View
12
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
un seguimiento de diseño para prototipo de maquina trituradora
Citation preview
IINNSSTTIITTUUTTOO PPOOLLIITTÉÉCCNNIICCOO NNAACCIIOONNAALL
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN PROTOTIPO DE TRITURADORA DE
DESPERDICIOS DOMÉSTICOS ORGÁNICOS
T E S I S
Q U E P A R A O B T E N E R E L G R A D O D E
M A E S T R O E N C I E N C I A S EN INGENIERÍA MECÁNICA
PPRREESSEENNTTAA::
IINNGG.. JJOOSSÉÉ LLUUIISS MMAARRTTÍÍNNEEZZ GGUUTTIIÉÉRRRREEZZ
DDIIRREECCTTOORREESS::
DDRR.. GGUUIILLLLEERRMMOO UURRRRIIOOLLAAGGOOIITTIIAA CCAALLDDEERRÓÓNN
DDRR.. GGUUIILLLLEERRMMOO UURRRRIIOOLLAAGGOOIITTIIAA SSOOSSAA
MÉXICO, D.F. 2009.
EESSCCUUEELLAA SSUUPPEERRIIOORR DDEE IINNGGEENNIIEERRÍÍAA MMEECCÁÁNNIICCAA YY EELLÉÉCCTTRRIICCAA
SSEECCCCIIÓÓNN DDEE EESSTTUUDDIIOOSS DDEE PPOOSSGGRRAADDOO EE IINNVVEESSTTIIGGAACCIIÓÓNN
EESSIIMMEE ZZAACCAATTEENNCCOO
Agradecimientos
A mi familia, a mi padre por la entereza de ánimo su dedicación y sus enseñanzas, a mi madre quien me mostro que con esfuerzo y perseverancia todo se logra, a mi hermana, con quien he compartido momentos de profunda alegría, además de ser una de las personas a las que más admiro y quiero, a mis abuelitos por el cariño incondicional que me profesan.
A todos mis amigos de la sección, a Jerry, Arturo, Leo, Edgar, Carlos, Omar, Manuel, Samuel, Esther, Yayis, Carla, Amara, Cris, Ariel, Saúl, Héctor, Arafat, Juan Pablo, Sergio, Rosario, Polo, Fabián, David, Anai; por esos buenos partidos de fut-bol, gracias por su invaluable amistad.
A mis amigos(as) de mil batallas Celaya, Marisol, Isaí, Vivi, Soledad, Rodo, Ana, Miriam, Marlene, Abril, Yadira por esos muy buenos momentos que hemos pasado juntos.
Un agradecimiento muy especial a mis directores de tesis por todo el apoyo brindado al Dr. Guillermo Urriolagoitia Sosa, Dr. Guillermo Urriolagoitia Calderón a la comisión revisora Dr. Luis Héctor Hernández Gómez, Dr. Carlos Torres Torres, Dr. Juan Manuel Sandoval.
Quiero agradecer de corazón y dedicar esta tesis a Mamá Nila , por ella estoy aquí, y ella no está más con nosotros.
¡GRACIAS!
i
Índice general
pág.
Índice de figuras vi
Índice de tablas x
Resumen xi
Abstract xii
Objetivo xiii
Justificación xiv
Introducción xv
Capítulo I 1
I.1.- Aspectos generales de la producción de composta 2
I.2.- Residuos Sólidos Urbanos (RSU) 3
I.3.- Efecto de los residuos en la salud humana 7
I.4.- Composición de los residuos sólidos urbanos 9
I.5.- Residuos no biodegradables 10
I.6.- Residuos biodegradables 11
I.7.- Políticas 3R 12
I.7.1.- Reducción 14
I.7.2.- Reuso 14
I.7.3.- Reciclaje 14
I.8.- Tratamiento biológico 14
I.8.1.- Composta 15
I.8.2.- Beneficios de la composta 16
I.8.3.- Fabricación de composta 17
I.8.4.- Residuos para composta 18
I.8.5.- Proceso para generar composta 20
I.8.5.1.- Compostaje doméstico rápido 21
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
ii
I.8.6.- Factores importantes en el compostaje doméstico 23
I.8.6.1.- Humedad 23
I.8.6.2.- Temperatura 23
I.8.6.3.- Organismos 24
I.8.6.4.- Clima 24
I.8.6.5.- Maduración y cosecha de la composta doméstica 24
I.9.- Planteamiento del problema 25
I.10.- Sumario 26
I.11.- Referencias 27
Capítulo II 28
II.1.- Marco teórico 29
II.2.- Diseño 30
II.3.- El diseño en ingeniería mecánica 30
II.4.- Proceso de diseño 31
II.5.- Metodología para el diseño conceptual 31
II.6.- Metodología para el diseño de detalle 32
II.6.1.- Modelo geométrico 32
II.6.2.- Modelo de manufactura 32
II.6.3.- Restricciones 33
II.7.- Descripción de conceptos 33
II.7.1.- Diagrama de matriz 33
II.7.2.- Clarificación de los requerimientos del cliente 33
II.7.3.- Modelo funcional 34
II.7.4.- Generación de conceptos 34
II.7.4.1.- Tormenta de ideas 34
II.7.4.2.- La sinéctica 34
II.7.5.- Evaluación de conceptos 35
II.7.5.1.- Evaluación de factibilidad 35
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
iii
II.7.5.2.- Evaluación con base a disponibilidad tecnológica 36
II.7.5.3.- Evaluación con base a los requerimientos del cliente 36
II.7.5.4.- Evaluación con base en matrices de decisión 36
II.8.- La técnica Q.F.D. (quality function deployment) 36
II.8.1.- Pasos del Q.F.D. 37
II.9.- Desarrollo de la metodología Q.F.D. 37
II.9.1.- Identificación del cliente 38
II.9.2.- Determinación de los requerimientos
y expectativas de los clientes 38
II.9.3.- Determinar la importancia relativa de los requerimientos
y expectativas de los clientes 39
II.9.4.- Estudio comparativo con productos de la competencia. 41
II.9.5.-Traducción los requerimientos y expectativas en términos
mensurables de Ingeniería 43
II.9.5.1.-Traducción de los requerimientos deseables 43
II.9.5.2.- Traducción de los requerimientos obligatorios 48
II.10.- Diseño conceptual 49
II.10.1.- Planteamiento del problema 49
II.11.- Función global de servicio del producto 49
II.12.- Límites del producto 50
II.13.- Funciones de servicio del sistema trituradora 51
II.13.1.- Elementos del conjunto 51
II.14.- Análisis funcional descendente 51
II.15.- Primer nivel de descomposición funcional 52
II.16.- Segundo nivel de descomposición funcional 54
II.17.- Establecimiento de la lluvia de ideas para satisfacer las funciones
principales de la máquina trituradora 58
II.18.- Evaluación de conceptos 59
II.18.1.- Evaluación I 59
II.18.2.- Evaluación II 59
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
iv
II.18.3.- Evaluación III 59
II.18.4.- Evaluación IV 60
II.18.5.- Evaluación V 60
II.18.6.- Evaluación VI 60
II.19.- Matriz final de conceptos principales de la máquina 61
II.20.- Sumario 62
II.21.- Referencias 62
Capítulo III 63
III.1.- Consideraciones iniciales 64
III.2.-Proceso de diseño para la máquina trituradora 65
III.3.- Análisis de cargas 65
III.4.- Códigos para diseño de ejes 69
III.5.- Análisis de las cuchillas 71
III.5.1.- Cuchilla móvil 72
III.5.2.- Cuchilla fija 73
III.6.- Cojinetes 73
III.7.- Base de sujeción 74
III.8.- Carcasa 75
III.9.- Palanca 76
III.10.- Tolvas de alimentación y descarga 77
III.11.- trituradora de desechos orgánicos domésticos 78
III.12.- Sumario 80
III.13.- Referencias 81
Capítulo IV 82
IV.1.- Construcción 83
IV.2.- Componentes 83
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
v
IV.3.- Piezas a maquinar 84
IV.3.1.- Maquinado del eje 84
IV.3.2.- Piezas fabricadas a partir de lámina 85
IV.3.3.- Maquinado de cuchillas 86
IV.3.4.- Maquinado de tapas 87
IV.3.5.- Maquinado de ángulos 88
IV.3.6.- Maquinado de espárrago 88
IV.3.7.- Maquinado del eje de apoyo 89
IV.3.8.- Maquinado del centro de la palanca 89
IV.3.9.- Maquinado de la palanca 90
IV.3.10.- Maquinado del mango 91
IV.4.- Sub-ensambles 91
IV.4.1.- Tapa y cuchilla fija 91
IV.4.2.- Eje con cuchillas 92
IV.4.3.- Carcasa 92
IV.4.4.- Palanca y mango 93
IV.4.5.- sub-ensamblaje base de sujeción 93
IV.5.- Ensamble completo 94
IV.6.- Recomendaciones de operación y mantenimiento 94
IV.7.- Análisis económico 95
IV.8.- Sumario 100
IV.9.- Referencias 100
Conclusiones 101
Trabajos futuros 102
Anexos 103
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
vi
Índice de figuras
Capítulo I
Figura I.1.- Algunos ejemplos de productos de usa y tira 2
Figura I.2.- Espacios tomados por la basura 3
Figura I.3.- Contaminantes en el sistema respiratorio 7
Figura I.4.- Infección por heces 8
Figura I.5.- Ejemplos de residuos no biodegradables 11
Figura I.6.- Residuos biodegradables 12
Figura I.7.- Aplicación resumida de las políticas 3R 13
Figura I.8.- Composta 15
Figura I.9.- Sistemas domesticos de compostaje 17
Figura I.10.- Fabricación de composta 20
Figura I.11.- Implementación de la composta 22
Figura I.12.- Medición de la humedad en la composta 23
Figura I.13.- Introducción de los organismos en la composta 24
Capítulo II
Figura II.1.- Aplicaciones de ingeniería mecánica en la vida diaria 29
Figura II.2.- Diseño 30
Figura II.3.- Ejemplos de diseño mecánico 30
Figura II.4.- Metodología para el diseño conceptual 31
Figura II.5.- Estructura de la metodología para el diseño de detalle 32
Figura II.6.- Pasos para la evaluación de conceptos 35
Figura II.7.- Licuadora doméstica 41
Figura II.8.- Molino manual 42
Figura II.9.- Primer nivel de traducción 43
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
vii
Figura II.10.- Análisis de “facilidad” 44
Figura II.11.- Requerimientos más específicos 44
Figura II.12a.- Segundo nivel de traducción 45
Figura II.12b.- Segundo nivel de traducción 45
Figura II.12c.- Segundo nivel de traducción 46
Figura II.12d.- Segundo nivel de traducción 46
Figura II.13.- Diagrama funcional de mayor nivel en el sistema 50
Figura II.14.- Diagrama funcional de mayor nivel para el producto 51
Figura II.15.- Primer nivel de descomposición funcional: función A 52
Figura II.16.- Primer nivel de descomposición funcional: función B 52
Figura II.17.- Primer nivel de descomposición funcional: función C 53
Figura II.18.- Primer nivel de descomposición funcional: función D 53
Figura II.19.- Primer nivel de descomposición funcional: función E 54
Figura II.20.- Primer nivel de descomposición funcional: función F 54
Figura II.21.- Segundo nivel de descomposición funcional: función A 55
Figura II.22.- Segundo nivel de descomposición funcional: función B 55
Figura II.23.- Segundo nivel de descomposición funcional: función C 56
Figura II.24.- Segundo nivel de descomposición funcional: función D 56
Figura II.25.- Segundo nivel de descomposición funcional: función E 57
Figura II.26.- Segundo nivel de descomposición funcional: función F 57
Figura II.27.- Esbozo a lápiz del diseño conceptual 61
Capítulo III
Figura III.1.- Trabajo del eje, vista lateral 65
Figura III.2.- Eje sometido a carga 66
Figura III.3.- Diagrama de cuerpo libre del eje 66
Figura III.4.- Descomposición de la fuerza que actúan en la cuchilla móvil 67
Figura III.5.- Diagrama de cortantes y momentos 68
Figura III.6.- Ángulo de corte de un cuchillo de cocina 72
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
viii
Figura III.7.- Corte por cizalla en materiales metálicos 72
Figura III.8.- Análisis de las cuchillas móviles 72
Figura III.9.- Selección del rodamiento 74
Figura III.10.- Cojinetes 74
Figura III.11.- Base de sujeción 75
Figura III.12.- Carcasa 76
Figura III.13.- Palanca 76
Figura III.14.- Tolva de admisión 77
Figura III.15.- Tolva de salida 78
Figura III.16.- Ensamble de la trituradora 79
Figura III.17.- Vistas del ensamble 79
Figura III.18.- Plano general 80
Capítulo IV
Figura IV.1.- Eje manufactura y eje final 85
Figura IV.2.- Tolva de alimentación final 85
Figura IV.3.- Tolva de salida final 86
Figura IV.4.- Cuchilla fija y cuchilla móvil final 86
Figura IV.5.- Secuencia del maquinado de las cuchillas 87
Figura IV.6.- Maquinado de las tapas 87
Figura IV.7.- Obtención de las tapas 88
Figura IV.8.- Ángulos de base de sujeción y de la tapa 88
Figura IV.9.- Espárrago final 89
Figura IV.10.- Eje de apoyo final 89
Figura IV.11.- Centro de la palanca final y centro fabricado 90
Figura IV.12.- Brazo de palanca final 90
Figura IV.13.- Mango de madera final 91
Figura IV.14.- Cuchilla fija 92
Figura IV.15.- Eje con cuchillas final 92
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
ix
Figura IV.16.- Carcasa final 93
Figura IV.17.- Palanca y mango final 93
Figura IV.18.- Sub-ensamble espárrago final 94
Figura IV.19.- Ensamble final 94
Figura IV.20.- Elementos del costo 96
Figura IV.21.- Gráfica del punto de equilibrio 97
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
x
Índice de tablas
Capítulo I
Tabla I.1.- Generación de residuos sólidos en México 5
Tabla I.2.- Generación de residuos sólidos 6
Tabla I.3.- Disposición final de los residuos sólidos urbanos 6
Tabla I.4.- Composición general de los residuos generados en México 9
Tabla I.5.- Residuos suburbanos 10
Tabla I.6.- Elementos básicos de la composta 19
Tabla I.7.- Indicadores de composta 21
Capítulo II
Tabla II.1.- Requerimientos obligatorios y deseables 40
Tabla II.2.- Ponderación de los requerimientos deseables 40
Tabla II.3.- Comparación entre los productos de la competencia 42
Tabla II.4.- Traducción de requerimientos deseables 47
Tabla II.5.- b: Que sea pequeña 47
Tabla II.6.- c: Los costos de reparación y del mantenimiento deben ser bajos 48
Tabla II.7.- 1: Bajo costo de fabricación 48
Tabla II.8.- 2: Operación sencilla 48
Tabla II.9.- 3: Que sea manual 49
Tabla II.10.- Matriz final de conceptos 61
Capítulo III
Tabla III.1.- Materiales usados en composta 64
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
xi
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV
Tabla IV.1.- Materiales usados en la construcción del prototipo 83
Tabla IV.2.- Componentes adquiridos 84
Tabla IV.3.- Costo de los componentes 98
Tabla IV.4.- Costo de maquinados 99
xi
Resumen
Los desechos orgánicos representan más del 50% del total de la basura, la falta de cultura para la
separación de residuos, el bajo valor de algunos y la falta de infraestructura para reciclarlos,
dificulta su aprovechamiento.
En base a una petición expresa de la empresa oaxaqueña BIOAX S.C. AGENCIA DE
DESARROLLO RURAL; se logró el diseño detallado de un prototipo de triturador de desechos
domésticos orgánicos, el cual propone una solución viable para el uso de estos residuos como
materia prima para generar composta, la cual podrá ser utilizada con fines de embellecimiento de
jardines, o bien como un negocio.
Utilizando técnicas de diseño como el despliegue de funciones de calidad (QFD) se logra un
diseño simple, económico y viable, está técnica permite traducir las necesidades del cliente en
términos susceptibles de ser medidos y por lo tanto de ser tomados en cuenta en un diseño de
ingeniería.
Se construyó el prototipo de trituradora de desechos orgánicos domésticos sujetándose a los
planos de diseño obtenidos, se demostró con esto la facilidad de construcción y su factibilidad,
este se fabricó en talleres pertenecientes al Instituto Politécnico Nacional, utilizando las
máquinas-herramientas con las que está equipado este taller.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
xii
Abstract
Organic wastes represent over 50% of the garbage, lack of culture of waste separation, the low value of some and the lack of infrastructure for recycling impedes their use. Based on a request by the Oaxacan Company BIOAX S.C. AGENCIA DE DESARROLLO RURAL, was the detailed design of prototype organic household grinder garbage, which proposes a viable solution for the use of waste as raw material to produce compost, which can be used for beautification gardens or as a business. Using techniques of design and quality function deployment (QFD) is achieved with a simple design and economic viable, this technique allows to translate the client's needs in terms that could be measured and therefore be taken into account in engineering designing. The prototype was built based on the design obtained was demonstrated with this ease of construction and its feasibility, it was manufactured in workshops from the National Polytechnic Institute, using machine tools with which This workshop is equipped.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
xiii
Objetivo general
Diseñar y construir una máquina trituradora de desechos domésticos orgánicos económica y
funcional mediante los conocimientos de Ingeniería. Utilizando técnicas de diseño.
Objetivos específicos
Mediante el uso del Despliegue de la Función de Calidad (QFD) generar un diseño conceptual del prototipo trituradora de desperdicios domésticos orgánicos.
A partir del diseño conceptual crear el diseño mecánico del triturador, despiece, subensambles y ensamble final.
Construir el prototipo en base al diseño mecánico.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
xiv
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Justificación
En la Ciudad de México, los desechos orgánicos representan aproximadamente 47% de los
residuos sólidos municipales (41% de residuos de alimentos y 6% de jardinería) y los materiales
de envase y embalajes, en conjunto, aproximadamente suman el 38 por ciento. Las cifras
correspondientes para EUA son: 26% de residuos orgánicos (8% de alimentos y 18% de residuos
de jardín) y 65% de materiales reciclables, de los cuales casi 40 son residuos de envases y
embalajes.i
En países tecnológicamente avanzados se toman medidas apropiadas para reducir la basura. En
México todavía falta desarrollo en varios aspectos tecnológicos y sociales, que logren una
conciencia ecológica dentro de su población, ya que la basura afecta al campo y a las ciudades.
Estos desechos (orgánicos) pueden ser usados para generar composta doméstica la cual es rica en
nutrientes, en este contexto el uso de una máquina que reduzca el tamaño de los desechos para
acelerar el proceso de maduración de la composta es deseable. Este trabajo en el marco de un
desarrollo ecológicamente responsable, coadyuva a la integración de los residuos orgánicos al
medio ambiente.
La generación de composta doméstica implica un proceso de separación de la basura, eligiendo
los componentes que podrán ser utilizados para formarla; los residuos utilizados como materia
prima no presentan un tamaño adecuado, es por esto que se plantea la necesidad de uniformizar el
tamaño, por ello se considera el diseño de una trituradora que lleve a cabo esta actividad.
Dentro del mercado nacional de estos productos, existe una gama pequeña de equipos que se
encargan de la trituración de los desechos orgánicos, la mayoría son pensados para grandes
cantidades de residuos y los que se tienen para uso doméstico son del tipo que se ensambla en las
tuberías de desagüe de las tarjas de cocina. Además de ser comercializados con costos altos.
i según datos del Instituto Nacional de Ecología
xv
Introducción
Vivimos en un mundo, en que la costumbre dicta adquirir alimentos, artículos diversos y
servicios para cubrir las necesidades que nos impone la vida diaria, que finalmente terminan
formando parte de lo que denominamos “consumo”. El consumo, es algo necesario para la vida
del hombre y su subsistencia, además es una fuente generadora de empleos; pero el hecho de
consumir más de lo que realmente se necesita, con el objetivo de llenar vacíos espirituales,
personales o simplemente mantenerse a tono con el desarrollo, avances y tecnología que mueven
al mundo, ha hecho caer al ser humano en el “consumismo”, con la colaboración de la publicidad
de los medios que siempre sugieren ir por algo más.
Consumir es tarea fácil y solo depende del poder adquisitivo, de la disponibilidad del producto
en el mercado y de la región del planeta en la que se encuentre. El “consumismo”, no sería hoy
un tema de preocupación, si por causa de este, no estuviera poniéndose en riesgo, la vida de los
habitantes de la tierra y la del propio planeta.
Para comenzar hay que partir de lo que es, el consumo, y saber que todos somos consumidores y
muchas veces podemos llegar a ser, consumistas, que es, en esto último donde está el problema.
Todos los seres vivos somos necesariamente consumidores, lo hacemos para sobrevivir,
diariamente consumimos agua, alimentos sólidos, vitaminas, energía, y hasta ideología, entre
otros. Este preámbulo es para señalar el hecho de que la cultura consumista trae aparejado un
problema de desechos importante, ya que a mayor consumismo mayor cantidad de desechos
generados.
Parece evidente que para reducir el impacto ambiental del sector doméstico son necesarias
acciones enfocadas a cambiar todo el modelo de consumo, tanto desde la producción como en los
hábitos de los consumidores. Para ello se requiere abordar el problema desde un enfoque que
incluya a todos los actores: administraciones públicas, empresas y productores, consumidores,
ONG, e iniciativas voluntarias. Además, es necesaria una combinación de instrumentos que
incluya medidas legislativas, educativas, fiscales y de mercado. Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
xvi
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Así se considera que, después de los residuos de alimentos, el principal "culpable" de que se
saturen los rellenos sanitarios es el desecho celulósico. La contribución porcentual más
importante al flujo diario de residuos sólidos no orgánicos corresponden al papel y al cartón:
entre el 16 y 18% para la ciudad de México. Se trata básicamente de revistas, papel periódico, de
escritura, de fotocopiado y de computación. El papel y el cartón usados para envases y embalajes
representan sólo una pequeña parte del total de este tipo de residuos, mientras gran parte de ellos
se recupera y se recicla.
Este enfoque olvida el hecho de que la degradación en un relleno sanitario es muy lenta, con una
velocidad que depende de la cantidad de la humedad presente y de la temperatura. Un ejemplo ya
clásico es el hallazgo, durante una excavación arqueológica, de un periódico en perfecto estado
de conservación y legibilidad, que llevaba 37 años sepultado bajo toneladas de residuos, en el
relleno de la ciudad de Tucson, en EUA.
Como se menciono los desechos orgánicos representan un porcentaje alto e importante dentro de
los desechos totales, en una ideología en boga como lo es la responsabilidad ecológica se hace
necesario contar con alternativas para reducir e integrar estos desechos de forma respetuosa a la
naturaleza. Este trabajo coadyuva a este fin, haciendo énfasis en el uso de la composta como una
alternativa para el uso de los desechos orgánicos de forma responsable en el marco de una cultura
ecológica. A petición de la agencia oaxaqueña de desarrollo comunitario BIOAX, S.C. se logró el
diseño de un triturador de desperdicios domésticos orgánicos.
El capítulo I define a los desechos obtenidos de las actividades humanas, así mismo menciona
datos sobre la distribución de estos en territorio mexicano, tanto por su cantidad como por su
composición además da las generalidades bajo las cuales se obtiene composta doméstica. El
capítulo II da un panorama de lo que es diseño, diseño mecánico, QFD y en base a esta técnica se
logra un diseño conceptual, el cual en el capítulo III es llevado a un diseño a detalle. El capítulo
IV da la secuencia de fabricación con base en los planos de diseño obtenidos en el capítulo III.
Capítulo I
Introducción
Este capítulo muestra lo que la falta de cultura ecológica, ha hecho, miles de toneladas de basura son arrojadas diariamente a los rellenos sanitarios, esto conlleva un riesgo a la salud humana y un daño a la naturaleza muy significativo.
También se describen formas de disminuir este evidente desajuste al usar los desechos orgánicos como composta, se detalla el proceso para la obtención de esta.
Capítulo I 2
I.1.- Aspectos generales de la producción de composta
La sociedad, en su quehacer cotidiano, ofrece a los individuos que la integran los satisfactores
necesarios para el desarrollo de la vida. La producción de satisfactores es posible, apropiandose
de una manera adecuada de los recursos naturales, y transformandolos en bienes y servicios. Sin
embargo, durante el desarrollo de los procesos de transformación y utilización, se generan
excedentes no útiles llamados comúnmente residuos [I.1].
Además, es muy importante establecer que en la actualidad el hombre vive en una sociedad de
consumo. En donde las comunidades que la integran, generan una gran cantidad de residuos. Los
cuales, en un tiempo muy corto, se han convertido en un grave problema para el medio ambiente
[I.2]. De lo anterior se puede concluir, que el ser humano se encuentra inmerso en la cultura de
usar y tirar (Figura I.1), donde la tendencia es desarrollar un producto para utilizarlo una sola vez
y sustituirlo.
