicada al final del tanque de lavado, de manera que canalice el material hacia el punto de almacenamiento y que permita retirar el exceso de agua. Para su elaboración se utilizará chapa LAF de 0,9 [mm] de espesor, estimando una superficie total de 2 [m 2 ]. Además, debemos mencionar que es necesaria la construcción de una estructura con el fin de elevar el tanque de lavado, para obtener de esta manera el espacio adecuado para realizar la carga de big bags. Es necesario destacar que el material extraído por medio de este método es el que presenta un mayor contenido de humedad, por lo tanto se determina que este sistema no será utilizado como única forma de extracción, ya que dificultará el secado del material. Sin embargo, no se Ruiz - Sovrano Página 61 de 476 Proyecto Final de Carrera | 2021 descarta la posibilidad de combinar este elemento con otro sistema, ya que podría complementar al mismo. Extracción por sistema de transporte: En este método se presentan dos posibilidades: la utilización de un transportador de tornillo sin fin o la utilización de un elevador a cangilones. Ambos equipos permiten la elevación del material desde el tanque de lavado, con la que se facilita el posterior llenado de bolsones big bags, proporcionado el espacio en altura necesario. Además se mejora de manera considerable la extracción del exceso de agua del material. En cuanto al retorno del exceso de agua en el caso del tornillo sin fin, es necesario remarcar que, dicho retorno debe realizarse mediante la utilización de una bomba, debido a que la boca de alimentación del equipo debe ubicarse por