Estudio y desarrollo de procesos de sinterizado en materiales compuestos de plástico reciclado y madera recuperada para la fabricación de piezas de formas diversas, económicamente viable para la industria

Investigadores

ACOSTA SULLCAHUAMÁN, Julio Arnaldo

Unidad

Departamento de Ingeniería

Fuentes de financiamiento

Fondo para la Innovación, Ciencia y Tecnología (FINCyT)

Año

2013

La contaminación ambiental producida por los residuos sólidos, sumado al incipiente desarrollo tecnológico de los procesos de fabricación de materiales compuestos de madera y plástico que incluyan los residuos de ambos, son los problemas más relevantes que esta propuesta espera atender. El objetivo de este proyecto es el estudio y desarrollo de procesos de sinterizado en materiales compuestos de plástico reciclado y madera recuperada para la fabricación de piezas de formas diversas, económicamente viable para la industria. A partir de los resultados de la investigación será posible fabricar piezas complejas por sinterizado de partículas de madera y plástico gracias a una reducción importante de la temperatura y el consiguiente ahorro de energía, que implica a su vez una reducción de costos de producción; además de desarrollar procesos óptimos para la fabricación de productos con estos materiales. Se abordarán el estudio y desarrollo de procesos de sinterizado (con presión y sin presión) para la obtención de materiales compuestos de plástico reciclado y madera recuperada, así como la relación con su estructura y propiedades, aspectos que han sido poco estudiados. Se supone que los procesos de sinterizado mediante moldeo por compresión o moldeo rotacional para la fabricación de piezas de formas diversas a partir de estos materiales, son los que pueden llegar a ser técnica y económicamente más viables para la industria, a la vez que se contribuye con el cuidado del medio ambiente.

Objetivos

1.Estudio y desarrollo de procesos de sinterizado en materiales compuestos de plástico reciclado y madera recuperada para la fabricación de piezas de formas diversas, económicamente viable para la industria.

Resultados

1.Sistemas de moldeo: por compresión y rotacional, diseñados y fabricados.

1.Estudio comparativo de los parámetros de los procesos de fabricación por sinterizado de productos de material compuesto de plástico y madera, mediante moldeo por compresión y moldeo rotacional para formas planas, cilíndricas y complejas, en función de las propiedades mecánicas y físicas de los productos obtenidos mediante los procesos de sinterizado desarrollados

1. Paquete tecnológico para la transferencia de los procesos de fabricación por sinterizado de materiales compuestos de madera y plástico: moldeo por compresión y moldeo rotacional.

2.Sistema de moldeo por compresión diseñado y fabricado para el estudio del proceso de sinterizado.

3.Curvas del proceso de fabricación por sinterizado mediante moldeo por compresión para formas planas y complejas, determinadas en función de la variación de los parámetros: temperatura y tiempo de calentamiento, temperatura y tiempo de sinterizado, presión, temperatura y tiempo de densificación, tiempo de enfriamiento, temperatura de desmoldado

3.Curvas del proceso de fabricación por sinterizado mediante moldeo rotacional para formas cilíndricas y complejas, determinadas en función de la variación de los parámetros: velocidad de rotación, temperatura y tiempo de calentamiento, temperatura y tiempo de sinterizado, temperatura y tiempo de densificación, tiempo de enfriamiento, temperatura de desmoldado.

4.Propiedades mecánicas (resistencia a la tracción, resistencia a la flexión, módulo elástico, resistencia al impacto) y físicas (porosidad, absorción de agua) determinadas en muestras de material compuesto de plástico y madera resultantes del proceso de fabricación por sinterizado mediante moldeo por compresión, adecuadas para la fabricación de piezas planas y complejas.

4. Propiedades mecánicas (resistencia a la tracción, resistencia a la flexión, módulo elástico, resistencia al impacto) y físicas (porosidad, absorción de agua) determinadas en muestras de material compuesto de plástico y madera resultantes del proceso de fabricación por sinterizado mediante moldeo rotacional, adecuadas para la fabricación de piezas cilíndrica y complejas.

5. Protocolo indicando los parámetros del proceso de moldeo por compresión para formas planas y complejas

5. Protocolo indicando los parámetros del proceso de moldeo de rotacional para formas cilíndricas y complejas

5.Estudio técnico económico de los procesos de fabricación por sinterizado: moldeo por compresión y moldeo rotacional.

Impacto

El conocimiento de los parámetros de los procesos de fabricación por sinterizado de productos de material compuesto de plástico y madera, mediante moldeo por compresión y moldeo rotacional, contribuirá a la tecnología nacional para lograr su posterior aplicación industrial. La validación del uso comercial de los materiales compuestos de plástico y madera, pondrá a disposición de la industria un material de bajo costo que permitirá desarrollar e innovar nuevos materiales y productos que podrán ser introducidos al mercado por las empresas del sector. El paquete tecnológico, técnico y económicamente viable, desarrollado en el proyecto permitirá la transferencia de los procesos de fabricación por sinterizado, a empresas que deseen fabricar productos utilizando dichos materiales y las tecnologías desarrolladas. Un propósito de fondo es contribuir con la investigación en el Perú de nuevos materiales para la solución de los problemas propios de nuestro país.

El desarrollo de procesos económicamente viables para la utilización de plásticos reciclados y madera recuperada por la industria, abre muchas posibilidades de desarrollo económico. Por un lado la creación de nuevas industrias que se encarguen de fabricar este nuevo material y, por otro, industrias dedicadas a la fabricación y comercialización de diversos productos derivados de estos materiales. De igual modo, al ser posible la generación de una industria de fabricación a partir de materiales reciclados, se promoverá la formación y el fortalecimiento de una serie de empresas, tanto al nivel de recolección, habilitación y distribución de estos materiales reciclados. Efectivamente, el uso intensivo de materiales reciclados permite un ahorro sustancial en la obtención de la materia prima, hecho que no es considerado por la gran parte de empresas nacionales.

El proceso de reciclado del plástico y recuperado de la madera pasa por varios procesos como: recolección, clasificación, habilitación y distribución; operaciones que se realizan en centros de reciclado. El proyecto permitirá generar nuevas opciones y puestos de trabajo en dicha actividad. La sociedad se verá muy beneficiada con el procesamiento de esta nueva materia prima, ya que encontrara variedad de productos alternativos a los tradicionales con tan buenas propiedades de resistencia como la madera para ciertas aplicaciones. El proyecto permite viabilizar la producción de diversas piezas de bajo costo, de materiales compuestos de madera y plástico; lo que a su vez promueve la formación de nuevas empresas, generación de valor agregado y reducción de la dependencia tecnológica en este sector industrial. Todo ello, generará más empleo para profesionales y técnicos nacionales.

Al aprovechar los residuos sólidos urbanos para la producción de nuevos productos a partir de materiales reciclados, se contribuye a crear una tecnología ecológica que, a su vez, fomentará cambios en la conducta humana orientados hacia el respeto del medio ambiente y la promoción del consumo sostenible de los recursos naturales: reduciendo la generación de residuos sólidos e incrementando la recuperación, reutilización y el reciclaje ambientalmente aceptables. En particular, se pretende reducir el uso exhaustivo de la materia prima pura como el polietileno o la madera con el fin de ahorrar y volver sostenible la utilización de dichos recursos para muchos años venideros. Al mismo tiempo que se reduce los niveles de contaminación del metano y CO2 por efecto de la descomposición y quema de los residuos de madera. Finalmente, se contribuye a generar una cultura de reciclaje que se hace necesaria e importante como solución a los problemas introducidos por la modernidad y el consumismo.

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