Figura I.1.- Algunos ejemplos de productos de usa y tira
En pleno Siglo XXI, el concepto de conciencia ambiental a nivel mundial ha cobrado un gran
importancia. Por lo que es necesario una mejor atención y cuidado de el; si se desea aplicar este
tipo de acercamiento para su cuidado, es necesario modificar los esquemas establecidos que están
enfocados al desarrollo de satisfactores. Donde es de vital importacia tomar en cuenta, el
tratamiento que se les debe de dar a los residuos y desechos generados en las viviendas [I.3].
Donde se empiezan a ver a los desperdicios de la vida diaria como una fuente, ya sea de ahorro o
de ingreso. Por lo tanto es necesario promover el interés en el adecuado manejo de los residuos,
lo que podría resolver algunos problemas de salubridad y espacio.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 3
Un buen manejo de los residuos y desechos de la vida diaria de una comunidad, podría llegar a
convertirse en un ingreso económico para esta sociedad (Figura I.2). Lo ideal, podría ser, que la
basura (como tal, la naturaleza enseña que todo lo producido y creado es reintegrado al medio)
sea reaprovechado de una u otra forma. Lo anterior señala una solución integral en la que el
concepto de basura desaparecería.
Figura I.2.- Espacios tomados por la basura
I.2.- Residuos Sólidos Urbanos (RSU)
Los residuos sólidos urbanos son definidos por la Ley General para la Prevención y Gestión
Integral de Residuos como [I.4]:
Residuos generados en la casa habitación.- Que son el resultado de la eliminación de
los materiales que utilizan en sus actividades domésticas, de los productos que
consumen y de sus envases, embalajes o empaques. Los residuos que provienen de
cualquier otra actividad dentro de establecimientos o en la vía pública que genere
residuos con características domiciliarias y los resultantes de la limpieza de las vías y
lugares públicos. Siempre que no sean considerados por esta ley como residuos de otra
índole.
Así mismo, en el diccionario de ecología se puede encontrar la siguiente definición para los
Residuos Sólidos Urbanos (RSU)[I.5]:
Comunmente conocido como “basura”.- Son todos aquellos materiales provenientes de
su actividad y que el hombre en su vida cotidiana desecha diariamente. Además, no
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 4
reúne características infecciosas, radiactivas, explosivas y/o corrosivas. Estos residuos
se originan en los hogares, ámbitos laborales, restaurantes, edificios administrativos,
hoteles, industrias, etc. Son restos de comida, papel y cartón, botellas, embalajes de
diversos tipos por nombrar algunos. Son los residuos domiciliarios. No obstante ello,
existen establecimientos industriales que producen residuos de este tipo.
México, en el contexto mundial, no es la excepción de un problema que ya se ha planteado de
manera global. Así, año con año, los niveles de residuos generados por las familias se ha
incrementado de forma notoria. Lo que incita a cuestionar y concientizar con respecto a una
cultura de responsabilidad ecológica. En la Tabla I.1 [I.6], se puede observar la generación de
residuos sólidos urbanos, por la entidad federativa de las que fueron producidas en la república
mexicana entre los años 1998 a 2006 en miles de toneladas.
Así, es necesario buscar mecanismos que sean una solución real al problema alarmante de los
residuos. Los desechos o residuos, como se dijo anteriormente, son desperdicios o sobrantes de
las actividades humanas, se clasifican en gases, líquidos y sólidos. Sin embargo por su origen se
dividen en orgánicos e inorgánicos [I.7] (está última clasificación es la que se utiliza para este
trabajo).
En los últimos años las naciones del mundo industrializado, han cuadriplicado su producción de
desechos domésticos. Incrementándose esta cifra en 1% o 2% por año. El volumen de producción
de desechos, es inversamente proporcional al nivel de desarrollo del país que se trate [I.8].
Diariamente se consumen y se tiran a la basura gran cantidad de productos de corta duración,
desde los pañales de bebé hasta el periódico.
Se estima que los envases de los productos representan más del 40% de la basura doméstica,
siendo nocivos para el medio ambiente y además encarecen el producto. Una vez puesta la tapa
en el cesto de basura, la sociedad se olvida del problema. A partir de ahí, es asunto o problema de
los municipios. Estos tienen varias posibilidades [I.8]; arrojar la basura en vertederos (solución
conómica pero peligrosa); incinerarla (costosa pero también contaminante); y/o separarla en
plantas de tratamiento para reciclar una parte y convertir en abono los residuos orgánicos. Esta
última alternativa sería una solución ecológica, pero también conlleva un costo económico.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 5
Tabla I.1.- Generación de residuos sólidos en México(miles de toneladas) [I.8]
Entidad Federativa / Año 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
Aguascalientes 273 276 276 285 293 299 314 327 334
Baja California 835 844 941 985 1027 1073 1132 1175 1219
Baja California Sur 126 128 135 140 146 150 164 168 177
Campeche 232 235 190 192 193 197 219 224 232
Coahuila de Zaragoza 676 683 683 701 716 734 785 801 819
Colima 147 148 153 158 163 168 172 177 181
Chiapas 873 882 883 909 933 960 1033 1053 1080
Chihuahua 940 950 994 1029 1063 1099 1168 1199 1234
Distrito Federal 4221 4351 4351 4351 4351 4380 4500 4550 4599
Durango 412 416 400 407 413 420 456 456 464
Guanajuato 1363 1377 1371 1406 1437 1471 1555 1584 1613
Guerrero 808 816 765 783 799 818 840 858 869
Hidalgo 505 510 511 524 536 548 569 586 595
Jalisco 2236 2259 2168 2221 2267 2318 2427 2482 2528
México 5039 5091 4973 5148 5311 5475 5709 5902 6051
Michoacán de Ocampo 965 975 964 982 998 1015 1077 1091 1106
Morelos 443 448 459 472 483 493 526 538 548
Nayarit 236 239 230 234 238 241 263 265 270
Nuevo León 1470 1486 1497 1540 1579 1621 1708 1752 1796
Oaxaca 675 682 685 703 720 730 774 792 803
Puebla 1309 1322 1348 1387 1423 1460 1504 1548 1593
Queretaro Arteaga 386 390 416 432 447 464 489 504 518
Quintana Roo 243 246 269 285 301 318 336 352 369
San Luis Potosí 588 594 579 593 604 617 631 646 657
Sinaloa 790 798 759 776 791 807 861 872 889
Sonora 651 659 660 676 689 704 766 785 803
Tabasco 517 522 521 536 549 562 591 602 617
Tamaulipas 809 818 851 878 903 931 1011 1038 1068
Tlaxcala 217 219 230 237 243 248 266 272 279
Veracruz de Ignacio de la Llave 1808 1826 1724 1754 1780 1807 1913 1927 1952
Yucatán 431 436 438 449 460 471 496 509 522
Zacatecas 325 329 311 315 318 321 347 347 350
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 6
Retomando a México, como un ejemplo al alcance de nuestra realidad diaria, se muestra para
ejemplificar lo mostrado en un gráfica de generación per cápita (kilogramos por habitante por
día) y en general (millones de Toneladas por año) de residuos sólidos urbanos en nuestro país del
año 1992 al año 2007 [I.6] (Tabla I.2). Dentro de los límites de la republica mexicana, el destino
final de la basura es administrada por el municipio, quien la confina al denominado relleno
sanitario (Tabla I.3).
Tabla I.2.- Generación de residuos sólidos [I.6]
Tabla I.3.- Disposición final de los residuos sólidos urbanos [I.6]
AÑO RELLENOS SANITARIOS SITIOS NO CONTROLADOS Y RECICLAJE
ZONAS
METROPOLITANAS
CIUDADES
MEDIAS
CIUDADES
PEQUEÑAS
RURALES O
SEMIURBANAS TOTAL
ZONAS
METROPOLITANAS
CIUDADES
MEDIAS
CIUDADES
PEQUEÑAS
RURALES O
SEMIURBANAS TOTAL
1997 8742 3113 55 17 11927 1426 8713 1843 4363 17345
1998 11987 4714 166 17 16864 533 6710 1878 4545 13666
1999 12005 4744 170 18 16936 2011 5987 1838 4180 14016
2000 12122 4617 150 23 16912 1419 5858 2332 4211 13821
2001 12815 5581 185 23 18604 1030 5121 2435 4298 12884
2002 12710 6162 219 24 19115 1726 4422 2161 4750 13059
2003 13632 7203 300 96 21131 1177 3710 2201 4697 11785
2004 13673 8247 386 99 22305 2118 3050 2264 4865 12297
2005 13816 8499 489 107 22911 2221 2495 2559 5219 12494
2006 14035 8726 553 109 23523 2365 2794 2467 4986 12612
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 7
I.3.- Efecto de los residuos en la salud humana
Es necesario recalcar que los contaminantes generados durante la quema de basura, tienen
consecuencias sobre la salud humana y en general efectos nocivos sobre todos los seres vivos y
por supuesto sobre los ecosistemas.
Los contaminantes en el aire, tienen un efecto negativo inmediato sobre los pulmones. Las
partículas sólidas tienden a impregnarse en las paredes de la tráquea, bronquios y bronquiolos
[I.9]. La mayoría de estas partículas se eliminan de los pulmones mediante la acción de limpieza
de los cilios pulmonares [I.10]. Sin embargo, las partículas sumamente pequeñas pueden alcanzar
los alvéolos pulmonares, donde a menudo toma semanas, meses o incluso años para que el cuerpo
las elimine (Figura I.3).
Figura I.3.- Contaminantes en el sistema respiratorio [I.10]
Los contaminantes gaseosos también pueden afectar la función de los pulmones mediante la
reducción de la acción de los cilios. Respirar aire contaminado disminuye la función de limpieza
normal de los pulmones [I.11]. Además, la basura atraen fauna nociva como; ratas, insectos,
moscas y otros animales. Algunos de estos animales transmiten enfermedades, contaminan el aire
al desprender químicos tóxicos (Bióxido de Carbón y otros), polvos y olores de la basura durante
su putrefacción. Además, los vertederos de basura cuando llueve, contribuyen a contaminar las
aguas superficiales y subterráneas [I.12].
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 8
La mayoría de los tiraderos de basura se ubican en grandes terrenos y que tienen la particularidad
de ser planos (carentes de vegetación). En tiempos de sequía, los vientos levantan una gran
cantidad de polvo en el que es transportado, contaminando el agua de ríos, lagos, pozos,
alimentos, poblaciones cercanas, etc. Entre la basura depositada en los tiraderos generalmente
hay heces fecales de seres humanos y animales. Estos excrementos contienen microorganismos,
que los vientos arrastran y depositan en el agua y alimentos expuestos al aire libre y en general
sobre las poblaciones cercanas [I.13] (Figura I.4).
Figura I.4.- Infección por heces [I.13]
La basura es causa de muchas enfermedades, porque en ella se multiplican microbios y otras
plagas como; moscas, cucarachas y ratas. También atrae perros y otros animales, que pueden
trasmitirlas.
La basura debe manejarse con cuidado y depositarse en lugares adecuados. Para así, evitar
molestias y el aspecto desagradable, como malos olores, irritación de las via repiratorias,
irritación de los ojos, alteración de la función pulmonar, bronquitis crónica y aguda, riesgos de
contraer cancer de pulmón y un inherente aumento de la tasa de mortalidad. Son algunas de las
enfermedades causadas por los microbios que se producen por la acumulación de basura. Sobre
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 9
todo cuando entran en contacto con el agua de beber o los alimentos [I.14]. Por lo que debe de
manejarse adecuadamente y eliminarla sanitariamente.
Los residuos al acumularse y no reincorporarse a la naturaleza en un corto o mediano plazo
generan contaminación. La contaminación afecta al suelo, aire, ríos, lagos, mares, plantas,
animales y a las personas [I.15].
Los problemas de salud pública causados por la acumulación de los residuos a cielo abierto son
numerosos, sin mencionar las graves afectaciones al mismo medio ambiente [I.16]. Esta forma de
manejo de los desperdicios ha causado severos impactos al medio ambiente social y natural. Por
lo que se han debido establecer regulaciones en torno a su manejo [I.17]. El principal elemento
que se ha regulado en México son los sitios de disposición final. Actualmente existe para ello una
Norma (NOM-083-SEMARNAT-2003) [I.18] en la cual se establece en detalle las características
que deben cumplir estos sitios. En la búsqueda de alternativas a la disposición final de algunos
residuos se ha planteado la política de las tres Rs, las cuales comentaremos más adelante en este
capítulo.
I.4.- Composición de los residuos sólidos urbanos
Los residuos sólidos que diariamente se generan en los hogares, son una mezcla heterogénea de
productos. En la Tabla I.4, se muestran los materiales que componen los residuos en México del
periódo que abarcan los años de 1995 al año 2006 [I.6].
Tabla I.4.- Composición general de los residuos generados en México [I.6]
Material Año
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006Orgánica de comida, jardines y otros
materiales similares 16008 16219 16104 16500 16859 16593 17441 17968 18335
Residuos finos, pañales desechables, etc. 5762 5838 5796 5939 6068 5704 5996 6022 6143
Papel, cartón y otros productos de papel 4298 4355 4324 4430 4527 4905 5160 5275 5388
Vidrio 1802 1826 1813 1858 1898 2156 2210 2262 2309
Plástico 1338 1356 1346 1379 1409 2014 2116 2162 2208
Metal 886 898 891 913 933 1047 1160 1186 1210
Textil 455 461 458 469 479 497 520 530 542
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 10
En esta tabla se muestra una clara tendencia al aumento de la generación de los residuos sólidos,
y en especial de los del tipo orgánico.
Tabla I.5.- Residuos suburbanos
Con lo presentado en la Tabla I.5 se puede detectar que se tiene que para el año 2006 los
desechos orgánicos representan el 50.74% del total. Es alarmante que los desechos aumenten
constantemente, la explosión demográfica, el consumismo desmedido y la falta de cultura
ecológica son algunas de las causas de este problema.
I.5.- Residuos no biodegradables
El manual abecedario ecológico [I.19] define como residuos no biodegradables a:
Materiales que resisten la acción transformadora de los microorganismos, o bien que
por el tiempo (excesivo) que estos tardan en ser degradados se consideran como tales.
Son un tipo de recurso que es acumulativo y que se ha obtenido de algún tipo de síntesis
química (sintéticos) o bien de naturaleza mineral. Ejemplos claros de ellos son; papel,
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 11
cartón, envases de leche, periódico, metal, latas, bolsas plásticas, vidrio, envases y
botellas de plástico, ropa vieja y trapos (Figura I.5).
Figura I.5.- Ejemplos de residuos no biodegradables
En el estudio que ocupa a esta tesis, los residuos no biodegradables no serán tomados en cuenta
ya que existen métodos ensayados que han resultado adecuados para el tratamiento de estos, esto
se refiere al reuso y reciclaje.
I.6.- Residuos biodegradables
El mismo manual abecedario ecológico [I.19] define a este tipo de residuos como:
Materiales que pueden ser transformados por microorganismos. Se consideran
biodegradables a aquellos residuos que pueden ser descompuestos por la acción natural
de organismos vivos, como; lombrices, hongos y bacterias. Este fenómeno permite que
los elementos que forman tales residuos queden disponibles para su nueva
incorporación a la naturaleza de una manera útil. Sin embargo, el problema con este tipo
de residuos se presenta cuando su cantidad excede la capacidad de descomposición
natural en un sitio determinado, como es el caso de los tiraderos no controlados [I.20]
(Figura I.6).
Como se ha mencionado, este tipo de residuos (basura orgánica) se deriva de fuentes orgánicas.
Se genera de los restos de seres vivos, como plantas y animales. Algunos ejemplos, son; cáscaras
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 12
de frutas y verduras, cascarones de huevo, restos de alimentos, huesos, papel y telas naturales
como la seda, el lino y el algodón. Aquí cobran vital relevancia estos desechos, ya que será de
ellos de los que se tratará con mayor profundidad, al ser la problemática de su uso en compostas
familiares en torno a la cual gira este trabajo de investigación.
Figura I.6.- Residuos biodegradables
I.7.- Políticas 3R
Las políticas 3R son un concepto que hace referencia a estrategias para el manejo de residuos no
biodegradables. Estas buscan ser más sustentables con el medio ambiente y específicamente dar
prioridad a la reducción en el volumen de residuos generados. La figura I.7 da un esquema
general y resumido de lo que la política de las 3R conlleva, muestra en un diagrama de flujo las
acciones para llevar a cabo este tipo de actividad.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 13
Se atribuye a Japón la creación de esta idea, que en 2002 introdujo la política de las 3R para
establecer una sociedad orientada al reciclaje. Llevando a cabo diferentes campañas entre
organizaciones civiles y órganos gubernamentales, para difundir entre ciudadanos y empresas
esta idea [I.21].
Figura I.7.- Aplicación resumida de las políticas 3R [I.21]
Durante la cumbre del G8 en junio de 2004, el Primer Ministro del Japón, Koizumi Junichiro,
presentó la iniciativa 3R, que busca construir una sociedad orientada hacia el reciclaje [I.22]. En
abril de 2005 se llevó a cabo una asamblea de ministros en la que se discutió con Estados Unidos,
Alemania, Francia y otros 20 países la manera en que se puede implementar de manera
internacional acciones relacionadas a las 3R [I.23]. Las políticas 3R son con base en los
siguientes axiomas.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 14
I.7.1.- Reducción
En este etapa lo que se busca con los residuos emitidos de forma irresponsable es que sean
disminuidos o eliminados. Así, como primer paso se presenta la reducción en la generación que, a
través de un cambio en los patrones de fabricación y de consumo de los satisfactores humanos,
disminuye la cantidad de los residuos generados. Por ejemplo, consumir productos con empaques
más pequeños o empaques elaborados con materiales biodegradables o reciclables [I.24].
I.7.2.- Reuso
La segunda etapa es el reuso, consiste en volver a usar un residuo para el mismo uso original o
para otro uso. Por ejemplo, utilizar botellas de PET o vidrio para almacenar agua, aceites o
alimentos [I.24].
I.7.3.- Reciclaje
La siguiente etapa es el reciclaje, que se define como la transformación de un residuo en un
nuevo satisfactor. A diferencia del reuso, en el reciclaje se requieren de materiales, energía y
trabajo para la transformación del residuo. Debido a que el costo ambiental del reciclaje es mayor
que el reuso y el del reuso mayor que el de la reducción, técnica y económicamente se propone
primero buscar la reducción, después el reuso y por último el reciclaje. Por ejemplo, transformar
botellas de PET de desecho en fibras sintéticas para la confección de prendas implica más gasto
energético que solo usar el envase para otro uso [I.24].
Como último paso los residuos que no pudieron ser evitados, reusados o reciclados deberán ser
confinados y aislados del medio ambiente para que no se genere contaminación. Esto es, llevados
a su confinamiento o disposición final. En un manejo integrado de residuos, se busca aplicar las
3Rs y, sólo después de ello, se procederá a la disposición final.
I.8.- Tratamiento biológico
Como acertadamente lo señala la guía para la gestión integral de los residuos sólidos
municipales [I.25], el tratamiento biológico se enfoca básicamente en los residuos orgánicos,
como los alimentos y los residuos de jardín. La fracción orgánica varía significativamente entre
zonas geográficas y estaciones del año. En la mayoria de los países industrializados la fracción
orgánica representa 20% del total de los residuos generados, mientras que en países en vías de
desarrollo llega a exceder el 50% [I.25]. El seleccionar los residuos orgánicos dentro de una
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 15
estrategia integral tiene varios beneficios. El más importante consiste en la reducción de los
volúmenes generados y la estabilización de los materiales. Además, se pueden transformar en un
producto útil (composta) o en alimento para animales. Asimismo, se incrementa el valor de los
otros residuos y se reduce la cantidad de biogas y lixiviado generado en los rellenos sanitarios.
I.8.1.- Composta
La composta es una técnica utilizada, para degradar la basura orgánica, utilizada desde hace más
de 400 años en China [I.26]. Además, no requiere de químicos para la degradación de dicha
materia (Figura I.8).
Figura I.8.- Composta [I.32]
La importancia de los abonos orgánicos se debe a que estimulan la diversidad y actividad
microbiana en el suelo. Lo que permite mejorar su estructura, la estabilidad de sus componentes,
su porosidad ayuda a la filtración del agua y el crecimiento de las raíces contenidas en éste
[I.27].
En la composta, las bacterias y microorganismos degradan la basura orgánica, tal como, residuos
vegetales, papel y residuos de jardín, para convertirla en abono orgánico aprovechable, que es
llamado también humus. A mayores temperaturas las bacterias trabajan a mayor velocidad. En el
proceso, también intervienen hongos y pequeños insectos como actores principales [I.28]. Con
esta técnica, se reduce la necesidad de apilar toda la basura en los vertederos, que son fuentes
importantes de dióxido de Carbón, el cuál es clave en el efecto invernadero, por el contrario, se
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 16
utiliza esa materia orgánica, para contribuir con la fertilidad de los suelos, cerrando así el ciclo
ecológico natural [I.29].
La composta es uno de los mejores abonos orgánicos que se puede obtener en forma fácil y que
permite mantener la fertilidad de los suelos con excelentes resultados en el rendimiento de los
cultivos [I.30]. Es el resultado de un proceso controlado de descomposición de materiales
orgánicos debido a la actividad de alimentación de diferentes organismos del suelo (bacterias,
hongos, lombrices, ácaros, insectos, etc.) en presencia de aire (Oxígeno). El abono compostado es
un producto estable, sanitariamente neutro, con un contenido Carbono/Nitrogeno (C/N 10-15),
PH neutro, al que se le llama humus [I.26].
La ecología, el manejo de los recursos naturales, el reciclaje y la lucha contra la contaminación
están actualmente muy difundidos. Por lo que el compostaje tiene mucha aceptación [I.31], ya
que convierte los desperdicios orgánicos en un sustrato muy rico en nutrientes para el suelo.
I.8.2.- Beneficios de la composta [I.32]
Existe un beneficio intrínseco en cualquier actividad ecológica y la composta no es la excepción.
• Beneficios económicos.- Estos se obtienen durante la recolección, el transporte y el
manejo de los residuos. La mitad de los residuos generados en los domicilios son de
tipo orgánico. Los ahorros en la recolección pueden ser importantes; en efecto, los
camiones recolectores pueden incrementar su capacidad de recolección en una misma
ruta. De igual forma, la vida útil del sitio de disposición final se puede prolongar en
forma importante.
• Beneficios ambientales.- El hecho de prolongar la vida útil del sitio de disposición final
reduce la presión para encontrar un nuevo sitio adecuado para disposición. Además de
disminuir posibles fuentes de conflictos debido a intereses distintos en los usos futuros
del suelo. Por otro lado, los residuos orgánicos, que poseen un alto grado de humedad,
son los principales generadores de lixiviados dentro de un relleno sanitario. El mezclado
de residuos orgánicos húmedos con RP, (baterías, químicos) puede causar un lixiviado
muy tóxico. Sin un tratamiento adecuado, difícilmente viable de aplicar con los montos
de los presupuestos municipales, el lixiviado puede contaminar el manto freático o el
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 17
suelo, con futuras consecuencias negativas en la salud y el medio ambiente. Finalmente,
el compostaje permite aportar nutrientes y proporcionar estructura al suelo, mejorando
sus características (calidad, permeabilidad, retención, etc.).
• Beneficios sociales.- Implementar un programa de compostaje doméstico puede mejorar
la imagen política de la municipalidad y de su administración. Ya que los problemas
ambientales tienen una gran importancia desde la perspectiva pública. Asimismo, ofrece
a la ciudadanía una oportunidad de participar en una actividad de protección ambiental.
I.8.3.- Fabricación de composta
Existe literatura especializada para generar composta doméstica [I.32] (Figura I.9). Hacerla
requiere de un espacio, ya sea en un patio, jardín, balcón, azotea, terraza o huerto. El área
necesaria varía según la cantidad de residuos biodegradables que se pretenda compostar; el
espacio mínimo es un metro cuadrado.
Figura I.9.- Sistemas domesticos de compostaje [I.32]
El acceso al lugar del compostaje debe ser fácil. También es recomendable que el lugar elegido
sea discreto y localizado a cierta distancia del hogar y de vecinos. Lo anterior con el fin de evitar
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 18
problemas en los casos de un deficiente procesamiento de la composta, que genere malos olores o
atraiga fauna indeseable. Lo cual puede ocurrir particularmente durante la etapa de aprendizaje
del proceso. Idealmente, el lugar adoptado debe ser protegido de los elementos naturales. Por
ejemplo, una excesiva exposición al sol o al viento puede secar la composta y, por otro lado, el
viento y el frío pueden disminuir severamente la temperatura. Asimismo, la lluvia excesiva puede
influir negativamente en el proceso de compostaje.
El compostaje doméstico puede realizarse principalmente de dos maneras: en pila o en
compostadora. Esta última es un recipiente específcamente diseñado para elaborar composta,
dentro del cual se ponen los residuos orgánicos. La compostadora permite elaborar composta en
cantidades moderadas dentro del hogar. El proceso en pilas es más recomendable para áreas
rurales y para producir mayores cantidades.
I.8.4.- Residuos para composta [I.32]
El compostaje requiere de cuatro elementos básicos: residuos verdes (con alto contenido de
Nitrógeno), residuos cafés (con alto contenido de Carbón), agua y aire (Oxígeno). En la casa, los
residuos verdes provienen principalmente de la cocina (residuos de alimentos) y los residuos
cafés son básicamente plantas secas (puede incluirse papel cortado en tiras delgadas) (Tabla I.6).
El Carbón y el Nitrógeno son dos elementos principales presentes en la materia orgánica y la
cantidad contenida en los residuos suele ser diferente. Esto es muy importante para el proceso, ya
que demasiado Carbón hace lento el proceso y por el contrario, un exceso de Nitrógeno origina
malos olores y genera una mezcla viscosa. Para separar los materiales según esta cualidad, es
bueno saber que, por lo general, el material rico en Nitrógeno es húmedo y de color verde, como
lo es el pasto recién cortado. Asimismo, los materiales cafés y secos por lo general tienen mayor
cantidad de Carbón.
En la Tabla I.6[I.32], se muestra una clasificación de los residuos según su aptitud para el
compostaje. El compostaje de una gran cantidad de residuos requiere de una formulación
adecuada. La selección y el almacenamiento de residuos deben llevarse a cabo diariamente. Para
facilitar la recolección de residuos, se aconseja disponer de un recipiente pequeño en la cocina
(que es la fuente de producción de residuos más importante), en el cual se almacenarán conforme
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 19
se van generando. De esta manera, no será necesario ir a la compostadora para colocar los
residuos cada vez que éstos sean obtenidos.
Tabla I.6.- Elementos básicos de la composta
Residuo Observaciones
Caf
és
Aserrín, virutas de madera
Hojas perennes(no se caén en otoño)
Hojas secas
Paja y heno
Pasto cortado y seco
Podas de árboles
No usar si proviene de madera tratada con peoductos químicos
Es mejor añadirlas picadas
Se recogen en otoño para utilizarlas todo el año
Picar y mojar, favorecen la aireación
Cuando es necesario material café, se puede secar al sol el pasto recien
cortado
Ayudan a la aireación, Deben ser cortados en astillas menores a 5 cm.
Ver
des
Cítricos
Estiércol de animales hervívoros
Frutas, verduras, residuos de comida
Hojas y bolsas de té
Maleza verde
Se requiere de buena aireación
Muy útil si se requiere de materiales verdes
Picar en trozos pequeños principalmente las cáscaras
Esparcir dentro de la mezcla
Pasteurizarla al sol dentro de una bolsa negra durante 7 a 10 días para
eliminar semillas
Pequ
eñas
cant
idad
es Pasto verde
Aceites, grasas y productos lácteos
Carne, huesos, pescado
Papel sin tinta
Mezclar con materiales secos. No usar si tiene pesticidas
Al descomponerse generan malos olores
Generan malos olores y atraen fauna nociva como roedores y moscas
Se degrada lentamente, cortar en tiras
Rie
sgo
Sani
tario
Excremento de animales carnívoros y
humano
Plantas enfermas
Maleza y plantas persistentes
Contienen microorganismos peligrosos para la salud
La composta resultante puede seguir infectada
Las plantas con semillas persistentes y malezas con semillas son muy
dificiles de pasteurizar
Los residuos orgánicos poseen características diferentes que los hacen más o menos aptos para
el compostaje doméstico. En principio, todos los residuos orgánicos se pueden compostar aunque,
debido a las diferentes velocidades de degradación, algunos (lácteos, carne y pescado) deberían
evitarse al nivel domiciliar, para evitar complicaciones en el proceso, o la atracción de fauna
nociva. Estos residuos se pueden adicionar en el proceso de compostaje, en pequeñas cantidades.
Su inclusión debe ser limitada.
Un tipo de residuos que no se deben agregar al compostaje doméstico por razones de sanidad son
aquellos que transportan organismos indeseables. Tales como malezas, plantas enfermas,
excrementos de animales carnívoros o excreta humana. Este tipo de residuos sí son compostables, Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 20
pero sólo en operaciones donde se alcancen altas temperaturas durante varios días para
pasteurizar la composta y donde se analice en laboratorio la calidad sanitaria de la composta
producida. En general, en el compostaje doméstico no deberán incluirse.
I.8.5.- Proceso para generar composta [I.32]
Es necesario seguir algunos pasos para poder generar composta, los cuales son explicados en los
parrafos siguientes.
El primer paso consiste en depositar los materiales verdes y cafés alternados por capas. En la
medida que se vaya generando se pueden cubrir las capas verdes con puños de tierra, composta
madura o material café, para evitar olores desagradables. Los restos de cocina pueden ser
añadidos haciendo un hoyo en la mezcla, revolviendo y ocultándolos en la misma.
El siguiente paso es cuidar la humedad y el volteo. Si bien no es necesario mezclar los materiales
constantemente sí es necesario vigilarlos para evitar alteraciones en el proceso. La mezcla se
puede hacer con un palo o con mezclador, una o dos veces al mes. En época seca hay que vigilar
con mayor cuidado la humedad y si es necesario, agregar un poco de agua.
La temperatura en el interior de la mezcla aumentará, lo cual se puede apreciar a 10 ó 15
centímetros de la superficie. Es necesario vigilar que la temperatura sea elevada (55 °C) y en su
caso proteger el proceso del frío y la lluvia excesivos. Para esto, se puede cubrir la pila de
composta con plástico u otro material que retenga el calor.
Figura I.10.- Fabricación de composta [I.32]
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 21
El proceso puede tardar entre 6 y 12 meses, dependiendo de la frecuencia de mezclado, la
eficiencia de éste, el clima y los residuos depositados. En la Tabla I.7, se describen los
principales indicadores que determinan la finalización del proceso.
Tabla I.7.- Indicadores de composta [I.32]
Composta doméstica inmadura Composta doméstica madura
Olor Más o menos pronunciado Sin olor fuerte
Composición Hay lombrices y hongos (filamentos brillantes);
material orgánico identificable
No hay material orgánico identificable,
tampoco organismos, se asemeja a tierra
Uso Alrededor de arbustos y árboles perennes Incorporándolo en el suelo
Cantidad Poca cantidad para no dañar el suelo o la planta No hay riesgo, pueden realizarse varias
aplicaciones
I.8.5.1.- Compostaje doméstico rápido
Esta forma de compostaje doméstico se lleva a cabo ocupando la totalidad del volumen del
recipiente, por lo que se puede emplear la pila, la trinchera, la jardinera o múltiples cajones.
También es útil para la estación lluviosa, en la que se puede acumular gran cantidad de residuos,
o después de una gran reunión, donde se hayan generado muchos residuos.
Existen algunas variables que son muy importantes para que un compostaje aumente su calidad,
acelere su velocidad de maduración y evite contratiempos durante su fabricación, estos son la
temperatura, la humedad, los microorganismos, el clima y el tamaño de los residuos, ya que si
estos son previamente picados se facilita el proceso.
En este punto es de capital importancia resaltar el hecho de que lo que se busca con el presente
trabajo de tesis, es generar el diseño de un equipo que lleve como cometido el triturado (picado)
de la materia prima que formará la futura composta, ya que a nivel comercial no existe un equipo
que cubra las expectativas planteadas por la agencia de desarrollo rural BIOAX, S.C, a saber:
manual, pequeña y que su operación y mantenimiento sean sencillos; que es finalmente lo que se
persigue con este trabajo.
El beneficio inmediato en este proceso de compostaje, es una obvia reducción de tiempo de la
preparación de los materiales convirtiendo el compostaje rápido en más rápido. Una reducción
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 22
en la velocidad de degradación por el tamaño pequeño de los componentes y un incremento de la
cantidad de humus obtenido.
Los residuos verdes y cafés deben colocarse en capas lo más delgadas posible para facilitar la
mezcla. Es recomendable que las capas superiores y laterales sean de residuos cafés. Cuando se
llene la compostadora se debe realizar una buena mezcla. Si el material está muy seco es
necesario agregar agua, sin que ésta escurra. Una vez hecha la mezcla, ya no será posible
introducir más residuos porque se reduciría la velocidad del proceso.
Debido a la degradación, la mezcla comenzará a calentarse a las pocas horas hasta alcanzar
temperaturas de entre 60° y 70° C en el centro. También se podrá observar vapor saliendo y, con
el paso del tiempo, una pequeña capa grisácea brillante de hongos en la superficie. La alta
temperatura indica un buen compostaje y es necesario vigilar que se mantenga constante.
La pila debe ser mezclada dos veces por semana, desmenuzando el material apelotonado y
moviendo el material desde el exterior al centro. Si fuera necesario, se añade agua o se cuida del
frío extremo. La lluvia no debe inundar la compostadora.
El proceso termina a las seis u ocho semanas, cuando la temperatura ya no aumenta y el material
presenta las características de una composta inmadura (Figura I.11).
Figura I.11.- Implementación de la composta [I.32]
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 23
I.8.6.- Factores importantes en el compostaje doméstico
Algunos elementos durante el proceso son críticos para la obtención de una composta doméstica
con calidad y para evitar problemas durante su fabricación. Estos elementos son la temperatura,
la humedad, los microorganismos y el clima. Además el picado de los residuos acelera la
degradación de éstos, por lo que es deseable que se efectúe. Sin embargo, esto puede aumentar en
gran medida el trabajo de preparación para la persona que produce la composta doméstica.
I.8.6.1.- Humedad
Para medir la humedad, se coloca en la mano un puñado del material que se encuentra hacia el
centro de la pila y apriete. La humedad es adecuada si es posible formar una pelota del material
sin que éste gotee y que tenga la textura de una esponja húmeda. Si está muy mojada la mezcla,
agregue un poco de material café. Si está seca, puede agregar agua o material verde (Figura I.12).
Figura I.12.- Medición de la humedad en la composta [I.32]
I.8.6.2.- Temperatura
Dependiendo de los materiales y la frecuencia del mezclado, la temperatura aumentará por acción
de los microorganismos. Esta temperatura puede percibirse con la mano o con ayuda de un
termómetro de bayoneta. Cuando la temperatura se eleva sobre los 50 °C, se acelera el proceso y
se pasteuriza la futura composta, eliminando patógenos y semillas.
Cada vez que se mezcle habrá un descenso de la temperatura, pero ésta volverá a subir en cuanto
la pila se re-estabilice. Si el volteo se hace más de dos veces a la semana, es posible que no se
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 24
alcance la temperatura necesaria para el proceso. Un indicador de que la composta está casi
lista, es el descenso de la temperatura, sin importar la frecuencia de volteo.
I.8.6.3.- Organismos
Si la compostadora se encuentra directamente sobre el suelo, los organismos se mudarán hacia la
mezcla sin ayuda y en el momento que sea necesario. Compostar directamente sobre el suelo
favorece el proceso y beneficia el suelo, si no se hace a gran escala. Utilizar una compostadora de
trinchera (zanja) o jardinera puede ser el inicio de un bello jardín. Si éste no es el caso, es
necesario utilizar composta anterior para “sembrar” los organismos o adicionar humus o tierra
negra a la mezcla.
Figura I.13.- Introducción de los organismos en la composta [I.32]
I.8.6.4.- Clima
La lluvia y frío en exceso afectan el proceso. No se puede aislar la compostadora del ambiente
porque también necesita el calor del sol y Oxígeno del aire fresco. Sin embargo, hay que
protegerla. La mejor época para iniciar un compostaje doméstico es en primavera o verano.
Durante las épocas frías, la velocidad del proceso disminuirá naturalmente y volverá a acelerarse
cuando regrese el calor.
I.8.6.5.- Maduración y cosecha de la composta doméstica
La duración exacta del proceso de compostaje depende de muchos factores y por eso es difícil
medirla con precisión. Las condiciones climáticas, la frecuencia del mezclado, así como el tipo de
materiales incorporados, influyen en la duración del proceso. Un indicador de que el proceso está
por finalizar es el descenso de la temperatura y su estabilización casi a la temperatura ambiente.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 25
En este momento comienza la fase de maduración de la composta doméstica. Esta fase puede
durar hasta la misma cantidad de tiempo que se llevó la primera y también depende de muchos
factores. Si la mezcla ha sido invadida por lombrices de tierra, el producto final es mejor y el
tiempo de maduración mayor. La maduración se realiza en la compostadora o la composta se
puede extraer de ésta y depositarla en el suelo o en una trinchera. No es recomendable mezclar la
composta inmadura con el suelo o adicionarlo a las plantas, ya que podría dañarlos. Al principio,
puede parecer difícil saber cuándo está madura la composta y lista para usarse.
Opcionalmente se puede cribar (cernir o tamizar) la composta con el fin de eliminar algunos
restos que se degraden muy lentamente (como huesos, ramas, etc). El cribado del material
depende mucho del uso que se vaya a dar a la composta. Se recomienda que el tamiz tenga 10
mm de abertura. Los materiales rechazados durante el cribado dentro del proceso pueden ser
reincorporados en un nuevo proceso de compostaje (una nueva pila).
Si es grande la cantidad de composta, o la estación del año no permite utilizarla inmediatamente,
se puede almacenar en sacos de 5 a 50 kg. Una composta madura se puede almacenar durante
varios meses, incluso años, sin que se altere su composición y estructura.
El almacenaje tiene que hacerse de forma tal que las semillas viajeras no puedan germinar en él.
Si se va a almacenar durante largo tiempo o a transportar, es recomendable secarlo al sol
colocándolo sobre el piso. De ser posible, colocar una base negra para que los rayos del sol se
absorban más eficientemente y el secado sea en menor tiempo. La composta se distribuye sobre
la superficie en una delgada capa con ayuda de un rastrillo o escoba en un día soleado y sin riesgo
de lluvia. Normalmente un día es sufciente; sin embargo, si se requiere de más de un día no se
puede dejar por la noche y la madrugada ya que el rocío de la mañana la humedecerá de nuevo.
Así es que hay que retirarla del solar durante la tarde y volver a colocarla a la mañana
siguiente.
I.9.- Planteamiento del problema
Como se mencionó en párrafos anteriores para que una composta madure rápidamente es
necesario que la materia que lo conforma tenga la temperatura, la cantidad de humedad y el
tamaño adecuado, es aquí en donde resulta importante resaltar que los desechos orgánicos
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 26
presentan dimensiones muy dispares entre sí, es decir no son uniformes en su tamaño, es por eso
que se hace patente la necesidad de algún dispositivo capaz de lograr que estos tengan un tamaño
estandar.
Normamente para usar la basura orgánica como materia prima en composta está se utiliza
directamente del desecho, aunque se recomienda picarla o triturarla para acelerar el proceso de
maduración, este trabajo es tedioso pero necesario si se quiere obtener una composta de mayor
calidad, más homogénea y de maduración más rápida. Las amas de casa, que tradicionalmente
son las encargadas de las actividades del hogar, deben realizar este trabajo, es por ello, que esta
investigación se centra en el diseño de un equipo que lo facilite.
En el mercado nacional existen equipos capaces de triturar desechos obtenidos en poda de
árboles, este tipo de máquinas es posible que puedan ser usados como solución en el problema
que ocupa este trabajo, pero es exagerado pensar en utilizarlos para composta doméstica ya que
estaría sobredimensionada en capacidad. Existen también trituradores adaptados a la tubería de
las tarjas de cocina, en Oaxaca (de donde es originaria la agencia de desarrollo rural que ha
mostrado interes por esta investigación) la gran mayoría de los hogares muestran una tendencia
alejada de lo urbano más cercana al estilo de vida rural. Por estas condiciones es que se opta por
un diseño manual de trituradora, que pueda ser usado en condiciones en las que la electricidad o
algún combustible fósil no sea posible, además de que al ser dirigido al uso doméstico, permite
resolver el problema a la medida de la necesidad.
I.10.- Sumario
En este capítulo se describe el efecto negativo de una mala gestión de los desechos generados,
debido a que en la actualidad se vive en una sociedad de consumo, en la que los residuos que se
generan se han convertido en un grave problema para el medio, repercutiendo estos en la vida del
planeta.
Así mismo, se da una visión general del efecto de los residuos sólidos en la salud humana, en el
efecto invernadero y la composicion de estos. Se muestra información sobre las políticas a seguir
para lograr una reducción significativa en la producción de los residuos, tomando la filosofía de
las 3R.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 27
Se hace un análisis del tratamiento biológico de los desechos orgánicos, que incluyen el
lombricomposteo y la composta, la cual produce un material llamado humus, rico en nutrientes.
Finalmente se explica la forma de lograr un buen compostaje usando residuos domésticos,
explicando la técnica que se usa para una correcta homogenización de los materiales; como
último punto de este capítulo se plantea el problema que originó esta investigación y se plantean
visos de una solución.
I.11.- Referencias
I.1.- Max-Neef, M. A., Elizalde, A. y Hopenhayn, M., Desarrollo a escala humana; Conceptos,
aplicaciones y algunas reflexiones, Ed. Icaria, pp. 57-63, 1994.
I.2.- Jaquenod de Zsögön, S. y Jaquenod-Martínez, S. S., Derecho Ambiental, Ed. Dykinson, pp.
683, 2004.
I.3.- Miralles, J. y Massanés, R., Ecología para entidades juveniles; Guía de sensibilización
medioambiental, Fundación Ferreri Guárdia, pp. 151, 1996.
I.4.- Rodríguez-Salinas, M. A., Manual de Compostaje Municipal, Instituto Nacional de
Ecología, pp. 102, 2006.
I.5.- Godoy, E. V., Diccionario de Ecología / Dictionary of Ecology, Valletta Ediciones SRL, pp.
334, 2005.
I.6.- www.inegi.org.mx, consultado el 12 de marzo del 2009.
I.7.- Campos, G. I., Saneamiento ambiental, Universidad Estatal a Distancia, Costa Rica,
Editorial EUNED, pp. 225, 2000.
I.8.- Bermúdez, A. F., El fin del fin, pp 283, 2007.
I.9.- Seoánez-Calvo, M., Tratado de gestión del medio Ambiente Urbano, Mundi-Prensa Libros,
pp. 396, 2001.
I.10.- Alfaro, M. del R., Contaminación del aire; Emisiones vehiculares, situación actual y
alternativas, Ed. EUNED, pp. 1-25, 1998.
I.11.- Vargas, O. F., Educación para la salud, Ed. Limusa, pp. 186, 1999.
I.12.- Bravo, M. F., El manejo higiénico de los alimentos, Ed. Limusa, pp. 115, 2004.
I.13.- Gutiérrez, M. y Avilés, M., Ecología: Salvemos el planeta tierra, Ed. Limusa, pp. 100,
1992.
I.14.- Kumar, V. K., Abbas, A., Fausto, N. L., Robbins, S. S. y Cotran, R., Patología estructural
y funcional: Robbins y Cotran, Ed. Elsevier España, pp. 1517, 2005.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo I 28
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
I.15.- Gutiérrez-Roa, J., Trejo-López, O., Camacho-Navarrete, R., Cruz-Ruiz, S. y Castañeda-
Gutiérrez, J., Distrito Federal Educación Ambiental: Caminos ecológicos, Ed. Limusa, pp. 100-
200, 2002.
I.16.- Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (México), México hoy, Instituto
Nacional de Estadística, Geografía e Informática, pp. 288, 2005, Digitalizado el 26 Jun. 2008.
I.17.- Bernache-Pérez, G., Cuando la basura nos alcance: el impacto de la degradación
ambiental, CIESAS, pp. 551, 2006.
I.18.- Instituto Nacional de Ecología, La investigación ambiental para la toma de decisiones,
Instituto Nacional de Ecología 2001-2006, pp. 319, 2006.
I.19.- Fraume, N. J., Manual abecedario ecológico: la más completa guía de términos
ambientales, Ed. San Pablo, pp. 326, 2005.
I.20.- Ballard, M. y Ajgaonkar, S., Conocimientos básicos en educación ambiental: Base de
datos para la elaboración de actividades y programas, Ed. Grao, pp. 207, 2003.
I.21.- Tyler, G. y Miller Jr, Ciencia Ambiental / Environmental Science: Desarrollo sostenible,
un enfoque integral, Cengage Learning Editores, pp. 388, 2007.
I.22.- http://web-japan.org, consultado el 2 de Abril del 2009.
I.23.- http://www.env.go.jp/recycle/3r/en/index.html, consultado el 2 de Abril del 2009.
I.24.- Subirana, S. P., Ecología para vivir mejor: respuestas sostenibles a los retos personales y
sociales, Icaria Editorial, pp. 187, 1999.
I.25.- Instituto Nacional de Ecología, Guía para la gestión integral de los residuos sólidos
municipales, Instituto Nacional de Ecología, pp. 198, 2004.
I.26.- Moreno, C. J., Compostaje, Mundi-Prensa Libros, pp. 570, 2008.
I.27.- Martínez, C. R., Romero, L., Corlay, A. T. y Santoyo, L. F., Lombricultura y abonos
orgánicos, Universidad Autónoma de Chapingo, pp. 198, 1999.
I.28.- Campos, G. I., Saneamiento ambiental, Ed. EUNED, pp. 225, 2000.
I.29.- Garrido de las Heras, S., Regulación básica de la producción y gestión de residuos, FC
Editorial, pp. 662, 1998.
I.30.- Forero, B. G. I. y Palomino, A. S., Manual granja integral autosuficiente, Ed. San Pablo,
pp. 304, 2004.
I.31.- Calixto, F. R. y Herrera, R. L., Ecología y Medio Ambiente, Cengage Learning Editores,
pp. 148, 2006.
I.32.- Rodríguez, S. M., Córdoba, A. y Villa, A., Manual de Compostaje Municipal: Tratamiento
de residuos sólidos urbanos, Instituto Nacional de Ecología, pp. 102, 2006.
Capítulo II
Estado del arte
Es muy difícil imaginar la realidad cotidiana sin los objetos que se utilizan frecuentemente, este capítulo explica lo importante que es la Ingeniería, muy especialmente la Mecánica y la rama de esta, que se conoce como Diseño Mecánico.
Así mismo se desarrolla la técnica del Q.F.D. para obtener un diseño conceptual de la trituradora de desechos domésticos orgánicos.
Capítulo II 29
II.1.- Marco teórico
La Ingeniería apareció con el ser humano. Se puede hablar de ella desde el primer momento en
que se dio forma a una piedra para convertirla en una herramienta, o cuando los primeros
humanos usaron la energía de forma consciente al encender una hoguera [II.33].
La ingeniería tiene cinco divisiones básicas: Mecánica, Civil, Industrial, Eléctrica y Química,
estas diferentes ramas de la ingeniería se subdividen en un gran número de especialidades.
La ingeniería mecánica implica el uso de los principios físicos para el análisis, diseño,
fabricación y mantenimiento de sistemas mecánicos. Tradicionalmente, ha sido la rama de la
Ingeniería que mediante la aplicación de estos principios físicos ha permitido la creación de
dispositivos útiles (Figura II.1); teniendo siempre en mente aspectos ecológicos y económicos
para el beneficio de la sociedad. Para cumplir con su labor, la ingeniería mecánica analiza las
necesidades, formula y soluciona problemas técnicos mediante un trabajo interdisciplinario, y se
apoya en los desarrollos científicos, traduciéndolos en elementos, máquinas, equipos e
instalaciones que presten un servicio adecuado, mediante el uso racional y eficiente de los
recursos disponibles [II.34].
Figura II.1.- Aplicaciones de ingeniería mecánica en la vida diaria
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 30
II.2.- Diseño
Diseñar (o idear) es formular un plan para satisfacer una necesidad (Figura II.2). En principio,
esta puede estar bien determinada o puede ser tan confusa e indefinida que se requiera un
esfuerzo mental considerable para anunciarla claramente como un problema que demanda
solución [II.35].
Figura II.2.- Diseño
II.3.- El diseño en ingeniería mecánica
El diseño mecánico es el diseño de objetos y sistemas de naturaleza mecánica (Figura II.3);
piezas, estructuras, mecanismos, máquinas, dispositivos e instrumentos diversos. En su mayor
parte, el diseño mecánico hace uso de las matemáticas, las ciencias de uso materiales y las
ciencias mecánicas aplicadas a la ingeniería [II.36].
Figura II.3.- Ejemplos de diseño mecánico
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 31
II.4.- Proceso de diseño
Antes de empezar el desarrollo con la metodología de diseño para la trituradora de desechos
orgánicos, es importante mencionar y establecer, a donde se va a llegar, es decir, los objetivos de
la metodología de diseño, los cuales sirven para tener bien definido los pasos a cubrir, esto para
obtener la mejor solución al problema [II.36].
Los objetivos generales de la metodología de diseño, para este trabajo, son los siguientes:
1) Lograr la satisfacción de los requerimientos del cliente.
2) Obtener un diseño integral para la solución del problema.
Una vez establecidos los objetivos, dividimos la metodología de diseño en 3 etapas las cuales
son:
• Primera etapa: Comprensión del problema.
• Segunda etapa: Diseño Conceptual.
• Tercera etapa: Diseño a detalle.
II.5.- Metodología para el diseño conceptual
La etapa de Diseño Conceptual, se formula en la estrategia de la “Forma sigue a la función”. Es
decir, una vez identificada todas las funciones, que debe realizar el producto, que cumple con las
expectativas del cliente, sigue la definición de formas, con lo cual se parte de la clasificación de
los requerimientos del cliente, y posteriormente convertirlos en un modelo funcional. Hasta
entonces se generan los conceptos de diseño, donde las ideas surgen para dar solución al
problema, con la finalidad de obtener aquel que cumple con el objetivo (Figura II.4). [II.37]
Figura II.4.- Metodología para el diseño conceptual
3 Generación de conceptos
1 Clasificación de los requerimientos del cliente
4 Evaluación de conceptos
2 Definición del modelo funcional
Concepto de diseño
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 32
II.6.- Metodología para el diseño de detalle
La metodología para el Diseño de Detalle consiste en convertir el concepto idealizado, en un
croquis, un bosquejo, entre otros. Con un conjunto de símbolos expresados en formas de lenguaje
como el semántico, analítico, gráfico y físico. Es decir, especificaciones, cálculos, modelos y
prototipos en objeto físico. En esta fase la abstracción del modelo funcional debe convertirse en
un modelo correcto, expresado en formas, dimensiones, acabados, especificaciones, entre otros
(Figura II.5).
Modelo Funcional Concepto
Modelo Geométrico Formas
Modelo de manufactura, especificaciones, dibujos
Figura II.5.- Estructura de la metodología para el diseño de detalle
II.6.1.- Modelo geométrico
Consiste en el modelado del conjunto y de los subconjuntos. Su objetivo es definir formas y
dimensiones de los componentes y del conjunto, partiendo de lo general a lo particular, en otras
palabras, comienza con el diseño del conjunto en general y termina con la descripción técnica de
cada componente.
II.6.2.- Modelo de manufactura
Consiste básicamente en los siguientes puntos:
- Conjunto de documentos técnicos donde se expresan características del producto.
- Definición de formas.
- Rugosidad
- Limites de tolerancia.
- Materiales empleados.
- Tratamientos térmicos (en el caso de que los tenga). Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 33
II.6.3.- Restricciones
- Restricción por cargas externas: Pueden ser mecánicas, Térmicas, Eléctricas o Químicas.
- Restricciones especiales: Con seres humanos, otras piezas o con otros sistemas.
- Restricción funcional: Relacionadas con el ensamble o uso de herramientas.
- Restricción por manufactura: límites de forma, tamaño, normalización.
- Restricción por norma: característica del diseño.
Modelo funcional
Concepto
Modelo geométrico
Formas
Modelo de manufactura
Especificaciones,
Dibujos.
II.7.- Descripción de conceptos
La herramienta utilizada para este trabajo es el diagrama de matriz [II.37].
II.7.1.- Diagrama de matriz
Se utiliza frecuentemente como herramienta del Q.F.D., ya que identifica y despliega
gráficamente las conexiones entre responsabilidades, tareas, funciones, entre otros, desarrollando
un listado de elementos así permitiendo la codificación e intersecciones y además utilizar
símbolos, números, letras, entre otros.
II.7.2.- Clarificación de los requerimientos del cliente
El objetivo principal de clarificar los requerimientos del cliente es establecer el enlace entre el
proceso de Diseño Q.F.D. y el Diseño Conceptual. Esto significa la revisión de resultados en la
aplicación del Q.F.D. y la comprensión de las metas de diseño planteadas, permitiendo establecer
en el proyecto, la función global de servicio e identificar los límites del sistema donde se tiene lo
siguiente: [II.37]
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 34
• Función Global de Servicio: Establece la actividad, que es capaz de realizar el elemento en
conjunto.
• Límites del Sistema: Los límites son aquellos, que se deben considerar al momento de diseñar,
como son: los presentados por el entorno, que rodea y restringe al sistema.
II.7.3.- Modelo funcional
En la definición del modelo funcional, se determinan, que funciones son necesarias para
satisfacer los requerimientos del cliente, jerarquizarlas, determinar la relación entre ellas que se
debe tener y modelando gráficamente, siguiendo un análisis funcional descendente. Este análisis
es un modelo gráfico de las funciones en un sistema. Esto es en base a una sucesión coherente de
diagramas, procediendo desde lo general hasta lo particular en cada uno de los niveles obtenidos.
II.7.4.- Generación de conceptos
En este apartado lo que se busca es la mayor cantidad de ideas, para tratar de resolver el problema
que se plantea. La principal estrategia en este apartado, es la generación de conceptos en la
mayor, utilizando técnicas como la “Tormenta de ideas” o la Sinéctica. [II.37]
II.7.4.1.- Tormenta de ideas
Consta de dos tiempos, el primero es la deliberación con el único objetivo de obtener una serie de
ideas encaminadas a resolver un problema. El segundo trata de determinar el valor de las ideas y
realizar mejoras en combinación con ciertas reglas:
1) El juicio es excluido y se reserva para otro momento.
2) Las ideas deben fluir por absurdas que parezcan.
3) Generar la mayor cantidad de ideas.
4) Combinar y mejorar las ideas generadas.
II.7.4.2.- La sinéctica
La palabra sinéctica, proviene de la lengua griega la cual significa “Unir”. Con esta técnica se
realiza la combinación de elementos heterogéneos con razonamiento lógico tradicional, para
llegar a desarrollar la habilidad de detectar paralelismos o conexiones entre tópicos
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 35
aparentemente similares, basándose en la analogía personal, analogía directa, la analogía
simbólica y la analogía fantástica.
Según William J.J. Gordon “La sinéctica define al proceso creativo como la actividad mental
desarrollada en aquellas situaciones donde se plantean y se resuelven problemas, con el resultado
de invenciones artísticas o técnicas. Empleo la expresión planteamiento y solución de problemas
en lugar de meramente solución de problemas para incluir la definición y comprensión de los
mismos.” [II.38]
II.7.5.- Evaluación de conceptos
La evaluación de conceptos, es la parte final del Diseño Conceptual. El objetivo es seleccionar el
mejor concepto de diseño entre la gran mayoría de los que se generaron, con la menor cantidad
de inversión en recursos. Llegar a convertirlo en un producto definido y someterlo a las técnicas
de evaluación como factibilidad, disponibilidad tecnológica, filtro pasa/ no pasa y matriz de
decisión (Figura II.6).
Figura II.6.- Pasos para la evaluación de conceptos
II.7.5.1.- Evaluación de factibilidad
Para la evaluación de factibilidad, los primeros juicios se hacen considerando la experiencia y el
conocimiento acumulado durante la vida profesional, esto permite establecer los siguientes
parámetros:
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 36
- No es factible: Debido a que el concepto es muy diferente y/o no ayuda nada a resolver el
problema.
- Es factible a condición: Se refiere a que se considera que el concepto podría funcionar a
condición que surja alguna acción que lo adapte al problema.
II.7.5.2.- Evaluación con base a disponibilidad tecnológica
Esta evaluación establece, que si la tecnología a utilizar está desarrollada, madura y al alcance
para su aplicación.
II.7.5.3.- Evaluación con base a los requerimientos del cliente.
Esta Evaluación está apoyada bajo el principio de la confrontación directa con los requerimientos
del cliente y se verifica si cumple o no con tales requisitos, para más adelante hacer
modificaciones para cumplir con ellos.
II.7.5.4.- Evaluación con base en matrices de decisión
En esta evaluación se realiza una comparación de los conceptos con otros en la capacidad para
cumplir con requerimientos del cliente. Los resultados proporcionan las bases para identificar las
mejores acciones y así se toman las decisiones en cuatro pasos, los cuales se describen a
continuación:
1. Establecimientos de los criterios de comparación.
2. Selección de las ideas a comparar.
3. Definición de conceptos como objetivos y después calificarlos
4. Cálculo de la clarificación total.
II.8.- La técnica Q.F.D. (Quality Function Deployment).
Para poder comprender el problema se auxilia en la metodología del despliegue de funciones de
calidad, esta técnica fue desarrollada en Japón a mediados de 1970, se sistematizó originalmente
en los astilleros Kobe de Mitsubishi, y se introdujo en Estados Unidos de Norte América a fines
de 1980 [II.39], por Yiji Asao, uno de los creadores. Desde entonces, se ha venido considerando
en la industria Norte Americana como la metodología más poderosa para poner en relieve los
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 37
requerimientos de calidad del producto. Toyota utilizó esta técnica para uno de sus productos y
fue capaz de bajar los costos al introducir un nuevo modelo de automóvil alrededor de un 60% y
reduciendo a una tercera parte el tiempo para su desarrollo. Estos resultados se obtuvieron
mientras trabajaban en la mejora de la calidad del producto.
El objetivo de esta técnica es de integrar los requerimientos y expectativas de los clientes al
proceso de diseño, estas son utilizadas para que el producto sea competitivo en el mercado y para
generar requerimientos de ingeniería ó especificaciones. Por otra parte, las funciones de calidad
son todas las actividades que contribuyen a formar la calidad del producto: la planificación, el
diseño, la producción, el control, etc. A continuación se describen las seis etapas para la
comprensión del problema, según la técnica del Q.F.D.
II.8.1.- Pasos del Q.F.D.
• Primer paso: Identificación del cliente.
• Segundo paso: Determinación de los requerimientos y expectativas de los clientes.
• Tercer paso: Determinar la importancia relativa de los requerimientos y expectativas de
los clientes.
• Cuarto paso: Efectuar un estudio comparativo con productos de la competencia.
• Quinto paso: Traducir los requerimientos y expectativas en términos mensurables de
• Ingeniería.
• Sexto paso: Establecer metas de diseño.
El objetivo, del despliegue de funciones de calidad, consistirá en definir las características, que
deberá tener la trituradora estas son expresadas como una serie de metas de diseño, para que el
resto del proceso de diseño se enfoque en el logro de esas metas. La información que se obtenga
en esta primera etapa del proceso de diseño, debe permitir la elaboración del modelo funcional de
la máquina, que se trata en la etapa de diseño conceptual.
II.9.- Desarrollo de la metodología Q.F.D.
El despliegue de la función de calidad es comúnmente conocido con el acrónimo inglés QFD
(Quality Function Deployment). En su desarrollo se considera que es (el QFD) un sistema
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 38
estructurado que facilita el medio para identificar necesidades y expectativas de los clientes (voz
del cliente) y traducirlas al lenguaje de la organización.
II.9.1.- Identificación del cliente
Para abordar este punto, es necesario hacerse la pregunta ¿Quién es el cliente?
Tomando en cuenta la definición de Juran, “un cliente es todo aquel que sea impactado por el
producto o por el proceso.”[II.40]. De acuerdo a la definición anterior para la identificación del
cliente es necesario asimilar a todas aquellas personas que están relacionadas con los desechos
orgánicos domésticos (desechos de alimentos como cáscaras de frutas y verduras, basura obtenida
de jardinería, etc.). Por lo tanto se obtiene el siguiente listado, como los clientes potenciales, que
son afectados de alguna manera por este diseño:
1.- Todas las personas afectadas por la contaminación de desechos sólidos urbanos.
2.- Los organismos Gubernamentales, que se encargan de limpiar, recolectar, separar y almacenar
los desechos.
3.- Organismos, que protegen el Medio Ambiente
El margen de los clientes es muy amplio, ya que los desechos sólidos orgánicos son un problema
común y afecta la forma de vida, en el sentido de que es un mal y se genera por la tecnología y
cultura del consumismo de hoy en día.
II.9.2.- Determinación de los requerimientos y expectativas de los clientes
A continuación se determina cuales son los requerimientos y expectativas de los clientes. Esto se
obtiene de entrevistas directas y de la información, que se puede tener en la vida cotidiana.
Los requerimientos se agrupan de la siguiente manera:
a) Económicos
- Costo unitario de fabricación < $1000.00
b) Funcionales
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 39
- Cámara de trituración.
- Elemento mecánico de trituración.
- Operación manual.
-Base de sujeción
c) Desempeño funcional:
- Carga norma de trabajo 2 Kg./hr.
- Periodo de servicio <2hrs/día.
- Período de descanso 22 hrs/día.
d) Tamaño:
- Que sea pequeña
e) Material de trabajo:
- desechos orgánicos
f) Fácil reparación:
- Herramientas estándar.
- Disponibilidad de partes estándar.
g) Fácil de instalar
II.9.3.- Determinar la importancia relativa de los requerimientos y expectativas de los
clientes
El objetivo en este paso consiste en ordenar la información y ponderar los requerimientos y
expectativas de los clientes. Esto permite identificar aquellos, que entran en la clasificación de
obligatorios y en la de deseables. Los requerimientos obligatorios son aquellos cuyo
cumplimiento es indispensable, sin ellos el producto seria no satisfactorio. Los requerimientos
deseables son los que admiten cierta flexibilidad, pueden cumplirse o no en su totalidad y el
producto se considera como satisfactorio, para el caso del prototipo de trituradora de desperdicios
domésticos orgánicos la tabla II.1 muestra los requerimientos obligatorios y los deseables.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 40
Tabla II.1.- Requerimientos obligatorios y deseables
Requerimientos obligatorios Requerimientos deseables
1. Bajo costo de fabricación
2. Que su operación sea sencilla
3. Que sea manual
a) Debe ser fácil de fabricar
b) Que sea pequeña
c) Los costos de reparación y del
mantenimiento deben ser bajos
A los requerimientos obligatorios se les asigna el mismo grado de prioridad, ya que todos son
importantes por lo que se dedica todo el esfuerzo para poderlos cumplir totalmente [II.41]. Son
los requerimientos deseables los que se ponderarán basándose en una comparación por pares,
confrontando cada uno con el resto y determinar cuál es el más o menos importante. Para lo cual
se utiliza la siguiente nomenclatura:
(+); Sí el requerimiento es más importante que aquel con el que se compara.
(-); Sí el requerimiento es menos importante que aquel con el que se compara.
(0); Sí se compara con el mismo requerimiento.
Para obtener la cantidad de comparaciones totales, se hace lo siguiente:
C = N(N-1)/2........ II.1
Donde:
C = Comparaciones
N = Número de requerimientos deseables
Sustituyendo en 1: C = 3(3-1)/2 = 3 comparaciones
Tabla II.2.- Ponderación de los requerimientos deseables
a b c Σ(+) IR (%)
a 0 - - 0 0
b + 0 + 2 66.667
c + - 0 1 33.333
Total 3 100
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 41
Para determinar la Importancia Relativa (IR) se considera la sumatoria de los signos (+) dividida
entre la cantidad de comparaciones y multiplicada por 100.
Se analizan los valores obtenidos en el peso relativo, se obtuvo 1 requerimiento con mayor
porcentaje, por lo tanto este se tiene que tomar con más consideración en el diseño.
II.9.4.- Estudio comparativo con productos de la competencia
Es importante tener en cuenta, al momento de estar diseñando algún producto o servicio, las
características de otros ya existentes. Esto con la finalidad de poder establecer en un lenguaje
cuantitativo las características de cada producto al momento de compararlos con los requisitos del
diseño. Para el caso, de la comparación de mercado para la trituradora, de acuerdo a la
investigación de los productos más semejantes se consideran 2 en principio.
Por un lado se tiene la licuadora doméstica para llevar a cabo la trituración de los desechos
orgánicos, teniendo el inconveniente de que esta no tritura todos por su dureza, haciendo así
mismo necesario el uso de agua, lo que conlleva que el producto obtenido sea una pasta que
necesita un proceso extra (secado) para poder ser usado en composta, sin contar con el hecho de
que es imprescindible tener una fuente eléctrica para alimentar al equipo (Figura II.7).
El método de evaluación, que se emplea a los productos de referencia y al propuesto en este
trabajo, es considerar, que tanto se cumple los requerimientos obligatorios y deseables.
Figura II.7.- Licuadora doméstica
El segundo equipo de comparación es el molino de mano, sin embargo el material obtenido de
este es una masa que se pega a las paredes del mismo (Figura II.8).
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 42
Figura II.8.- Molino manual
Con la finalidad de asegurar, que el producto a diseñar tenga la oportunidad de competir en el
mercado, cumpliendo con los requerimientos del cliente. Empleamos el siguiente criterio si el
requerimiento es satisfactorio:
Totalmente………….10
Casi por completo…...9
Mediantemente………8
Muy poco……………7
Nada………………....6
Tabla II.3.- Comparación entre los productos de la competencia
Requerimientos obligatorios deseables Licuadora d. Molino m.
1 N/A - 7 9
2 N/A - 9 9
3 N/A - 6 10
a - 0 6 7
b - 66.66 9 9
c - 33.33 8 9
total 45 53
En la comparación que se hace de los productos de la competencia se observa que el equipo que
alcanza más alto puntaje es el molino manual, el inconveniente que presenta este equipo es que
cuando ha sido utilizado como triturador de desechos orgánicos estos se pegan a sus paredes.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 43
II.9.5.-Traducción los requerimientos y expectativas en términos mensurables de Ingeniería
En la determinación de los requerimientos del cliente se realizó una lista de todas las
características con las que debe contar la máquina trituradora. Si se percibe, estos requerimientos
se clasifican como mensurables y no mensurables. El primer término se aplica a todo aquello que
sea medible en cualquier tipo de unidad de medición. Por tal motivo todos los requerimientos
establecidos, deben de estar traducidos a alguna unidad de medida. Los términos clasificados
como no mensurables en la tabla se tienen que traducir para poder trabajar con ellos mediante una
unidad, por lo que se lleva a cabo las siguientes traducciones.
II.9.5.1.-Traducción de los requerimientos deseables
Para empezar la traducción, se considera el siguiente caso para tomarlo como ejemplo, ya que se
emplea para este trabajo; Independientemente del producto que se trate, se puede intentar una
descomposición del requerimiento “fácil de fabricar”, a fin de encontrar una serie de términos
con los cuales cuantificarlos: la construcción de un objeto implica dos tipos de esfuerzo: uno
mental y el otro físico. El primero implica una habilidad para utilizar herramientas especializadas
como equipo de soldadura o un torno mecánico. Por otra parte el esfuerzo físico se realiza para la
fabricación al momento de corte, maquinado y/o ensamblado de las piezas que forman el
prototipo [II.37].
Entonces:
a) Fácil de fabricar
Primer nivel de traducción: Comprensión del proceso
Esfuerzo mental
Figura II.9.- Primer nivel de traducción
Habilidad en el uso de herramientas
Ejecución del trabajo
Esfuerzo físico
Fabricar
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 44
Por su parte, “la facilidad” para realizar algo se puede enfocar al menos desde dos perspectivas:
la cantidad de esfuerzo o trabajo que se tenga que aportar, y la comodidad con que se lleve a cabo
la acción.
Esto se traduce en la siguiente figura.
Mínimo trabajo o esfuerzo empleado
Facilidad
Comodidad para llevar a cabo la acción
Figura II.10.- Análisis de “facilidad”
De esta manera un primer nivel de traducción del requerimiento “fácil de fabricar” podría
expresarse en los siguientes términos.
Mínimo esfuerzo mental para entender el proceso de fabricación y ensamble
Mínimo esfuerzo mental para llevar a cabo la fabricación y ensamble
Facilidad de construcción
Mínimo esfuerzo físico para llevar a cabo la fabricación y ensamble
La mayor comodidad posible para llevar a cabo la fabricación y ensamble
Figura II.11.- Requerimientos más específicos
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 45
Aunque el primer nivel de traducción permite obtener cuatro requerimientos más específicos
(Figura II.11) que el inicial, todavía ninguno es mensurable. Por ejemplo el esfuerzo mental para
entender el proceso de la fabricación no es algo que se pueda medir directamente. Sin embargo
puede desmenuzarse, como sigue:
Riesgo de accidente durante la fabricación
Precisión de movimientos personales
Uso de herramientas o instrumentos especializados
Mínimo esfuerzo mental para llevar a cabo la fabricación
Cantidad de personas para la fabricación
Figura II.12a.- Segundo nivel de traducción
Tiempo necesario para la fabricación
Peso máximo del prototipo
Uso de herramientas o instrumentos es
Mínimo esfuerzo físico para llevar a cabo la fabricación
pecializados
Figura II.12b.- Segundo nivel de traducción
Cantidad de movimientos corporales
Cantidad de personas para la fabricación
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 46
Tiempo necesario de adiestramiento
Mínimo esfuerzo mental para entender el proceso de fabricación
Grado de escolaridad mínimo necesario
Cantidad de personas para la fabricació n
Figura II.12c.- Segundo nivel de traducción
Peso máximo del prototipo
Dimensiones del prototipo
Riesgo de accidente durante la fabricación La mayor comodidad
posible para llevar a cabo la fabricación
Figura II.12d.- Segundo nivel de traducción
Prácticamente todos los requerimientos obtenidos en el segundo nivel de traducción se pueden
cuantificar. En la siguiente tabla se muestran los términos agrupados que equivalen al
requerimiento “que se instale fácilmente” [II.37].
Uso de herramientas o instrumentos especializados
Cantidad de personas para la fabricación
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 47
Tabla II.4.- Traducción de requerimientos deseables
Requerimientos del cliente Traducción del requerimiento
a términos mensurables
Unidad de medición
Fácil de fabricar
Riesgo de accidente durante la
fabricación
% de probabilidad
Precisión de movimientos
personales
m
Uso de herramientas e instrumentos
especializados
cantidad
Cantidad de personas para la
fabricación
No, de personas
Tiempo necesario para la
fabricación
horas
Peso máximo del prototipo Kg
Tiempo necesario de adiestramiento horas
Grado de escolaridad mínimo
necesario
Grado escolar
Dimensiones del prototipo mxmxm
Como se puede observar, en la traducción del requerimiento anterior, tiene el objetivo de
presentar las unidades de medida en las que se expresa el requerimiento del cliente. Una vez
establecido este procedimiento, se pondrán los requerimientos y sus unidades de medida en
cuadros para la traducción para cada uno de los requerimientos no mensurables.
Tabla II.5.- b: Que sea pequeña
Requerimiento del
cliente
Traducción del
requerimiento a
términos mensurables
2º nivel de traducción Unidad de medición
que sea pequeña
dimensión Largo m
Alto m
Ancho m
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 48
Tabla II.6.- c: Los costos de reparación y del mantenimiento deben ser bajos
Requerimiento del
cliente
Traducción del
requerimiento a
términos mensurables
2º nivel de traducción Unidad de medición
Costos de reparación y
mantenimiento bajos
costo
precio
$
II.9.5.2.- Traducción de los requerimientos obligatorios
Después de traducir los requerimientos deseables se procede del mismo modo con los
requerimientos obligatorios.
Tabla II.7.- 1: Bajo costo de fabricación
Requerimiento del
cliente
Traducción del
requerimiento a términos
mensurables
2º nivel de
traducción Unidad de medición
Bajo costo de
fabricación costo precio $
Tabla II.8.- 2: Operación sencilla
Requerimientos del cliente Traducción del
requerimiento a términos
mensurables
Unidad de medición
Operación sencilla
Riesgo de accidente durante el
uso
% de probabilidad
Precisión de movimientos
personales
m
Peso máximo del triturador Kg
Tiempo necesario de
adiestramiento
horas
Grado de escolaridad mínimo
necesario
Grado escolar
Dimensiones del triturador mxmxm
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 49
Tabla II.9.- 3: Que sea manual
Requerimientos del cliente Traducción del
requerimiento a términos
mensurables
Unidad de medición
Que sea manual
Precisión de movimientos
personales
m
Tiempo necesario de
adiestramiento
horas
Grado de escolaridad mínimo
necesario
Grado escolar
Dimensiones del prototipo mxmxm
Una vez que se logra una traducción de los requerimientos del cliente tanto los obligatorios como
los deseables se procede con el resto de las etapas de diseño.
II.10.- Diseño conceptual
Obtenidas las metas de diseño, se procede a llevar a cabo la aplicación del diseño conceptual, con
el objetivo de obtener el modelo funcional de manera estructurada para la máquina trituradora.
En el desarrollo del sistema conceptual, se generan conceptos para cumplir con cada una de las
funciones, que satisfagan al cliente. Al obtenerlos, se lleva a cabo una evaluación, para
determinar cuál de ellos es el más conveniente, como resultado, se tiene un concepto de diseño.
II.10.1.- Planteamiento del problema
Como se menciono en el capítulo anterior, el problema consiste en diseñar una máquina manual
para triturar desechos orgánicos que puedan ser utilizados como materia prima para composta
doméstica. Como primer paso, se diseña un modelo, cuyas funciones están basadas en el gráfico
del despliegue de funciones de calidad.
II.11.- Función global de servicio del producto
Para el caso de la función global del servicio del producto en el proceso de diseño, significa que:
“Describe el papel a desempeñar del producto”
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 50
Entonces, se toma en cuenta la definición anterior, y se tiene, que la función global para la
máquina es:
“Utilizar la energía motriz de un ser humano para la trituración de desechos orgánicos
domésticos”
Entradas Salidas
Sistema: -Material de trabajo
-Energía mecánica Máquina trituradora de desechos
orgánicos
Figura II.13.- Diagrama funcional de mayor nivel en el sistema
II.12.- Límites del producto
Cuando se realiza cualquier diseño, se tiene que considerar cuáles son sus alcances, porque hay
que definir y tomar en cuenta las limitantes del producto. Esto, con el objetivo de considerar el
nivel de repercusión en cuestión de función, que tendrá el diseño.
Para entender los límites de la trituradora de desechos orgánicos, se consideran los siguientes
conceptos, de tal forma, que estos establecen los términos a considerar para el diseño.
Humano.
Entorno.
Elementos físicos propios.
Se entiende como factor humano, que la máquina debe de ser operada por una persona, porque la
máquina no podrá trabajar por sí sola, así como para su alimentación y mantenimiento, esto da las
pautas para limitar el diseño en este sentido.
El entorno, se refiere a tener las condiciones óptimas de espacio e instalaciones, para su correcta
aplicación.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 51
Los elementos físicos propios, representan límites entre cada uno de ellos, ya que debe de haber
una secuencia de operación y alcance, para cada uno de estos elementos. Por consiguiente se
establece la interacción de los siguientes límites con el sistema:
1) Palanca
2) Cuchillas de corte
3) Caja de trituración
4) Mantenimiento
5) Medio ambiente
6) Operación del sistema (usuario)
8) Material de trabajo
II.13.- Funciones de servicio del sistema trituradora
La función de servicio representa el rol o la actividad, que desempeña cada uno de los elementos
en conjunto.
II.13.1.- Elementos del conjunto
II.14.- Análisis funcional descendente
En el análisis funcional descendente se analiza de la manera gráfica las funciones, que realiza la
trituradora. Este análisis tiene la generalidad de comenzar con la función global de servicio, en un
primer nivel, hasta la traducción de las funciones complementarias en un segundo nivel. Los
niveles de traducción dependen de las funciones con las que cuenta el sistema, para este caso se
describen a continuación. Entonces, de acuerdo a lo anterior, se empieza a desarrollar el grafico
con la función global:
Fuerza física
-Energía mecánica
-Material triturado Mediante el uso de fuerza física triturar
desechos orgánicos domésticos para obtener materia prima para composta.
-Movimiento mecánico
Trituradora de desechos
Figura II.14.- Diagrama funcional de mayor nivel para el producto Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 52
II.15.- Primer nivel de descomposición funcional
En el primer nivel de descomposición funcional, se describen las funciones de mayor peso en el
sistema. Una vez descritas gráficamente, se procede con las funciones complementarias, por lo
que se tiene lo siguiente:
Función A: alimentación
Figura II.15.- Primer nivel de descomposición funcional: función A
Función B: Estructura
Figura II.16.- Primer nivel de descomposición funcional: función B
Aplicar ffísica
uerza
Fuerza de gravedad
Energía mecánica
Almacenaje de los
Desechos orgánicos
Alimentación de la máquina trituradora
Base metálica
Diseño funcional
Resistencia mecánica
Forma física final de la trituradora
Base física a las cuchillas de trituración
Punto de apoyo al sistema
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 53
Función C: Salida
Figura II.17.- Primer nivel de descomposición funcional: función C
Función D: Aplicación de la potencia mecánica
Figura II.18.- Primer nivel de descomposición funcional: función D
Aplicar fuerza física
Fuerza de gravedad
Energía mecánica
Tolva de salida
Desechos orgánicos triturados
Materia prima para composta
Energía mecánica
Aplicar fuerza física
Eje con cuchillas
Movimiento rotatorio al eje con cuchillas
Palanca para transmisión de
potencia
Potencia mecánica
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 54
Función E: Trituración
Figura II.19.- Primer nivel de descomposición funcional: función E
Función F: Sujeción
Figura II.20.- Primer nivel de descomposición funcional: función F
II.16.- Segundo nivel de descomposición funcional
Una vez que se estableció el primer nivel de descomposición funcional se pasa al segundo nivel,
donde se muestra las funciones secundarias de las funciones anteriores, por lo que se expresan
Potencia mecánica
Movimiento rotatorio
Energía mecánica
Fuerza física
Cuchillas de trituración
Trituración
Energía mecánica
Aplicar fuerza física
Base física
Sujeción a una base firme
Máquina trituradora
Bases de sujeción
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 55
gráficamente, al final de la descomposición funcional se mostrará un enlace general de todas las
funciones para dar un perspectiva más amplia de la interacción entre ellas, entonces tenemos:
Función A: Alimentación
Figura II.21.- Segundo nivel de descomposición funcional: función A
Función B: Estructura
Figura II.22.- Segundo nivel de descomposición funcional: función B
Tolva de alimentación
Aplicar fuerza física
Material económico
Llevar el material a la zona
de trituración
Recibir los desechos
orgánicos para ser procesados
Usuario
Firmeza
Geometría
Material económico
Base física de los componentes de
la trituradora
Lograr una base de rigidez y resistencia
mecánica capaz de albergar a los componentes de
la trituradora
Rigidez
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 56
Función C: Salida
Figura II.23.- Segundo nivel de descomposición funcional: función C
Función D: Aplicación de la potencia mecánica
Figura II.24.- Segundo nivel de descomposición funcional: función D
Aplicar fuerza física
Trabajo mecánico
Par torsor
Cuchilla
Material económico
Usuario
Generar un movimiento
rotatorio para las cuchillas de trituración
Movimiento rotatorio
Cuerpo de la trituradora
Fuerza de gravedad
Tolva de salida
Material económico
Material triturado
Una vez obtenido el material
triturado este debe caer para su
recolección
Material triturado
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 57
Función E: Trituración
Figura II.25.- Segundo nivel de descomposición funcional: función E
Función F: sujeción
Figura II.26.- Segundo nivel de descomposición funcional: función F
Tolva de alimentación
Movimiento rotatorio
Cuchilla fija
Par torsor
Cuchillas
Triturar los desechos orgánicos
Material triturado
Base fija
Cuerpo de la trituradora
Fácil colocación
Sujeción firme de la trituradora
Sujeción de la trituradora a una
base fija
Sujeción firme
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 58
II.17.- Establecimiento de la lluvia de ideas para satisfacer las funciones principales de la
máquina trituradora
En esta etapa del diseño se consideran todas aquellas ideas que satisfagan de algún modo las
condiciones presentadas por análisis funcional descendente.
Función A.- Alimentación
A1.- Tolva hecha a base de madera
A2.- Tolva metálica (acero)
A3.- Tolva de material polímero (plástico)
A4.- Tolva metálica (aluminio)
Función B.- Estructura
B1.- Estructura metálica (acero)
B2.- Estructura metálica (aluminio)
Función C.- Salida
C1.- Tolva hecha a base de madera
C2.- Tolva metálica (acero)
C3.- Tolva de material polímero (plástico)
C4.- Tolva metálica (aluminio)
Función D.- Aplicación de la potencia mecánica
D1.- Palanca metálica (acero)
D2.- Palanca metálica (aluminio)
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 59
Función E.- Trituración
E1.- Cuchillas móviles de aluminio
E2.- Cuchillas móviles de acero
Función F.- Sujeción
F1.- Sujeción mediante mecanismo de gusano sin fin
F2.- Sujeción mediante mecanismo de resorte de torsión
II.18.- Evaluación de conceptos
En la evaluación de conceptos se elige una de las opciones que previamente fueron establecidas
en la lluvia de ideas.
II.18.1.- Evaluación I
Técnica de evaluación: “Factibilidad”
Tipo de comparación: Relativa
Base de comparación: Experiencia
Función: A
Opción: A2
Observaciones: Costo relativo bajo
II.18.2.- Evaluación II
Técnica de evaluación: “Factibilidad”
Tipo de comparación: Relativa
Base de comparación: Experiencia
Función: B
Opción: B2
Observaciones: Costo relativo bajo
II.18.3.- Evaluación III
Técnica de evaluación: “Factibilidad”
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 60
Tipo de comparación: Relativa
Base de comparación: Experiencia
Función: C
Opción: C2
Observaciones: Costo relativo bajo
II.18.4.- Evaluación IV
Técnica de evaluación: “Disponibilidad tecnológica”
Tipo de comparación: relativa
Base de comparación: Experiencia
Función: D
Opción: D1
Observaciones: bajo costo
II.18.5.- Evaluación V
Técnica de evaluación: “Concepto seleccionado”
Tipo de comparación: Relativa
Base de comparación: Experiencia
Función: E
Opción: E2
Observaciones: Costo relativo bajo
II.18.6.- Evaluación VI
Técnica de evaluación: “Experiencia”
Tipo de comparación: Absoluta
Base de comparación: Experiencia
Función: F
Opción: F1
Observaciones: construcción fácil
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 61
II.19.- Matriz final de conceptos principales de la máquina
Con la tabla anterior se finaliza con el diseño conceptual, en ella se resumen las evaluaciones y
ponderaciones hechas a cada una de ellas y la que se han elegido para obtener el mejor diseño,
logrando los conceptos principales que compondrán la máquina trituradora de desechos orgánicos.
Estos conceptos servirán en el diseño detallado para obtener las especificaciones y esquemas de
diseño.
Tabla II.10.- Matriz final de conceptos
No. Función Opciones
Descripción 1 2 3 4
1. A Tolva de alimentación de los desechos
orgánicos
2. B Estructura de soporte a l mecanismo de
trituración
3. C Tolva de salida, del producto triturado
4. D Aplicación de la potencia mecánica de entrada
5. E Elementos de trituración
6. F Elemento de sujeción
La tabla II.10 muestra la traducción final, en base a esta se genera un esbozo a mano para la
máquina trituradora, el cual será dibujado con un programa de modelado, la Figura II.27 muestra
el diseño conceptual.
Figura II.27.- Esbozo a lápiz del diseño conceptual
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo II 62
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
II.20.- Sumario
En este capítulo se hace un recuento breve de las injerencias de la ingeniería en la vida diaria, en
especial de la mecánica sus aplicaciones y ventajas. Así mismo se hace énfasis en el diseño como
una disciplina que resuelve necesidades, que pueden ser específicas o ambiguas.
Se describen los alcances del diseño mecánico, también se enlistan y explican sus fases,
utilizando la socorrida técnica del QFD, que utiliza las expectativas del cliente para generar un
diseño funcional a la medida de las necesidades del consumidor.
Se desarrolla esta técnica con la finalidad de obtener un diseño conceptual, apegado a las
necesidades específicas del cliente, acotándose las características que ha de reunir este, y se
obtiene un concepto que se lleva a dibujos, esquemas, planos, dimensiones y todas las
características que harán de este un producto para fabricarse.
II.21.- Referencias
II.33.- Romero, H. O. y Muñoz, N. D., Introducción a la Ingeniería/ Introduction To
Engineering, Ed. Cengage Learning Editores, pp. 408, 2006.
II.34.- Norton, R. L., Diseño de maquinaria, Ed. Mc Graw Hill, pp. 794, 1995.
II.35.- Shigley, J. E., Mischke, C. R., Mitchell, L. D., Diseño en ingeniería mecánica, Ed.
McGraw-Hill, pp. 915, 1985.
II.36.- Mott, R. L., Diseño de elementos de máquinas, Ed. Pearson Educación, pp. 872, 2006.
II.37.- Watanave, J. R., Curso de Diseño Mecánico, IPN-ESIME-SEPI, vol.1, vol.2, vol.3, vol.4,
2000.
II.38.- J. Gordon, W. J., Sinéctica: El desarrollo de la capacidad creadora, Ed. Herrero
ediciones, pp. 214, 1963.
II.39.- Hyman, B., Fundamentals of Engineering Design, Ed. Prentice Hall, pp. 499, 1998.
II.40.- J. M. Juran; Juran y la Calidad por el Diseño, Nuevos pasos para planificar la calidad de
bienes y de servicios; Ed. Díaz de Santos, pp. 592, 1996.
II.41.- Cross N., MÉTODOS DE DISEÑO Estrategias para el diseño de productos, Ed. Limusa
Wiley, pp. 190, 2001.
Capítulo III
Diseño del prototipo
El diseño detallado, genera planos de construcción, los cuales dan la pauta para obtener un producto terminado, en este capítulo y utilizando a la Resistencia de Materiales se obtienen las dimensiones de los componentes de la trituradora de desperdicios domésticos orgánicos.
Al final de este trabajo se detallan en planos las directrices a seguir para la fabricación del mismo.
Capítulo III 64
III.1.- Consideraciones iniciales
Para comenzar el diseño detallado de la máquina trituradora, se da una pequeña secuencia de la
metodología, que se lleva a cabo para su desarrollo.
Para diseñar y construir la máquina trituradora se parte del hecho de que este gira en torno a la
trituración del material, se propone dimensiones de las cuchillas y así se considera una resistencia
al corte, esto lleva a obtener las dimensiones del eje, a partir de este valor se proponen
dimensiones para la carcasa, utilizando estos valores se obtienen las dimensiones de las tolvas, la
de alimentación y descarga, con las dimensiones de la carcasa, también se proponen las
dimensiones de la base de sujeción, se considera además el espárrago dentro del diseño de la
base, a partir de la configuración general de la carcasa con el eje con cuchillas, se propone la
palanca que transmite la potencia del usuario al eje porta-cuchillas.
Tabla III.1.- Materiales utilizados en composta [III.42]
Materiales compostables
Procedencia
Proviene de los seres vivos ya sean animales o vegetales y
se descomponen rápidamente con la ayuda de hongos
bacterias, por lo que reciben el nombre de biodegradables.
Forman entre el 45 y 50 % de la basura que producimos
diariamente, en forma de cáscaras de frutas, vegetales y
cereales.
Se usa como material para composta
• Restos de frutas y verduras
• Restos de café
• Cenizas
• Residuos de jardinería
• Cascarones de huevo
• Poda de jardín
No se usa como material para composta
No es recomnedable usar estos materiales:
Productos de origen animal como carne, grasas, huesos,
restos de excrementos de animales, semillas grandes
enteras, plantas venenosas, plantas que contengan ácidos
tóxicos para otras plantas como eucalipto, nogal, pirul,
cipres.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 65
Una característica principal de esta máquina es la sencillez de operación, su facilidad de
ensamble y el bajo número de piezas que lo conforman. Hay una consideración que se considera
muy importante y es la resistencia al corte; se toma para ello el material que presente la mayor
dureza al corte para el diseño del prototipo, para esto y en auxilio de la Tabla III.1 se toma
madera con una resistencia al corte de 10 Mpa.
Algo que es relevante en este punto es que no se puede estar seguro de la corrección o viabilidad
de un diseño hasta que sea construido y probado. Los prototipos con frecuencia soy muy
costosos, pero pueden ser la forma más económica para probar un diseño [III.43].
III.2.-Proceso de diseño para la máquina trituradora
La máquina trituradora al trabajar con el principio de funcionamiento de corte por cizalla,
transmite íntegramente la fuerza necesaria para el corte al eje, es por esto que el cálculo es con
respecto a este y se le considera como una viga simplemente apoyada, con carga puntual, esta
consideración se hace suponiendo el caso más crítico, en el cuál un único elemento que ha de ser
triturado cae al centro de la cuchillas.
Se toman varias consideraciones para llevar a cabo el análisis de nuestro elemento principal, esto
es el eje de transmisión de potencia mecánica, se considera la carga como una fuerza paralela al
filo de la cuchilla la cual se descompone para obtener las componentes en los planos x e y.
Figura III.1.- Trabajo del eje, vista lateral
III.3.- Análisis de cargas
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 66
Se considera el caso más crítico (Figura III.1 y III.2) en el cual funciona la trituradora, esto es el
material que presenta la mayor resistencia al corte con un área considerada a través de toda la
zona de corte de la caja de trituración, esto es 2947.8 mm2, como ya se explico anteriormente la
carga es considerada puntual.
Figura III.2.- Eje sometido a carga
Análisis de carga por flexión.
Plano X-Y. Diagrama de Cuerpo Libre.
Figura III.3.- Diagrama de cuerpo libre del eje
Σ Fx = 0; Σ Fy = 0 (III.1)
RA – Fx + RB = 0; RA – 20.86 + RB = 0; RA = 20.86 - RB (III.2)
+ Σ MA = 0
0 (III.4)
(III.3)
. 075 .15 0
2 6 . 075 .150 0 (III.5) 0.8
.
.= 10.43 kN; Sustituyendo para obtener RA, RA =10.43 kN
.075m .075m
A B
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 67
τ= 10 MPa (III.6)
(III.7)
F= 29.5 kN
(III.8)
E= 207 GPa
Sy= 207 MPa
Su= 379 MPa
A= .0029478 m2
d= 2.54 cm
τ= 10 MPa
I= 2.03 x 10-8m4
, J= 4.086 x 10-8m4 (III.9)
Figura III.4.- Descomposición de la fuerza que actúan en la cuchilla móvil
Fx = 20.86 KN; Fy= F
T F d; T 20.86 .0381 ; Tf = .553 kNm (III.11)
= F cos 45o sen 45o= 20.86 kN (III.10)
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 68
Conocidas las fuerzas que actúan directamente sobre la cuchilla es posible trasladarla al eje, para
ello es necesario hacer un diagrama de cuerpo libre de este con la carga que le afecta y así
obtener los diagramas de cortantes y de momento flector [III.44].
Plano X-Y. Diagrama de Cuerpo Libre
Cálculo de cortantes:
VA = RA por lo tanto VA = 10.43 kN
VC = VA + Fx (III.12)
VC = 10.43 + (- 20.86)
VC = - 10.43
VB = VC + RB (III.13)
VB = -10.43 + 10.43 = 0 N
Cálculo de momentos:
MA = 0 (III.14)
MC = MA + AI (III.15)
MC = (10.43) * (.075) = .78225 kN m
Figura III.5.- Diagrama de cortantes MB = MC + AII (III.16)
y momentos MB = .78225 + (-10.43 * .075) = 0
Debido a la baja velocidad de operación a la que está sometido el eje las cargas se consideran
como cargas estáticas, se considera el criterio de esfuerzo cortante máximo y el criterio de Von
Misses. Adicionalmente se considera el código ASME el cuál se reduce, al solo considerar
torsión y flexión, que son las cargas a las que se somete el eje [III.45].
F
C B A
.075m .075m
10.43 KN
V ± 10.43 KN
782.25 Nm
M ±
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 69
III.4.- Códigos para diseño de ejes.
Primer Criterio Cargas Estáticas.
- Criterio de Tresca (Esfuerzo Cortante Máximo).
ó (Esfuerzo debido a flexión). (III.17)
(Esfuerzo Cortante debido a la torsión). (III.18)
Por el círculo de Mohr tenemos:
á . ó (III.19)
á . (III.20)
Tenemos:
; ;
á . (III.21)
á . (III.22)
á . (III.23)
á . √ (III.24)
á . √ (III.25)
Sea:
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 70
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
á . .
(III.26)
Tenemos:
. √ (III.27)
Por lo tanto:
. √ (III.28)
. √ (III.29)
- Por criterio de Von Misses, obtenemos:
. 0.75 (III.30)
Segundo Criterio Código ASME.
0.3
0.18
Para este ca tenem so os que:
√ (III.31)
. (III.32)
Capítulo III 71
Caso . Carga estática (Tresca).
. √ (III.33)
Para MA.
32 1.5
207 10 .78225 .553 2.469 10
Caso . Carga estática (Von Misses).
. 0.75 (III.34)
Para MA.
32 1.5
207 10 .78225 0.75 .553 2.287 10
Se ha considerado un eje de diámetro de una pulgada (254 mm), tomando en cuenta las barras
que se adquieren de forma comercial, que es adecuada para cumplir con la función que ha de
desarrollar dentro de la máquina.
III.5.- Análisis de las cuchillas
En el corte por cizalla (Figura III.6) como en el caso de los cuchillos de cocina se suele utilizar
un ángulo de corte que va de 25 a 35 grados, y en corte a materiales metálicos (Figura III.7) se
suele utilizar un ángulo de corte 60 a 80 grados, es por ello que se ha decidido utilizar un ángulo
de corte de 45 grados, que es una dimensión intermedia entre un corte de materiales
blandos(como los hechos por un cuchillo de cocina) y un corte a materiales duros como los hecho
a láminas metálicas.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 72
Figura III.6.- Ángulo de corte de un cuchillo de cocina
Figura III.7.- Corte por cizalla en materiales metálicos
III.5.1.- Cuchilla móvil
En la Figura III.8 se muestra un esquema de las fuerzas que actúan sobre las cuchillas de esta
descomposición y mediante el uso de un factor de geometría se conoce la carga que actúa en la
unión soldada. Es importante mencionar que las cuchillas se recomienda sean fabricadas de acero
1045 el cual permite tratamientos térmicos y que además tiene buena soldabilidad y mediana
maquinabilidad, al ser este un prototipo, las cuchillas se fabrican de acero estructural 1018, estas
llevan un templado en la zona del filo, para evitar que este se embote con el uso [III.46].
Figura III.8.- Análisis de las cuchillas móviles
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 73
Las uniones de las cuchillas con el eje se hacen mediante soldadura se determina si con la carga
aplicada esta será soportada. La Figura III.6 muestra la descomposición de la fuerza que actúa en
la cuchilla móvil.
El factor de eo dado para este caso de unión soldada es: g metría
(III.35)
b y d son las dimensiones del largo y espesor de la cuchilla respectivamente, Zw es el factor de
geometría utilizado para obtener la fuerza por pulgada de soldadura; se tiene:
(III.36)
Para obtener M
Tenemos que:
F= 29.5 N
Fx= F cos 45º = 20.86 N; Fy= F sen 45º = 20.86 N
M = Fy d; M = .53 Nm
Zw= bd; Zw=.01486 m2
f = 35.65
Esta es la fuerza por pulgada que ha de soportar la unión soldada, por ello se propone soldadura
E-6013 para las uniones. Con una resistencia la corte en soldadura de chaflán de 124 MPa. Se
considera que por cada cuchilla se colocan tres cordones de soldadura de una pulgada de longitud
cada cordón.
III.5.2.- Cuchilla fija
El análisis para la cuchilla fija se realiza de forma similar al de las cuchillas móviles y presenta
las mismas características que estas, la diferencia consiste en que será soldada en la cara opuesta
a al movimiento natural de las cuchillas móviles, para poder trabajar usando el principio de corte
por cizalla.
III.6.- Cojinetes
Se consideran un par de rodamientos rígidos de bolas sellados para utilizarse en los extremos del
eje, el fabricante le denomina en su catálogo como FAG- 6004, sus características nominales se
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 74
muestran en la Figura III.9, el enlistado de todas las propiedades de este rodamiento se
encuentran en el anexo final, correspondiente al catálogo del fabricante de rodamientos FAG.
Figura III.9.- Selección del rodamiento
En las consideraciones iniciales para esta pieza se pensó en usar bujes del mismo material que el
eje, esto es acero, pero el desgaste por fricción, le pronosticaba poco tiempo de vida tanto al eje
como a las bases. La lubricación al ser un equipo de muy bajas revoluciones y más importante
aún, al ser rodamientos sellados se hace innecesario. La Figura III.10 da una idea general de la
ubicación de los cojinetes. Los detalles se pueden consultar en el anexo.
Figura III.10.- Cojinetes
III.7.- Base de sujeción
Eta consiste en un tornillo de gusano sinfín con una palanca en la parte inferior que facilita su
apriete esto con el fin de poder sujetar el equipo de trituración a alguna superficie como una
mesa. En la parte que hace contacto con la mesa o superficie que ha de ser usada como base fija,
se coloca una roldana robusta para que la intensidad del apriete se distribuya en un área más
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 75
grande que evitará que el tornillo dañe la superficie que lo soporte. Las dimensiones se muestran
en el anexo.
Figura III.11.- Base de sujeción
La base de sujeción tiene una superficie libre de 75 milímetros entre las bases lo que asegura que
podrá ser usada aun en soportes de grosor igual o menor a 2 ½ pulgadas de espesor; está inspirada
en las bases que sujetan a los molinos de mano para granos.
En la Figura III.11 se muestra de forma general el conjunto de bases y tornillo de gusano; las
dimensiones y características finales se pueden consultar en los anexos.
III.8.- Carcasa
La carcasa de la trituradora está formada por tres placas de ¼ de pulgada de grosor con
dimensiones nominales de 150 x150 milímetros, estas están soldadas entre sí de forma
perpendicular y una cuarta pieza se ensambla mediante tornillos y unos ángulos soldados a las
placas fijas, para dar la forma final a la carcasa, está le da la consistencia y resistencia al conjunto
ya que sirve como punto de apoyo para que el eje con las cuchillas giren libremente y puedan
hacer el trabajo para el que fueron diseñados. Así mismo, sirve de base para que la cuchilla fija
sea soldada y pueda servir de contra parte a las cuchillas móviles. La placa que se sujeta mediante
tornillos tiene esta configuración con la finalidad de presentar un desensamble rápido y sencillo
que permita un mantenimiento fácil. Se muestra en la Figura III.12 la disposición general del
ensamble. Las dimensiones se muestran en el anexo final.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 76
Figura III.12.- Carcasa
III.9.- Palanca
La palanca es una máquina simple que tiene como función transmitir una fuerza está compuesta
por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo, en este caso se
utiliza para transmitir la fuerza que aplica el usuario de la máquina trituradora al eje, su diseño es
el más simple posible, así solo consta de un centro que coincide en forma y dimensiones con la
parte del eje a la cual va ensamblado.
Consta además de una barra que es la que funciona como la palanca en sí, y un mango de madera
para permitir un deslizamiento simple y eficiente a la hora de aplicar el par al eje de las cuchillas.
Se considera madera, para el mango por comodidad de uso para el sujeto que aplique la carga a la
palanca.
Figura III.13.- palanca
En la Figura III.13 se muestra el ensamble final de la palanca la cual consta del mango el cual
puede ser de madera o de algún material plástico, la palanca propiamente dicha que es una barra
de acero soldada a un centro el cual ensambla en el eje porta-cuchillas. Existen un par de
consideraciones adicionales para el diseño de este elemento, estas se detallan en el anexo final.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 77
El centro presenta una forma peculiar esto con la finalidad de que funcione bajo el principio
físico de las cuñas, consiste en un barreno trunco, el cual impide deslizamiento entre este y el eje.
El sub-ensamble de la palanca se muestra a detalle en el anexo B.
III.10.- Tolvas de alimentación y descarga
Se denomina tolva a un dispositivo destinado a depósito y canalización de materiales, en el caso
de la máquina trituradora se tienen un par de tolvas una de alimentación y otra de descarga.
La tolva de alimentación se adapta a las dimensiones de la carcasa de esta forma no necesita
tornillos de sujeción, la función principal que cumple la tolva es la de dirigir el material que ha de
ser triturado directamente a las cuchillas, para de esta forma asegurar que este sea triturado y no
caiga en otra dirección que no sea la zona de trituración, para el caso del prototipo se emplea
lámina de calibre 30 el cual presenta un espesor de 0.34 mm. Se recomienda considerar la
fabricación de las tolvas de algún material polímero que reduciría el peso y el costo del equipo.
En la Figura III.14 se muestra una imagen de la tolva, esta cuenta con una forma que se describe
detalladamente en el anexo, así como sus dimensiones.
Figura III.14.- Tolva de admisión
La tolva ensambla, por sus dimensiones, de forma ajustada a la carcasa de trituración esto
presenta ventajas ene le diseño, ya que elimina el uso de tornillos que lo mantengan fijo,
adicionalmente, permite un desensamble rápido y sencillo.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 78
Figura III.15.- Tolva de salida
Por otra parte la tolva de descarga al igual que la de admisión es de lámina calibre 30 y de
colocación rápida, su forma está pensada para dirigir el material triturado obtenido hacia un punto
común por debajo de la máquina, en este punto se puede utilizar algún recipiente para canalizar
los materiales triturados. Una característica importante a resaltar de esta tolva es su fijación a la
máquina, la cual se hace mediante un sencillo pero eficaz sistema de ensamble rápido consiste en
agujeros abocardados de dos dimensiones a través de los cuales se insertan unos pernos con
cabeza. La tolva mediante un movimiento de deslizamiento se fija a su posición final. La Figura
III.15 da una idea general de la tolva de descarga; sus dimensiones y características se muestran
en el anexo final.
La recepción del material ya triturado se hace en un recipiente colocado en la parte inferior de la
máquina, este puede ser una bandeja o un cubo de los de 19 lts., en el se almacena el material
hasta que vaya a ser usado en la compostadora, al ser un equipo doméstico, no se esperan grandes
cantidades de material triturado, y solo lo que se obtenga de desecho de la cocina diariamente.
III.11.- Trituradora de desechos orgánicos domésticos
Todas las piezas hasta aquí mencionadas sirven como preámbulo al ensamble final, el cual es un
equipo funcional que se utiliza como elemento de trituración de desechos orgánicos, las
dimensiones y características generales se pueden consultar en el anexo final.
El ensamble final de la máquina trituradora es un equipo de reducidas dimensiones, de peso
relativo bajo y de una sencillez y simpleza para tomar en cuenta, esto la hace, útil para la
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 79
trituración de desechos orgánicos, en localidades en donde la electricidad no es un servicio
constante, o donde simplemente se tomen en cuenta consideraciones del tipo ahorro de energía en
el uso de equipo doméstico.
Figura III.16.- Ensamble de la trituradora
La Figura III.16 da una vista en isométrico del producto final, la Figura III.17 muestra de forma
general vistas de la misma trituradora. El ensamble final se muestra a detalle en los anexos.
Figura III.17.- Vistas del ensamble
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 80
La Figura III.18 muestra el plano general, en el se marcan las piezas individuales que conforman
el ensamble final, para mayor referencia remitirse a los anexos finales en donde se muestran
también los sub-ensambles.
Figura III.18.- Plano general
III.12.- Sumario
En este capítulo se dan las pautas de diseño, se describen las partes que conforman el conjunto
final, considerando materiales, se obtienen los dibujos para llevar este prototipo a construcción.
Después de haber logrado los resultados anteriormente descritos se da por terminado el diseño de
la máquina.
Para tener una idea exacta y una guía de construcción, de la máquina que se diseño, en los
anexos, se encuentran los dibujos de las piezas unitarias, sub-ensambles o conjuntos y del
conjunto final; todo esto en relación con la estructura del producto.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo III 81
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
III.13.- Referencias
III.42.- Rodríguez, S. M., Córdoba, A. y Villa, A., Manual de Compostaje Municipal:
Tratamiento de residuos sólidos urbanos, Instituto Nacional de Ecología, pp. 102, 2006.
III.43.- Mott, R. L., Diseño de elementos de máquinas, Ed. Pearson Educación, pp. 872, 2006.
III.44.- Shigley, J. E., Mischke, C. R., Mitchell, L. D., Diseño en ingeniería mecánica, Ed.
McGraw-Hill, pp. 915, 1985.
III.45.- Mott, R. L., Diseño de elementos de máquinas, Ed. Pearson Educación, pp. 872, 2006.
III.46.- Bendix F., Sáenz de M. C., Alrededor del trabajo de los metales, Ed. Reverte, pp. 228,
1971.
Capítulo IV
Construcción del prototipo
Una vez que se han elaborado los planos de construcción se procede a la fabricación del prototipo, en este apartado se describen los pasos a seguir para la obtención de cada una de las piezas, utilizando máquinas herramientas, como torno, fresa, taladro, máquina soldadora y sierra mecánica; enlistándose los costos del material, para estimar el precio final de este.
Capítulo IV 83
IV.1.- Construcción
En la construcción de la máquina trituradora de desechos orgánicos se considera lo desarrollado
en el capítulo anterior, así mismo es necesario consultar detallada y constantemente los planos
anexos.
IV.2.- Componentes
Teniendo el plano de conjunto, los planos de los sub-ensambles y de las piezas de la máquina se
determina el material para la fabricación, el material usado en todas las piezas, salvo que se
señale otra cosa, es acero estructural 1018, estos son mostrados en la Tabla IV.1.
Tabla IV.1.- Materiales usados en la construcción del prototipo
Material Cantidad
Placa de acero de ¼ de espesor 4 trozos de 150 x 150 mm
Barra redonda de acero diámetro 1 pulgada 200 mm
Lámina de acero calibre 36 1000 x 100 mm
Ángulo de acero de ¼ de espesor por 2 pulgadas de
ancho del ala 150 mm
Barra redonda de acero de diámetro de 1¼ pulgadas 150 mm
Redondo de madera de 1 pulgada de diámetro 100 mm
Barra redonda de acero de diámetro ½ pulgada 100 mm
Solera de acero de 3/8 x 1½ pulgadas 750 mm
Ángulo de acero 1/8 de espesor por ¾ de pulgada de
ancho de ala 100 mm
Existen de forma comercial componentes que pueden adquirirse, esto reduce tiempo de
fabricación pues se consiguen directamente las piezas sin ningún proceso de maquinado, como el
caso es construir un prototipo se prefiere comprar estos, en una análisis más exhaustivo y si se
considerará la fabricación en serie, se puede determinar si es más económico el propio
maquinado de los componentes o la adquisición de estos a un proveedor; la Tabla IV.2 muestra la
lista de las piezas que fueron adquiridas.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 84
Tabla IV.2.- Componentes adquiridos
Material Cantidad
Tornillo STD ¼-20 UNC 4 de ¾ de pulgada de largo
Tornillo STD 5/16-18 UNC 1 de ½ pulgada de largo
Tuerca STD ¼-20 UNC 4
Tuerca STD ½-13 UNC 1
Espárrago de ½-13 UNC 150 mm
Arandelas 8 para los tornillos de ¼, 1 para
el tornillo de 5/16, 1 para el
tuerca de ½
Soldadura 60-13 ¼ de kg
IV.3.- Piezas a maquinar
Algunos elementos de la máquina trituradora deben ser maquinados para obtener la forma final,
es decir es necesario un proceso previo utilizando la materiales de fabricación que previamente se
ha enlistado, los componentes comerciales solo deben ser adquiridos y ensamblados sin ningún
procedimiento de maquinado.
IV.3.1.- Maquinado del eje
El procedimiento para maquinar los ejes consiste en montar la barra redonda de acero de 1
pulgada de diámetro en un torno, refrentar el extremo de la barra, cilindrar una longitud mayor a
la del eje hasta llegar al diámetro indicado en los planos, utilizando un buril para tronzar ó una
cuchilla, se maquina la garganta del extremo que se había refrentado, se corta la barra una
longitud mayor a la del plano, se desmonta la barra para voltearla y refrentar el otro extremo
hasta llegar a la dimensión especificada, por último se maquina la garganta restante. Con una
fresa se realiza el corte que fungirá como cuña hasta la longitud especificada en los planos. En el
extremo de la cuña se realiza un barreno para después, utilizando un machuelo generar la rosca
especificada. En la Figura IV.1 se muestra el acabado final de este proceso.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 85
Figura IV.1.- Eje manufactura y eje final
IV.3.2.- Piezas fabricadas a partir de lámina
Las piezas que se fabrican utilizando lámina se obtienen realizando los siguientes procesos; se
corta la lámina dándole la forma especificada en el plano, utilizando tijeras especiales o guillotina
para esta operación. Posteriormente de ser necesario se unen las piezas, utilizando para ello
remaches o bien uniones mecánicas hechas por doblado, para formar la tolva de alimentación y/o
descarga respectivamente, la Figura IV.2 y IV.3 muestran la forma final que ambas tolvas, cabe
hacer mención que la tolva de alimentación para mantenerse en la posición de trabajo solo debe
ser empotrada en la boca de la carcasa, no así la tolva de descarga que ha sido diseñada para un
ensamblaje rápido, es por esto que es necesario realizar los barrenos que se especifican, el
mecanismo de ensamble se explica detalladamente más adelante.
Figura IV.2.- Tolva de alimentación final
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 86
Figura IV.3.- Tolva de salida final
IV.3.3.- Maquinado de cuchillas.
Para el maquinado de las cuchillas tanto la fija como las móviles, se toma la solera de 3/8 x 1 ½
pulgadas y se corta ligeramente mayor a las dimensiones dadas en los planos de fabricación, se
maquinan los extremos en una fresadora para darle las dimensiones especificadas en cada plano,
hasta lograr que las dimensiones sean consistentes con las marcadas en los planos de
construcción. En la figura IV.4 se muestra el acabado final de una cuchilla.
Figura IV.4.- Cuchilla fija y cuchilla móvil final
En la Figura IV.5 se muestra la secuencia fotográfica para la obtención de las cuchillas de la
solera; el trozo completo de solera es maquinado con la fresadora vertical colocada a 45º con
respecto a la base horizontal, de esta forma se tiene una sola cuchilla a todo lo largo de la solera,
como paso siguiente, se corta la que en un futuro será la cuchilla fija, del resto de solera que
queda y con auxilio de la fresadora de desbasta hasta obtener las dimensiones marcadas en el
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 87
plano de fabricación, como paso último se cortan las 4 cuchillas a las medidas de largo que están
marcadas.
Figura IV.5.- Secuencia del maquinado de las cuchillas
IV.3.4.- Maquinado de tapas.
Con la placa de ¼ de espesor y utilizando una sierra manual se cortan los trozos ligeramente más
grandes de cómo son marcados en los planos, para posteriormente ser cortados con la fresa a las
dimensiones marcadas en estos mismos planos, con una broca de ¼ de pulgada se hace un primer
barreno que posteriormente será abocardado usando para ello la fresa hasta cumplir con las
dimensiones señaladas.
Figura IV.6.- Maquinado de las tapas
Una tapa será maquinada como se describe, dos no llevan maquinado alguno y una cuarta tapa
adicional al agujero del centro lleva en sus cuatro extremos barrenos para ser sujeta con tornillos.
Para una guía gráfica remitirse a la Figura IV.6; adicionalmente se muestra la secuencia
fotográfica de la obtención de estas piezas en la Figura IV.7, se muestra las placas recién
cortadas, es importante señalar que se cortaron con cizalla, pudiendo cortarse con sierra mecánica
o cierra cinta también se muestran las mismas placas después de ser barrenadas.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 88
Figura IV.7.- Obtención de las tapas
IV.3.5.- Maquinado de Ángulos.
Con una sierra manual se cortan los ángulos con una dimensión ligeramente superior a la
marcada en los planos de fabricación, posteriormente utilizando una fresa se desbastan los cantos
de estos ángulos metálicos para lograr las dimensiones finales, de ser necesario se barrenaran los
ángulos de acuerdo a las características marcadas en los planos de fabricación, este proceso es
idéntico tanto para los ángulos de la base de sujeción como los ángulos que sujetan a la tapa. En
la Figura IV.6 se muestran los ángulos ya maquinados.
Figura IV.8.- Ángulos de base de sujeción y de la tapa
IV.3.6.- Maquinado de Espárrago.
Del espárrago que se adquiere es necesario realizarle algunos maquinados que a continuación se
detallan, como primer paso se corta a una dimensión ligeramente superior a la mencionada en los
planos posteriormente con ayuda de un torno se refrentan sus extremos, adicionalmente uno de
los extremos se le inserta una pieza obtenida de la barra redonda de ½ pulgada para ello al trozo
de barra se le hace un barreno y al espárrago en uno de sus extremos se le desbasta hasta que este
extremos entre en el agujero previamente descrito, como siguiente paso se sueldan estas dos
piezas, el trozo de barra de ½ pulgada de diámetro lleva un barreno a todo el grosor de ella, el
extremo opuesto del espárrago es maquinado para colocarle una roldana que sirva para sujetar la
máquina trituradora a alguna base. En la Figura IV.7 se muestra el acabado final de esta pieza.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 89
Figura IV.9.- Espárrago final
IV.3.7.- Maquinado del eje de apoyo.
El eje de apoyo es la base sobre la cual se inserta el mango de madera, para maquinarlo se recurre
al corte de un trozo de redondo de ½ pulgada con una dimensión ligeramente superior a la
marcada en los planos de fabricación como paso subsecuente en el torno se refrentan ambos
extremos de la barra hasta lograr las dimensiones especificadas, posteriormente se realizan los
maquinados señalados, así mismo y con ayuda de una tarraja se genera una rosca en uno de los
extremos del eje. La Figura IV.8 muestra la forma final del eje, las dimensiones se pueden
consultar en el anexo, esta pieza va inserta en la palanca en donde se suelda para darle forma final
al brazo de palanca.
Figura IV.10.- Eje de apoyo final
IV.3.8.- Maquinado del centro de la palanca.
De la barra de 1 ¼ pulgadas se corta un trozo de dimensiones mayores a las marcadas en los
planos, utilizando para ello una sierra manual, como paso posterior y con auxilio de un torno se
refrentan ambos extremos, existen múltiples formas para obtener el barreno trunco que se utiliza
para transmitir la potencia del brazo de palanca al eje con cuchillas, dentro de las cuales se puede
mencionar la electroerosión como uno de los procesos que presentan una mayor posibilidad de
obtener la pieza final, sin embargo y al tratarse de un prototipo los costos de construir la pieza por
este medio es muy costosa; es por ello que se recurre a un método más simple.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 90
Figura IV.11.- Centro de la palanca final y centro fabricado
Este es construir dos dados idénticos con ayuda del torno, a uno de ellos se le barrena según las
dimensiones marcadas en los planos; la pieza barrenada se coloca en el eje y se le coloca un
punto de soldadura, posteriormente con la fresa vertical se rebaja el conjunto hasta
dimensionarlo a los valores de los planos de diseño; a la pieza que originalmente no se le hizo
ningún barreno se le corta una parte que debe corresponder con la parte desbastada con la fresa,
ahora se tiene dos piezas para obtener una sola, se coloca a manera de tapa el último trozo
obtenido y se le colocan un par de puntos de soldadura para mantenerlas unidas, se verifica que
coincida con el corte hecho al eje y se generan canales para poder ser llenados de soldadura en las
uniones de ambas piezas, como paso final se maquina el conjunto con el torno para tener la pieza
final, la Figura IV.9 muestra el acabado de la pieza y la pieza obtenida por el método descrito.
IV.3.9.- Maquinado de la palanca.
Para realizar el brazo de la palanca se recurre al corte de un trozo de redondo de ½ pulgada con
una dimensión ligeramente superior a la marcada en los planos de fabricación como paso
subsecuente en el torno se refrentan ambos extremos de la barra hasta lograr las dimensiones
especificadas, posteriormente se barrena uno de los extremos, la figura IV.10 muestran el
acabado final de esta pieza.
Figura IV.12.- Brazo de palanca final
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 91
IV.3.10.- Maquinado del mango.
El procedimiento para maquinar el mango consiste en cortar el redondo de madera con una sierra
manual con una dimensión superior a la marcada en el plano de fabricación, posteriormente se
refrenta un extremo del redondo, cilindrar una longitud mayor a la del eje hasta llegar al diámetro
indicado en los planos, utilizando una cuchilla para tronzar se maquina la garganta del extremo
que se había refrentado, se barrena a lo largo de todo el mango de acuerdo a los planos, se
abocardan ambos extremos del barreno que corre a lo largo del mango respetando las
dimensiones marcadas. La forma final del mango se muestra en la figura IV.11.
Figura IV.13.- Mango de madera final
IV.4.- Sub-ensambles
Los sub-ensambles son los ensambles de las piezas solas, previas al ensamble completo; debe
seguirse esta secuencia de armado para asegurar un funcionamiento final adecuado. En todos los
casos si se habla de soldadura se entiende que se trata de soldadura 60-13 a menos que se diga
otra cosa.
IV.4.1.- Tapa y cuchilla fija
Este sub-ensamblaje requiere de la colocación de la cuchilla fija en la posición que ha sido
marcada, para eso es necesario remitirse a los anexos en donde se muestran las dimensiones a las
cuales será soldada la cuchilla fija en la tapa la Figura IV.12 muestra la fijación final de la
cuchilla.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 92
Figura IV.14.- Cuchilla fija
IV.4.2.- Eje con cuchillas
En el eje que previamente ha sido maquinado y respetando las dimensiones que se dan en los
planos de fabricación, se colocan las cuatro cuchillas móviles a 90º entre sí, estas se sueldan para
fijarlas al eje, la figura IV.13 muestra el resultado final de este sub-ensamble.
Figura IV.15.- Eje con cuchillas final
IV.4.3.- Carcasa
Para armar este sub-ensamble se requiere colocar la tapa con un único barreno al centro y a 90º
de cada uno de sus extremos la tapa sin barrenos y el sub-ensamble tapa con cuchilla fija, estas
tres tapas será soldadas en esta posición, posteriormente en los extremos libres de las tapas
laterales se colocan los ángulos de ¾ de ala barrenados para que posteriormente sean la base de
sujeción de la tapa que cierra la carcasa, la figura IV.14 muestra este sub-ensamblaje.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 93
Figura IV.16.- Carcasa final
IV.4.4.- Palanca y mango
Este sub-ensamble requiere de soldar el eje de apoyo al brazo de la palanca y este al centro de la
palanca siguiendo las directrices de los planos de construcción, posteriormente de coloca el
mango en el eje de apoyo y se le coloca su arandela y tuerca respectiva, el resultado final se
muestra en la figura IV.15, la cual por un lado muestra el ensamble mango eje de apoyo y el sub-
ensamble palanca y mango.
Figura IV.17.- Palanca y mango final
IV.4.5.- Sub-ensamble base de sujeción
Para este sub-ensamble se necesita primero acoplar al espárrago el eje de apriete, posteriormente
se suelda la tuerca de ½-13 UNC al ángulo de 2 pulgadas de ala con el barreno y se hace pasar el
espárrago a través de la tuerca se coloca la roldana en el extremo y se le coloca un punto de
soldadura para evitar que se salga, La figura IV.16 muestra el ensamble del espárrago y el
ensamble del espárrago con el ángulo.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 94
Figura IV.18.- Sub-ensamble espárrago final
IV.5.- Ensamble completo
Este es el ensamble final de la maquina, al extremo libre del eje con las cuchillas se le coloca la
palanca con el mango este va sujeto con un tornillo 5/16-18 UNC y roldana, a la carcasa con el
eje se le se suelda la base de sujeción en el extremo opuesto al lugar en donde está la palanca con
el mango, así también se sueldan los ángulos y los refuerzos, se le colocan las tolvas de
alimentación y descarga y se tiene el triturador de desechos orgánicos, es necesario hacer la
observación de que se necesitan algunas herramientas para este ensamble final, estas son, dos
llaves de ½ o 13 mm, dos llames 7/16 u 11 mm, una llave 5/8 o 16 mm. La figura IV.17 muestra
el ensamble final de la máquina.
Figura IV.19.- Ensamble final
IV.6.- Recomendaciones de operación y mantenimiento
Es importante señalar que el prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos, es
eso, un prototipo que puede presentar fallas durante su funcionamiento, durante el proceso de
diseño, para obtener un producto que va a producción se necesitan de muchas iteraciones para
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 95
lograr el diseño que va a producción final, incluso así, existen productos en el mercado que
presentan fallas, es por ello que se recomiendo utilizar este equipo con todo el cuidado posible,
en su configuración física presenta parte con bordes afilados, se recomienda utilizarlo con
precaución y solo para triturar desechos orgánicos, su uso para otro tipo de desechos puede
ocasionar accidentes.
El mantenimiento en este equipo es muy básico, consiste en tener las cuchillas afiladas, limpieza
después de utilizar el prototipo y un apriete adecuado a todos los tornillos con los que cuenta para
evitar cualquier accidente.
IV.7.- Análisis económico
Este apartado se refiere al procedimiento de determinar los costos con exactitud antes de la
producción. La ventaja de poder predeterminar el costo es obvia. La mayoría de los contratos
actuales se firman con base en un "costo firme", que significa que el fabricante debe
predeterminar los costos de producción, a fin de establecer un precio suficientemente alto para
tener una utilidad. Al tener estándares de tiempo en las operaciones de trabajo directo, los
fabricantes pueden asignar un precio a los elementos que integran el costo primario del producto.
En general, se piensa que el costo primario es la suma de los costos directos de material y mano
de obra.
Los costos son la base de las acciones dentro de una organización. Cuando los costos de procesar
una parte se vuelven demasiado altos comparados con los métodos de producción competitiva,
debe considerarse hacer algunos cambios. Es invariable que existan distintas alternativas para la
manufactura de un diseño funcional, dado que compiten en términos de costos. Por ejemplo, el
moldeo compite con la forja, escariar con perforar, moldeo en matriz con moldeo en plástico, el
metal pulverizado con destornilladores automáticos, etcétera.
Los costos de manufactura se pueden clasificar en cuatro grupos: costos directos de material,
costos directos de mano de obra, gastos de fabricación y gastos generales. Los dos primeros se
refieren a la producción directa, mientras que los dos últimos son gastos fuera de la producción,
llamados costos generales. Los costos directos de material incluyen materia prima, componentes
compradas, artículos comerciales estándar (sujetadores, alambre, conectores, etc.) y artículos
subcontratados. Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 96
La mano de obra directa se refiere a trabajadores que están involucrados en la manufactura
directa del producto. Los costos directos se calculan a partir del tiempo requerido para fabricar el
producto multiplicado por la tasa salarial.
Los costos de fabricación incluyen aspectos como mano de obra indirecta, herramientas,
máquinas y costos de energía. La mano de obra indirecta incluye aspectos como envió y
recepción, flete, almacenamiento, mantenimiento y servicios de intendencia. Los costos de
trabajo indirecto, herramientas y máquinas pueden tener mayor influencia en la selección de un
proceso específico que el material y los costos de trabajo directo.
La asignación de costos de herramientas también tiene una relación significativa con la cantidad
de producción.
El costo general incluye costos como el de mano de obra (contabilidad, administración, apoyo,
ingeniería, ventas, etcétera), renta, seguros, servicios de luz y agua, etcétera.
La preocupación primordial del ingeniero es el costo de fabricación, pues es el que tiene impacto
en la selección de las formas alternativas de producir un diseño dado.
Figura IV.20.- Elementos del costo
La figura IV.18 muestra los diferentes costos y elementos de ganancia que influyen en el
desarrollo del precio de venta. Entender la base del costo ayudará al ingeniero a elegir los
materiales, procesos y funciones que mejor fabriquen el producto.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 97
Obtener un incremento en la perfección de 90 a 95% puede significar un aumento de 50% en el
costo de desarrollo y precio del producto y destruir el valor de las ventas del producto. El costo,
la calidad y el grado de perfección deben estudiarse con cuidado para obtener la mayor ganancia
en un periodo dado. En general, el costo es el factor decisivo. La relación entre costo, ventas
ganancias o pérdidas y volumen se aprecia mejor en una gráfica de punto de equilibrio. La figura
IV.19 ilustra una gráfica de punto de equilibrio típica.
Figura IV.21.- Gráfica del punto de equilibrio
La distribución de los factores de costo varía en forma drástica con el número de unidades
producidas. Esto se presentó en conexión con el costo fijo, como se muestra en la figura IV.18
Cuando las cantidades son pequeñas, la proporción de costos de desarrollo es alta comparada con
el costo de gastos en manufactura, mano de obra directa, materia prima y componentes
compradas. El desarrollo del costo incluye diseño, preparación de dibujos recolección de
información de manufactura, diseño y construcción de herramientas, pruebas, inspección y
muchos otros aspectos que intervienen en la colaboración de las primeras unidades en
producción. Conforme el número de unidades disminuye, la atención se centra en reducir los
gastos generales, de mano de obra directa y de materiales, mediante procesos de ingeniería y
métodos de manufactura avanzados.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 98
Tabla IV.3.- Costo de los componentes
Componente Cantidad Costo unitario Total
Placa de acero de ¼ de espesor 4 trozos de 150 x 150
mm $12.70 $50.77
Barra redonda de acero diámetro 1
pulgada 200 mm $22.00(kg) $33.00
Lámina de acero calibre 36 1000 x 100 mm $22.00(kg) $70.52
Ángulo de acero de ¼ de espesor por
2 pulgadas de ancho del ala 150 mm $22.00(kg) $16.70
Barra redonda de acero de diámetro
de 1¼ pulgadas 150 mm $22.00(kg) $44.00
Redondo de madera de 1 pulgada de
diámetro 100 mm $10.00 $10.00
Barra redonda de acero de diámetro ½
pulgada 100 mm $22.00(kg) $4.20
Solera de acero de 3/8 x 1½ pulgadas 750 mm $22.00(kg) $47.00
Ángulo de acero 1/8 de espesor por
¾ de pulgada de ancho de ala 100 mm $22.00(kg) $1.00
Tornillo STD ¼-20 UNC 4 de ¾ de pulgada de
largo $00.60 $2.40
Tornillo STD 5/16-18 UNC 1 de ½ pulgada de
largo $1.00 $1.00
Tuerca STD ¼-20 UNC 4 $00.45 $1.80
Tuerca STD ½-13 UNC 1 $2.75 $2.75
Espárrago de ½-13 UNC 150 mm $59.60(1500 mm) $5.96
Arandelas 8 para los tornillos de
¼, 1 para el tornillo de
5/16, 1 para el tuerca
de ½
$00.45 $4.50
Soldadura 60-13 ¼ de kg $44.00(kg) $10.00
TOTAL $305.60
Cuando las cantidades de producción son bajas, los gastos en herramientas, automatización,
robótica e ingeniería elaborada tendrán un rendimiento neto menor en la reducción de costos.
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 99
Cuando las cantidades son grandes, el gasto en el esfuerzo de ingeniería dará como resultado
menores costos de mano de obra, materiales y generales por unidad de producción, y se obtendrá
un rendimiento alto incluso para pequeños ahorros por unidad. Por lo tanto, para obtener un costo
mínimo, es posible que sea redituable un gran esfuerzo de ingeniería aplicado al esfuerzo de
producción, desde la materia prima hasta la colocación del producto terminado.
Existe una competencia constante entre materiales y procesos, basada en los costos influidos por
el número de piezas hechas durante un periodo. La actividad de las partes afecta la cantidad de
tiempo que la actividad opera, comparada con las horas disponibles. La razón de las horas
operadas entre las horas disponibles tiene un gran efecto sobre el costo.
La tabla IV.3 muestra de forma pormenorizada los costos individuales de los componentes, el
costo final de los componentes es de $305.60; esto es sin considerar los costos de maquinado ni
los costos de horas-hombre, que se invierten para la fabricación de cada una de las piezas que
conforman la máquina trituradora. La Tabla IV.4 enlista los costos de maquinado de ello se
deduce el costo final de maquinados que sumados al costo de las piezas, dan el costo final del
prototipo.
Tabla IV.4.- Costo de maquinados
Construcción de pieza Cantidad Tiempo(min) Costo($)
Construcción de eje 1 80 120.00
Construcción de cuchillas 5 135 210.50
Corte de placas 4 20 30.00
Barrenado de placas 2 30 15.00
Maquinado base palanca 1 35 67.50
Construcción palanca 1 60 30.00
Ángulo base 3 35 10.00
Ángulo base tapa 4 50 20.00
Eje apoyo gusano sinfín 1 20 28.00
Tolva alimentación 1 120 35.00
Tolva descarga 1 80 35.00
Pernos sujeta tolva 3 15 22.50
Total 623.00
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
Capítulo IV 100
Diseño y construcción de un prototipo de trituradora de desperdicios domésticos orgánicos
El costo de los maquinados es de 623.00 pesos los costos de los maquinados están relacionados al
tipo de herramienta a utilizar, así el costo del uso de la fresa es distinto al costo del uso del torno,
y este es distinto al costo del barrenado, la soldadura es tasada por pulgada de aplicación de
soldadura. El costo final de prototipo es de 928.60 pesos, aunque es importante resaltar el hecho
de que el único costo real que se pago es el de los componentes que se adquirieron para la
construcción de la máquina, porque todo el proceso de construcción fue desarrollado por el autor.
IV.8.- Sumario
En este capítulo se describe el proceso de fabricación de la Trituradora de desechos orgánicos. Al
principio se menciona la lista de los materiales necesarios, posteriormente se describen los
procesos de manufactura necesarios para cada una de las piezas así como la secuencia para
fabricar estos.
Adicionalmente se describe los pasos para ensamblar las piezas de los subensambles y finalmente
en el ensamble completo. Se dan las recomendaciones de operación y mantenimiento; además se
hace un breve análisis económico, que arroja el costo del prototipo.
IV.9.- Referencias
IV.47. Kalpakjian S., Schmid S. R., Espinosa L. J., Sandoval P. F. J., Figueroa L. U., Hernández
C. R., Manufactura, ingeniería y tecnología, Ed. Pearson Educación, pp 1152, 2002.
IV.48. Sullivan W. G., VV Staff, M. W. E., James T. Luxhoj, Ingeniería económica de degarmo,
Ed. Pearson Educación, pp. 740, 2004.
Conclusiones y trabajos futuros 101
Conclusiones
Existe una necesidad definida en cuanto a ¿Qué hacer con los desechos generados en los
hogares?, ya que estos representan una fuente importante de contaminación si no son tratados
adecuadamente, hay múltiples soluciones para la acumulación de la basura, soluciones que
pueden ser fáciles, pero contraproducentes ecológicamente hablando; otras que son responsables
pero económicamente con costos elevados y algunas más que conjugan un costo bajo con
responsabilidad ecológica.
Remitiéndose exclusivamente a los desechos orgánicos estos pueden ser usados como materia
prima de composta familiar, en el contexto de una solución económica y ecológica. Es aquí en
donde radica la importancia del diseño de un máquina que triture estos desechos y poder acelerar
el proceso de compostaje, en el desarrollo de este trabajo se identificó la necesidad, por lo que se
aplicó la metodología del QFD, mediante el cual se obtuvo una descripción de los requerimientos
en términos mensurables para realizar el Diseño detallado.
Así mismo se obtuvo el Diseño de una máquina trituradora de desperdicios domésticos orgánicos,
sustentado en satisfacer las necesidades del cliente, este puede considerarse no solo como las
amas de casa que utilizarán el equipo sino todos los involucrados en el problema, entre los
principales se encuentran:
1.- Todas las personas afectadas por la contaminación de desechos sólidos urbanos.
2.- Los organismos Gubernamentales, que se encargan de limpiar, recolectar, separar y almacenar
los desechos.
3.- Organismos, que protegen el Medio Ambiente
En el Diseño detallado se llevo a cabo el cálculo del eje en base a la carga aplicada a las cuchillas
de corte, en el cual se obtuvieron las dimensiones de este. Para el direccionamiento del material
se utilizaron tolvas tanto para la alimentación que se hace por gravedad como la de descarga que
es una combinación de fuerza de gravedad y empuje de las cuchillas.
Con lo que se puede concluir que se cumplió con el objetivo de diseñar una máquina trituradora
de desechos orgánicos, empleando los conocimientos de Ingeniería para contribuir en un
Conclusiones y trabajos futuros 102
ambiente ecológicamente responsable utilizar los desechos orgánicos con fines ecológicos a un
bajo costo.
El diseño abarca hasta el material triturado, por lo que se recomienda el uso de algún manual de
compostaje para utilizarlo como apoyo, y que el proceso se complemente.
La construcción se realizó en talleres pertenecientes al Instituto Politécnico Nacional,
específicamente en la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Zacatenco,
está se llevo a cabo por el autor de esta tesis, se demostró la facilidad de construcción con
conocimientos básicos en maquinado.
Se recomienda buscar soluciones a problemas ecológicos, ya que el mundo y en especial México,
sufren afectaciones por la irresponsabilidad de algunos sectores de la población en temas que
involucran, a la naturaleza como actor principal. Esta tesis coadyuva a la generación de
conciencia ecológica, con la propuesta de solución a la medida de las necesidades del problema
planteado.
Recomendaciones para trabajos futuros
Este trabajo respondió a una necesidad específica derivada de la agencia de desarrollo rural,
BIOAX, S.C. y de manera más general de la creciente problemática del desecho no controlado de
residuos sólidos, es por ello que se recomienda para trabajos futuros, el mejoramiento de este
prototipo, para ser llevado a la producción, así mismo se plantea la necesidad de generar ideas y
soluciones al uso de los desperdicios tanto orgánicos como inorgánicos, que pueden en un futuro
utilizarse como nuevos productos; en el marco de un desarrollo ecológicamente responsable y
amigable con la naturaleza. De manera más concreta se plantean los siguientes puntos a
considerar en futuros estudios.
Corrección del prototipo en donde presente fallas, para buscar una mejora continua en su
desarrollo, en la búsqueda de la producción a gran escala.
Análisis de cargas en la palanca
Para el diseño de la palanca se considera el caso crítico en el que se aplique una carga de 700 N
en el extremo más alejado de esta. Las características del eje se pueden consultar en los anexos
posteriores, específicamente en la hoja 8 de los planos de construcción.
Figura A.1.- Caso crítico de aplicación de carga
Se consideran 3 casos para el análisis de este elemento
Caso 1: zona soldada
La zona soldada en la pieza es por todo alrededor, para ello existe un factor de geometría para el
análisis de soldadura, el cual está dada por la Figura A.2
. = 0.000127 m2
teniendo que
en donde f es la fuerza por pulgada de soldadura Figura A.2.- Factor geométrico para análisis de unión soldada
para obtener M se tiene que:
M = f x a; M = 700(.148); M = 103.6 N.m
Consecuentemente:
103.6
0.000127 ; f = 815748 N
Por tablas:
La soldadura E-6013 permite una fuerza por pulgada de lado de 9600 equivalente a 1.7 x 106
N/m, por lo tanto
1.7 x 106 N/m>>816 x 103 N/m
De lo que se sabe que la soldadura resistirá perfectamente una carga de 700 N en su parte más
alejada.
Caso 2: Deflexión máxima de la palanca
Se considera a la barra como una viga fija en un extremo y con carga en el otro para su análisis,
tal como se ilustra en la Figura A.3
la deflexión máxima está dada por:
8
d = 0.148 m
De donde:
W = 700 N
E = 207 GPa = 207 x 109 N/m2
I=1.3 x 10-9
Sustituyendo en
; la máxima deflexión es 7.1 x 10-3 m
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
A A
B B
C C
D D
E E
F F
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
1 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZTOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
LISTA DE PARTESNOTALOCALIZACIÓNMATERIALCANTPIEZANO.
HOJA 2ACERO 10181EJE1FAG 6004 2RODAMIENTO2CORTAR A 150 x 150 mm ACERO 10181TAPA BASE3CORTAR A 150 x 150 mmHOJA 3ACERO 10182TAPA P/RODAMIENTO4CORTAR A 150 x 150 mmHOJA 4ACERO 10181TAPA 5TRATAMIENTO TÉRMICO: TEMPLEHOJA 5ACERO 10451CUCHILLA FIJA6TRATAMIENTO TÉRMICO: TEMPLEHOJA 6ACERO 10454CUCHILLA MÓVIL7 HOJA 7ACERO 10181CENTRO PALANCA8 HOJA 8ACERO 10181BRAZO PALANCA9 HOJA 9MADERA1MANGO10 HOJA 10ACERO 10181EJE MANGO11STD 1/2 - 13 UNCHOJA 11ACERO 1ESPÁRRAGO12CORTAR A 45 mm ACERO 10182ÁNGULO BASE13 HOJA 12ACERO 10184ÁNGULO TAPA14CORTAR A 45o ACERO 10182REFUERZO ÁNGULO BASE15 HOJA 13ACERO 10181ÁNGULO BASE P/ESPÁRRAGO16 HOJA 14ACERO 10181PALANCA P/ESPÁRRAGO17CORTAR A 3.5 mm ACERO 10183BASE TOLVA DESCARGA18 HOJA 15ACERO 10181TOLVA ADMISIÓN19 HOJA 16ACERO 10181TOLVA DESCARGA20STD 1/4 - 20 UNC x 19.5 mm ACERO4TORNILLO 1/421STD 5/16 - 18 UNC x 12.7 mm ACERO1TORNILLO 5/1622STD 1/4 - 20 UNC ACERO4TUERCA 1/423STD 1/2 - 13 UNC ACERO1TUERCA 1/224ARANDELAS PLANAS ACERO8ARANDELAS P/TORNILLO 1/425ARANDELAS PLANAS ACERO1ARANDELAS P7TORNILLO 5/1626
1:4
PLANO GENERAL
1
2
3
4
5
6
7
89
10 11
12
13
15
16 17
19
20
21
22
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
2 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
EJE
1:2 ACERO 1018
200,00
137,10 46,5516,35
20,00
4,87
25,4
0
STD 5/16 - 18 UNC20.00 DE PROFUNDIDAD
n19
,50
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
3 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm1:2 ACERO 1018
TAPA P/RODAMIENTO
150,00
150,
00
75,0
0
75,00
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
4 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
150,00
150,
00
9,75
11,3
4
75,00
75,0
0
NOTA: Los agujeros de las esquinas tienen las mismas dimensiones y están colocados a la misma distancia.
n7,00
n19,50
TAPA
1:2 ACERO 1018
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
5 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
137,20
135,
00°
10,00
36,1
5
CUCHILLA FIJA
1:2 ACERO 1045
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
6 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
25,5
010,00
R12,70
135,
00°
135,10
CUCHILLA MÓVIL
ACERO 10451:2
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
7 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
n30
,00R9,75
10,12
20,0
0
CENTRO PALANCA
ACERO 10182:1
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
8 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
R15,00 R4,76
149,87
12,70
3,11
BRAZO PALANCA
ACERO 10181:2
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
9 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
103,00
n30,16
25,6
0
9,60
R2,00
R2,0
017
,60
26,1
6
10,004,00
89,00
MANGO
MADERA1:1
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
10 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
115,00
10,00
2,50
92,50
8,00
n14,53
9,53
5/16-18 UNC - 2A
2,00
EJE MANGO
1:1 ACERO 1018
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
11 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
100,00
10,00
R4,00
74,20
n12,70
13,7
0
20,00
74,20
2,80
2,00
R1,00
R1,00
1/2-13 UNC - 2A
ESPÁRRAGO
ACERO1:1
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
12 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
8,16
9,75
3,18
19,50
19,5
0
n7,00
ÁNGULO TAPA
3:1 ACERO 1018
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
13 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
6,35
6,35
50,8
0
50,80
22,23
22,5
0
n13,00
45,00
ÁNGULO BASE P/ESPÁRRAGO
ACERO 10181:1
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
14 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
100,00
n7,94
12,0
0
6,00 88,00
6,00
ACERO 10181:1
PALANCA P/ESPÁRRAGO
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
15 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
143,
83
202,70
70,0
0
50,0
0
111,80° 111,80°
163,65° 120,
00
R33,27
14,0
0
40,0
0
132,27°
202,70
TOLVA ADMISIÓN
1:4 ACERO
25,8
511
7,30
33,00
75,00
117,30
50,0
0
25,85
40,0
0
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
16 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
149,3250,00
54,3
5
R60,
00
25,0
0
1,80 R3,97
19,66 54,66 55,34
TOLVA DESCARGA
ACERO1:2
7,79
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
17 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
1,00
1,00 90,00°
90,0
0°
90,0
0°
90,00°
Electródo revestidoE-6013
Electródo revestidoE-6013
Nota: La soldadura se aplicará en una cara de la cuchilla móvil a ambos extremos una longitud de 254 mm, en el otrolado se hará al centro 254 mm.
EJE CON CUCHILLAS
ACERO1:2
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
18 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
Electrodo revestidoE-6013
ESPÁRRAGO CON BASE
ACERO1:2
LISTA DE PIEZASNO. PIEZA CANT LOCALIZACIÓN1 ÁNGULO BASE P/ESPÁRRAGO 1 HOJA 132 PALANCA P/ESPÁRRAGO 1 HOJA 143 ESPÁRRAGO 1 HOJA 114 ARANDELA 15 TUERCA 1/2 1
1
2
3
4
5
ESIME SEPI
DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA 26/07/2009NOMBRE DEL DISEÑADOR NOMBRE DEL REVISOR FECHA
19 / 21 HOJA
ING. JOSÉ LUIS MARTÍNEZ GUTIÉRREZ
TOLERANCIAS NO ESPECIFICADAS
JS 11 y js 11SISTEMA AMERICANO
ACOTACIÓN MATERIALESCALAmm
Electrodo revestidoE-6013
Electrodo revestidoE-6013
ENSAMBLE PALANCA
1:3 VARIOS
LISTA DE PIEZASNO. PIEZA CANT LOCALIZACIÓN1 MANGO 1 HOJA 92 EJE MANGO 1 HOJA 103 BRAZO PALANCA 1 HOJA 84 CENTRO PALANCA 1 HOJA 75 TUERCA 16 ARANDELA 1
1
2
3
4
5
6
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 1
NORMA Oficial Mexicana NOM-083-SEMARNAT-2003, Especificaciones de protección ambiental para la selección del sitio, diseño, construcción, operación, monitoreo, clausura y obras complementarias de un sitio de disposición final de residuos sólidos urbanos y de manejo especial.
Al margen un sello con el Escudo Nacional, que dice: Estados Unidos Mexicanos.- Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales.
JUAN RAFAEL ELVIRA QUESADA, Subsecretario de Fomento y Normatividad Ambiental de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales y Presidente del Comité Consultivo Nacional de Normalización de Medio Ambiente y Recursos Naturales, con fundamento en lo dispuesto en los artículos 32 Bis fracciones I, II, IV y V de la Ley Orgánica de la Administración Pública Federal; 36, 37, 37 Bis, 137 segundo párrafo, 160 y 171 de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente; 38 fracción II, 40 fracciones III, X y XIII, 41, 43, 44, 45, 46, 47, 51 y demás aplicables de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, 33 y 34 del Reglamento de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, y
CONSIDERANDO
Que en cumplimiento a lo establecido en la fracción I del artículo 47 de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, con fecha 10 de octubre de 2003 se publicó en el Diario Oficial de la Federación , con carácter de proyecto la Norma Oficial Mexicana PROY-NOM-083-SEMARNAT-2003, Especificaciones de protección ambiental para la selección del sitio, diseño, construcción, operación, monitoreo, clausura y obras complementarias de un sitio de disposición final de residuos sólidos urbanos y de manejo especial, con el fin de que dentro de los 60 días naturales siguientes a su publicación, los interesados presentaran sus comentarios ante el Comité Consultivo Nacional de Normalización de Medio Ambiente y Recursos Naturales, sito en Bulevar Adolfo Ruiz Cortines número 4209, 5o. piso, colonia Jardines en la Montaña, código postal 14210, Delegación Tlalpan, Distrito Federal o se enviaran al fax 56-28-08-98 o al correo electrónico: [email protected], que para el efecto se señalaron. Durante el citado plazo, la Manifestación de Impacto Regulatorio correspondiente estuvo a disposición del público en general para su consulta en el citado domicilio, de conformidad al artículo 45 del citado ordenamiento.
Que en el plazo de los 60 días antes señalado, los interesados presentaron sus comentarios al proyecto en cuestión, los cuales fueron analizados en el citado Comité, realizándose las modificaciones correspondientes al mismo. La Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales publicó las respuestas a los comentarios recibidos en el Diario Oficial de la Federación el día 29 de septiembre de 2004.
Que habiéndose cumplido con el procedimiento establecido en la Ley Federal sobre Metrología y Normalización el Comité Consultivo Nacional de Normalización de Medio Ambiente y Recursos Naturales, en sesión ordinaria de fecha 9 de junio de 2004, aprobó la Norma Oficial Mexicana NOM-083-SEMARNAT-2003, Especificaciones de protección ambiental para la selección del sitio, diseño, construcción, operación, monitoreo, clausura y obras complementarias de un sitio de disposición final de residuos sólidos urbanos y de manejo especial. Por lo expuesto y fundado se expide la siguiente:
NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-083-SEMARNAT-2003, ESPECIFICACIONES DE PROTECCION AMBIENTAL PARA LA SELECCION DEL SITIO, DISEÑO, CONSTRUCCION, OPERACION, MONITOREO, CLAUSURA Y OBRAS COMPLEMENTARIAS DE UN SITIO DE
DISPOSICION FINAL DE RESIDUOS SOLIDOS URBANOS Y DE MANEJO ESPECIAL
INDICE
0. Introducción
1. Objetivo
2. Campo de aplicación
3. Referencias
4. Definiciones
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 2
5. Disposiciones generales
6. Especificaciones para la selección del sitio
7. Características constructivas y operativas del sitio de disposición final
8. Requisitos mínimos que deben cumplir los Sitios de Disposición Final de Residuos Sólidos Urbanos y de Manejo Especial, tipo D (menos de 10 toneladas diarias)
9. Clausura del sitio
10. Procedimiento para la evaluación de la conformidad
11. Cumplimiento
12. Concordancia con normas internacionales
13. Bibliografía
14. Observancia de esta Norma
0. Introducción
El crecimiento demográfico, la modificación de las actividades productivas y el incremento en la demanda de los servicios, han rebasado la capacidad del ambiente para asimilar la cantidad de residuos que genera la sociedad; por lo que es necesario contar con sistemas de manejo integral de residuos adecuados con la realidad de cada localidad. Por tal motivo y como parte de la política ambiental que promueve el Gobierno Federal, se pretende a través de la presente Norma Oficial Mexicana (NOM), la cual regula la disposición final de los residuos sólidos urbanos y de manejo especial, que los sitios destinados a la ubicación de tal infraestructura, así como su diseño, construcción, operación, clausura, monitoreo y obras complementarias; se lleven a cabo de acuerdo a los lineamientos técnicos que garanticen la protección del ambiente, la preservación del equilibrio ecológico y de los recursos naturales, la minimización de los efectos contaminantes provocados por la inadecuada disposición de los residuos sólidos urbanos y de manejo especial y la protección de la salud pública en general.
1. Objetivo
La presente Norma Oficial Mexicana establece las especificaciones de selección del sitio, el diseño, construcción, operación, monitoreo, clausura y obras complementarias de un sitio de disposición final de residuos sólidos urbanos y de manejo especial.
2. Campo de aplicación
Esta Norma Oficial Mexicana es de observancia obligatoria para las entidades públicas y privadas responsables de la disposición final de los residuos sólidos urbanos y de manejo especial.
3. Referencias
NOM-052-SEMARNAT-1993, Que establece las características de los residuos peligrosos, el listado de los mismos y los límites que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente.
4. Definiciones
Para efectos de la presente Norma Oficial Mexicana se consideran las definiciones contenidas en la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente y las siguientes:
4.1 Acuífero: Cualquier formación geológica por la que circulan o se almacenan aguas subterráneas, que puedan ser extraídas para su explotación, uso o aprovechamiento.
4.2 Agua subterránea: Agua que se encuentra en el subsuelo, en formaciones geológicas parcial o totalmente saturadas.
4.3 Altimetría: Información topográfica relativa a la configuración vertical o relieve del terreno, expresada mediante el trazo de curvas de nivel referidas a la altitud de bancos al nivel medio del mar.
4.4 Aprovechamiento de los residuos: Conjunto de acciones cuyo objetivo es recuperar el valor económico de los residuos mediante su reutilización, remanufactura, rediseño, reciclado y recuperación de materiales secundados o de energía.
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 3
4.5 Area de emergencia: Area destinada para la recepción de los residuos sólidos urbanos y de manejo especial, cuando por fenómenos naturales y/o meteorológicos no se permita la operación en el frente de trabajo diario.
4.6 Areas naturales protegidas: Zonas del territorio nacional y aquellas sobre las que la Nación ejerce su soberanía y jurisdicción, en que los ambientes originales no han sido significativamente alterados por la actividad del hombre, y que han quedado sujetas al régimen de protección.
4.7 Biogás: Mezcla gaseosa resultado del proceso de descomposición anaerobia de la fracción orgánica de los residuos sólidos, constituida principalmente por metano y bióxido de carbono.
4.8 Clausura: Sellado del área de un sitio de disposición final después de la suspensión definitiva de la recepción de residuos sólidos urbanos y de manejo especial.
4.9 Cobertura: Capa de material natural o sintético, utilizada para cubrir los residuos sólidos, con el fin de controlar infiltraciones pluviales y emanaciones de gases y partículas, dispersión de residuos, así como el contacto de fauna nociva con los residuos confinados.
4.10 Cobertura final de clausura: Revestimiento de material natural o sintético, o ambos; que se coloca sobre la superficie del sitio de disposición final, cuando éste ha cumplido su vida útil, abarcando tanto a los taludes como a los planos horizontales.
4.11 Control: Inspección, vigilancia y aplicación de las medidas necesarias para el cumplimiento de las disposiciones establecidas.
4.12 Conformación final: Configuración geométrica y de los niveles finales del sitio de disposición final.
4.13 Disposición final: Acción de depositar o confinar permanentemente residuos en sitios e instalaciones cuyas características permitan prevenir su liberación al ambiente y las consecuentes afectaciones a la salud de la población y a los ecosistemas y sus elementos;
4.14 Estero: El depósito natural de aguas nacionales delimitado por la cota de la creciente máxima ordinaria.
4.15 Estratigrafía: Características y atributos de las capas de suelo y roca que permiten su interpretación, en términos de su estructura, superposición, origen, historia geológica y propiedades físicas.
4.16 Falla geológica: Cuando se producen desplazamientos relativos de una parte de la roca con respecto a la otra, como resultado de los esfuerzos que se generan en la corteza terrestre.
4.17 Fauna nociva: Especies animales potencialmente dañinas para la salud y los bienes, asociadas a los residuos.
4.18 Frente de trabajo: Area del sitio de disposición final en proceso de llenado, que incluye generalmente la descarga, esparcido, compactado y cubierta de residuos sólidos urbanos y de manejo especial.
4.19 Infiltración: Penetración de un líquido a través de los poros o intersticios de un suelo, subsuelo o cualquier material natural o sintético.
4.20 Interfase: Barrera de suelo natural, o intercalada con material sintético o natural, necesaria para evitar el paso de lixiviado. Se calcula por unidad de superficie y se expresa en metros (m) de espesor de suelo.
4.21 Lixiviado: Líquido que se forma por la reacción, arrastre o filtrado de los materiales que constituyen los residuos y que contiene en forma disuelta o en suspensión, sustancias que pueden infiltrarse en los suelos o escurrirse fuera de los sitios en los que se depositan los residuos y que puede dar lugar a la contaminación del suelo y de cuerpos de agua, provocando su deterioro y representar un riesgo potencial a la salud humana y de los demás organismos vivos.
4.22 Marismas: Terreno bajo y pantanoso que inundan las aguas del mar, por las mareas y sus sobrantes, o por el encuentro de aguas de mar con las de los ríos en su desembocadura.
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 4
4.23 Manglar: Tipo de sociedades vegetales permanentemente verdes, tropicales, de tronco corto, que se desarrollan en depresiones de las costas marinas en la zona de mareas, pero protegidas del oleaje, en bahías, lagunas o esteros.
4.24 Material de cobertura final: Material natural o sintético, utilizado para cubrir los residuos sólidos urbanos y de manejo especial.
4.25 Manual de operación: Documento que describe las diferentes actividades involucradas en la operación del sitio de disposición final.
4.26 Mantenimiento de posclausura: Etapa de conservación de las estructuras para el control ambiental, las cubiertas, los caminos y la apariencia en general de un sitio de disposición final que ha sido clausurado.
4.27 Monitoreo ambiental: Conjunto de acciones para la verificación periódica del grado de cumplimiento de los requerimientos establecidos para evitar la contaminación del ambiente.
4.28 Obras complementarias: conjunto de instalaciones y edificaciones necesarias, para la correcta operación de un sitio de disposición final.
4.29 Pantano: hondonada en donde se recogen y se detienen las aguas, que presenta un fondo más o menos cenagoso.
4.30 Parámetros hidráulicos: La conductividad hidráulica, la porosidad, la carga hidráulica, el gradiente hidráulico y los coeficientes de almacenamiento y transmisibilidad, de una determinada unidad geohidrológica.
4.31 Percolación: Flujo de un líquido a través de un medio poroso no saturado, debido a la acción de la gravedad.
4.32 Permeabilidad: Propiedad que tiene una sección unitaria de un medio natural o artificial, para permitir el paso de un fluido a través de su estructura, debido a la carga producida por un gradiente hidráulico.
4.33 Planimetría: Es la parte del estudio topográfico que determina la ubicación de los límites del predio, describiendo geométricamente en un plano, cualquier elemento de significancia, como cursos o cuerpos de agua superficial, áreas de inundación, caminos, líneas de conducción existentes (luz, agua, drenaje, gas, teléfono y árboles), así como todo tipo de estructuras y construcciones dentro del predio.
4.34 Población por servir: la población generadora de los residuos que son depositados en el sitio de disposición final.
4.35 Porosidad: relación del volumen de vacíos o poros interconectados en un medio determinado, con respecto a su volumen total.
4.36 Relleno sanitario: Obra de infraestructura que involucra métodos y obras de ingeniería para la disposición final de los residuos sólidos urbanos y de manejo especial, con el fin de controlar, a través de la compactación e infraestructura adicionales, los impactos ambientales.
4.37 Residuos Sólidos Urbanos: Los generados en las casas habitación, que resultan de la eliminación de los materiales que utilizan en sus actividades domésticas, de los productos que consumen y de sus envases, embalajes o empaques; los residuos que provienen de cualquier otra actividad dentro de establecimientos o en la vía pública que genere residuos con características domiciliarias, y los resultantes de la limpieza de las vías y lugares públicos.
4.38 Residuos de Manejo Especial: Son aquellos generados en los procesos productivos, que no reúnen las características para ser considerados como peligrosos o como residuos sólidos urbanos, o que son producidos por grandes generadores de residuos sólidos urbanos.
4.39 Sistema de flujo: Dirección de flujo que sigue el agua subterránea, considerando las zonas de recarga y descarga, las cargas y gradientes hidráulicos a profundidad y el efecto de fronteras hidráulicas. Incluye, además la interacción con el agua superficial y comprende sistemas locales, intermedios y regionales.
4.40 Sitio de disposición final: Lugar donde se depositan los residuos sólidos urbanos y de manejo especial en forma definitiva.
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 5
4.41 Sitio controlado: Sitio inadecuado de disposición final que cumple con las especificaciones de un relleno sanitario en lo que se refiere a obras de infraestructura y operación, pero no cumple con las especificaciones de impermeabilización.
4.42 Sitio no controlado: Sitio inadecuado de disposición final que no cumple con los requisitos establecidos en esta Norma.
4.43 Suelo: Material o cuerpo natural compuesto por partículas sueltas no consolidadas de diferentes tamaños y de un espesor que varía de unos centímetros a unos cuantos metros, el cual está conformado por fases sólida, líquida y gaseosa, así como por elementos y compuestos de tipo orgánico e inorgánico, con una composición variable en el tiempo y en el espacio.
4.44 Subsuelo: Medio natural que subyace al suelo, que por su nulo o escaso intemperismo, presenta características muy semejantes a las de la roca madre que le dio origen.
4.45 Talud: La inclinación del material de que se trate, con respecto a la horizontal.
4.46 Tratamiento: Procedimientos físicos, químicos, biológicos o térmicos, mediante los cuales se cambian las características de los residuos y se reduce su volumen o peligrosidad.
4.47 Uso final del sitio de disposición final: Actividad a la que se destina el sitio de disposición final, una vez finalizada su vida útil.
4.48 Vida útil: Es el periodo de tiempo en que el sitio de disposición final será apto para recibir los residuos sólidos urbanos y de manejo especial. El volumen de los residuos y material térreo depositados en este periodo, es igual al volumen de diseño.
5. Disposiciones generales
5.1 Los residuos sólidos urbanos y de manejo especial, que no sean aprovechados o tratados, deben disponerse en sitios de disposición final con apego a la presente Norma.
5.2 Para efectos de esta Norma Oficial Mexicana, los sitios de disposición final se categorizan de acuerdo a la cantidad de toneladas de residuos sólidos urbanos y de manejo especial que ingresan por día, como se establece en la Tabla No. 1.
TABLA No. 1 Categorías de los sitios de disposición final
TIPO TONELAJE RECIBIDO TON/DIA
A Mayor a 100 B 50 hasta 100 C 10 y menor a 50 D Menor a 10
6. Especificaciones para la selección del sitio
6.1 Restricciones para la ubicación del sitio
Además de cumplir con las disposiciones legales aplicables, las condiciones mínimas que debe cumplir cualquier sitio de disposición final (tipo A, B, C o D) son las siguientes:
6.1.1 Cuando un sitio de disposición final se pretenda ubicar a una distancia menor de 13 kilómetros del centro de la(s) pista(s) de un aeródromo de servicio al público o aeropuerto, la distancia elegida se determinará mediante un estudio de riesgo aviario.
6.1.2 No se deben ubicar sitios dentro de áreas naturales protegidas, a excepción de los sitios que estén contemplados en el Plan de manejo de éstas.
6.1.3 En localidades mayores de 2500 habitantes, el límite del sitio de disposición final debe estar a una distancia mínima de 500 m (quinientos metros) contados a partir del límite de la traza urbana existente o contemplada en el plan de desarrollo urbano.
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 6
6.1.4 No debe ubicarse en zonas de: marismas, manglares, esteros, pantanos, humedales, estuarios, planicies aluviales, fluviales, recarga de acuíferos, arqueológicas; ni sobre cavernas, fracturas o fallas geológicas.
6.1.5 El sitio de disposición final se debe localizar fuera de zonas de inundación con periodos de retorno de 100 años. En caso de no cumplir lo anterior, se debe demostrar que no existirá obstrucción del flujo en el área de inundación o posibilidad de deslaves o erosión que afecten la estabilidad física de las obras que integren el sitio de disposición final.
6.1.6 La distancia de ubicación del sitio de disposición final, con respecto a cuerpos de agua superficiales con caudal continuo, lagos y lagunas, debe ser de 500 m (quinientos metros) como mínimo.
6.1.7 La ubicación entre el límite del sitio de disposición final y cualquier pozo de extracción de agua para uso doméstico, industrial, riego y ganadero, tanto en operación como abandonados, será de 100 metros adicionales a la proyección horizontal de la mayor circunferencia del cono de abatimiento. Cuando no se pueda determinar el cono de abatimiento, la distancia al pozo no será menor de 500 metros.
6.2 Estudios y análisis previos requeridos para la selección del sitio
6.2.1 Estudio geológico
Deberá determinar el marco geológico regional con el fin de obtener su descripción estratigráfica, así como su geometría y distribución, considerando también la identificación de discontinuidades, tales como fallas y fracturas. Asimismo, se debe incluir todo tipo de información existente que ayude a un mejor conocimiento de las condiciones del sitio; esta información puede ser de cortes litológicos de pozos perforados en la zona e informes realizados por alguna institución particular u oficial.
6.2.2 Estudios hidrogeológicos
a) Evidencias y uso del agua subterránea
Definir la ubicación de las evidencias de agua subterránea, tales como manantiales, pozos y norias, en la zona de influencia, para conocer el gradiente hidráulico. Asimismo, se debe determinar el volumen de extracción, tendencias de la explotación y planes de desarrollo en la zona de estudio.
b) Identificación del tipo de acuífero
Identificar las unidades hidrogeológicas, tipo de acuífero (confinado o semiconfinado) y relación entre las diferentes unidades hidrogeológicas que definen el sistema acuífero.
c) Análisis del sistema de flujo
Determinar la dirección del flujo subterráneo regional.
6.3 Estudios y análisis, en el sitio, previos a la construcción y operación de un sitio de disposición final.
La realización del proyecto para la construcción y operación de un sitio de disposición final debe contar con estudios y análisis previos, de acuerdo al tipo de sitio de disposición final especificado en la Tabla 2.
a) Estudio Topográfico
Se debe realizar un estudio topográfico incluyendo planimetría y altimetría a detalle del sitio seleccionado para el sitio de disposición final.
b) Estudio geotécnico
Se deberá realizar para obtener los elementos de diseño necesarios y garantizar la protección del suelo, subsuelo, agua superficial y subterránea, la estabilidad de las obras civiles y del sitio de disposición final a construirse, incluyendo al menos las siguientes pruebas:
b.1 Exploración y Muestreo:
• Exploración para definir sitios de muestreo.
• Muestreo e identificación de muestras.
• Análisis de permeabilidad de campo.
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 7
• Peso volumétrico In-situ.
b.2 Estudios en laboratorio:
• Clasificación de muestras según el Sistema Unificado de Clasificación de suelos.
• Análisis granulométrico.
• Permeabilidad.
• Prueba Proctor.
• Límites de Consistencia (Límites de Atterberg).
• Consolidación unidimensional.
• Análisis de resistencia al esfuerzo cortante.
• Humedad.
Con las propiedades físicas y mecánicas definidas a partir de los resultados de laboratorio, se deben realizar los análisis de estabilidad de taludes de las obras de terracería correspondientes.
c) Evaluación geológica
c.1 Se deberá precisar la litología de los materiales, así como la geometría, distribución y presencia de fracturas y fallas geológicas en el sitio.
c.2 Se deberán determinar las características estratigráficas del sitio.
d) Evaluación hidrogeológica
d.1 Se deben determinar los parámetros hidráulicos, dirección del flujo subterráneo, características físicas, químicas y biológicas del agua.
d.2 Se deben determinar las unidades hidrogeológicas que componen el subsuelo, así como las características que las identifican (espesor y permeabilidad).
6.4 Estudios de generación y composición
a) Generación y composición de los residuos sólidos urbanos y de manejo especial
Se deben elaborar los estudios de generación y composición de los residuos sólidos urbanos y de manejo especial de la población por servir, con proyección para al menos la vida útil del sitio de disposición final.
b) Generación de biogás
Se debe estimar la cantidad de generación esperada del biogás, mediante análisis químicos estequiométricos, que tomen en cuenta la composición química de los residuos por manejar.
c) Generación del lixiviado
Se debe cuantificar el lixiviado mediante algún balance hídrico.
6.5 Cumplimiento de estudios y análisis previos
En la Tabla No. 2, se indican los estudios que se deben realizar, según sea el tipo de sitio por desarrollar.
TABLA No. 2 Estudios y análisis previos requeridos para la cons trucción de sitios de disposición final
Estudios y Análisis A B C
Geológico y Geohidrológico Regionales X
Evaluación Geológica y Geohidrológica X X
Hidrológico X X
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 8
Topográfico X X X
Geotécnico X X X
Generación y composición de los RSU y de Manejo Especial X X X
Generación de biogás X X
Generación de lixiviado X X
7. Características constructivas y operativas del s itio de disposición final
Una vez que se cuente con los estudios y análisis señalados en la Tabla 2 el proyecto ejecutivo del sitio de disposición final deberá cumplir con lo establecido en este punto.
7.1 Todos los sitios de disposición final deben contar con una barrera geológica natural o equivalente, a un espesor de un metro y un coeficiente de conductividad hidráulica, de al menos 1 X 10–7 cm/seg sobre la zona destinada al establecimiento de las celdas de disposición final; o bien, garantizarla con un sistema de impermeabilización equivalente.
7.2 Se debe garantizar la extracción, captación, conducción y control del biogás generado en el sitio de disposición final. Una vez que los volúmenes y la edad de los residuos propicien la generación de biogás y de no disponerse de sistemas para su aprovechamiento conveniente, se procederá a su quema ya sea a través de pozos individuales o mediante el establecimiento de una red con quemadores centrales.
7.3 Debe construirse un sistema que garantice la captación y extracción del lixiviado generado en el sitio de disposición final. El lixiviado debe ser recirculado en las celdas de residuos confinados en función de los requerimientos de humedad para la descomposición de los residuos, o bien ser tratado, o una combinación de ambas.
7.4 Se debe diseñar un drenaje pluvial para el desvío de escurrimientos pluviales y el desalojo del agua de lluvia, minimizando de esta forma su infiltración a las celdas.
7.5 El sitio de disposición final deberá contar con un área de emergencia para la recepción de los residuos sólidos urbanos y de manejo especial, cuando alguna eventualidad, desastre natural o emergencia de cualquier orden no permitan la operación en el frente de trabajo; dicha área debe proporcionar la misma seguridad ambiental y sanitaria que las celdas de operación ordinarias.
7.6 Los sitios de disposición final, de acuerdo a la clasificación antes detallada, deberán alcanzar los siguientes niveles mínimos de compactación:
TABLA No. 3 Requerimientos de Compactación
SITIO COMPACTACION DE LOS RESIDUOS KG/M3
RECEPCION DE RESIDUOS SOLIDOS TON/DIA
A1 Mayor de 700 Mayor de 750 A
A2 Mayor de 600 100-750
B Mayor de 500 50-100
C Mayor de 400 10-50
7.7 Se debe controlar la dispersión de materiales ligeros, la fauna nociva y la infiltración pluvial. Los residuos deben ser cubiertos en forma continua y dentro de un lapso menor a 24 horas posteriores a su depósito.
7.8 El sitio de disposición final, adoptará medidas para que los siguientes residuos no sean admitidos:
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 9
a) Residuos líquidos tales como aguas residuales y líquidos industriales de proceso, así como lodos hidratados de cualquier origen, con más de 85% de humedad con respecto al peso total de la muestra.
b) Residuos conteniendo aceites minerales.
c) Residuos peligrosos clasificados de acuerdo a la normatividad vigente.
7.8.1 Los lodos deben ser previamente tratados o acondicionados antes de su disposición final en el frente de trabajo, conforme a la normatividad vigente.
7.9 Los sitios de disposición final deberán contener las siguientes obras complementarias:
TABLA No. 4 Obras complementarias requeridas de acuerdo al tipo de disposición final
A B C
Caminos de acceso X X X Caminos interiores X X Cerca perimetral X X X Caseta de vigilancia y control de acceso X X X Báscula X X Agua potable, electricidad y drenaje X X Vestidores y servicios sanitarios X X X Franja de amortiguamiento (Mínimo 10 metros) X X X Oficinas X Servicio Médico y Seguridad Personal X
7.10 El sitio de disposición final deberá contar con:
a) Un manual de operación que contenga:
• Dispositivos de control de accesos de personal, vehículos y materiales, prohibiendo el ingreso de residuos peligrosos, radiactivos o inaceptables.
• Método de registro de tipo y cantidad de residuos ingresados.
• Cronogramas de operación.
• Programas específicos de control de calidad, mantenimiento y monitoreo ambiental de biogás, lixiviados y acuíferos.
• Dispositivos de seguridad y planes de contingencia para: incendios, explosiones, sismos, fenómenos meteorológicos y manejo de lixiviados, sustancias reactivas, explosivas e inflamables.
• Procedimientos de operación.
• Perfil de puestos.
• Reglamento Interno.
b) Un Control de Registro:
• Ingreso de residuos sólidos urbanos y de manejo especial, materiales, vehículos, personal y visitantes.
• Secuencia de llenado del sitio de disposición final.
• Generación y manejo de lixiviados y biogás.
• Contingencias.
c) Informe mensual de actividades.
7.11 Para asegurar la adecuada operación de los sitios de disposición final, se deberá instrumentar un programa que incluya la medición y control de los impactos ambientales, además del programa de monitoreo ambiental de dichos sitios y conservar y mantener los registros correspondientes:
7.11.1 Monitoreo de biogás
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 10
Se debe elaborar un programa de monitoreo de biogás que tenga como objetivo, conocer el grado de estabilización de los residuos para proteger la integridad del sitio de disposición final y detectar migraciones fuera del predio. Dicho programa debe especificar los parámetros de composición, explosividad y flujo del biogás.
7.11.2 Monitoreo de lixiviado
Se debe elaborar un programa de monitoreo del lixiviado, que tenga como objetivo conocer sus características de Potencial de Hidrógeno (pH), Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5), Demanda Química de Oxígeno (DQO) y metales pesados.
7.11.3 Monitoreo de acuíferos
Los programas de monitoreo deben contar con puntos de muestreo que respondan a las condiciones particulares del sistema de flujo hidráulico, mismo que define la zona de influencia del sitio de disposición final, y por lo menos, dos pozos de muestreo, uno aguas arriba y otro aguas abajo del sitio de disposición final. Los parámetros básicos que se considerarán en el diseño de los pozos son:
• Gradientes superior y descendente hidráulico.
• Variaciones naturales del flujo del acuífero.
• Variaciones estacionales del flujo del acuífero.
• Calidad del agua antes y después del establecimiento del sitio de disposición final. La calidad de referencia estará definida por las características del agua nativa.
7.12 Cualquier actividad de separación de residuos en el sitio de disposición final no deberá afectar el cumplimiento de las especificaciones de operación contenidas en la presente Norma, ni significar un riesgo para las personas que la realicen.
8. Requisitos mínimos que deben cumplir los Sitios de Disposición Final de Residuos Sólidos Urbanos y de Manejo Especial, tipo D (menos de 10 t oneladas diarias)
8.1 Garantizar un coeficiente de conductividad hidráulica de 1 X 10-5 cm/seg, con un espesor mínimo de un metro, o su equivalente, por condiciones naturales del terreno, o bien, mediante la impermeabilización del sitio con barreras naturales o artificiales.
8.2 Una compactación mínima de la basura, de 300 kg/m3.
8.3 Cobertura de los residuos, por lo menos cada semana.
8.4 Evitar el ingreso de residuos peligrosos en general.
8.5 Control de fauna nociva y evitar el ingreso de animales.
8.6 Cercar en su totalidad el sitio de disposición final.
9. Clausura del sitio
9.1 Cobertura final de clausura
La cobertura debe aislar los residuos, minimizar la infiltración de líquidos en las celdas, controlar el flujo del biogás generado, minimizar la erosión y brindar un drenaje adecuado.
Las áreas que alcancen su altura final y tengan una extensión de dos hectáreas deben ser cubiertas conforme al avance de los trabajos y el diseño específico del sitio.
9.2 Conformación final del sitio
La conformación final que se debe dar al sitio de disposición final debe contemplar las restricciones relacionadas con el uso del sitio, estabilidad de taludes, límites del predio, características de la cobertura final de clausura, drenajes superficiales y la infraestructura para control del lixiviado y biogás.
9.3 Mantenimiento
Se debe elaborar y operar un programa de mantenimiento de posclausura para todas las instalaciones del sitio de disposición final, por un periodo de al menos 20 años. Este periodo puede ser reducido cuando se demuestre que ya no existe riesgo para la salud y el ambiente. El programa debe incluir el
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 11
mantenimiento de la cobertura final de clausura, para reparar grietas y hundimientos provocados por la degradación de los residuos sólidos urbanos y de manejo especial, así como los daños ocasionados por erosión (escurrimientos pluviales y viento).
9.4 Programa de monitoreo
Se debe elaborar y operar un programa de monitoreo para detectar condiciones inaceptables de riesgo al ambiente por la emisión de biogás y generación de lixiviado, el cual debe mantenerse vigente por el mismo periodo que en el punto 9.3 de la presente Norma.
9.5 Uso final del sitio de disposición final:
Debe ser acorde con el uso de suelo aprobado por la autoridad competente con las restricciones inherentes a la baja capacidad de carga, posibilidad de hundimientos diferenciales y presencia de biogás.
10. Procedimiento para la evaluación de la conformi dad
10.1 Objetivo
El procedimiento para la evaluación de la conformidad, en adelante PEC, establece, dentro del esquema de normalización, comprendido en el marco de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización y su Reglamento, la metodología para facilitar y orientar a las Unidades de Verificación (UV) y a las entidades públicas y privadas que operen sitios de disposición final el cumplimiento de los requisitos técnicos establecidos en esta Norma Oficial Mexicana.
10.2 Referencias
Para la correcta aplicación de este procedimiento es necesario consultar los siguientes documentos vigentes:
-Ley Federal sobre Metrología y Normalización (LFMN), publicada en el Diario Oficial de la Federación el 1 de julio de 1992 y sus reformas.
-Reglamento de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización (RLFMN), publicado en el Diario Oficial de la Federación el 14 de enero de 1999.
-NMX-EC-17020-IMNC-2000, Criterios generales para la operación de varios tipos de Unidades (organismos) que desarrollan la verificación (inspección).
10.3 Disposiciones generales
Para los efectos del presente PEC, se establecen las siguientes definiciones:
Acta circunstanciada: Documento expedido en cada una de las visitas de verificación en el cual se hará constar de por lo menos: hora, día, mes y año del inicio y conclusión de la diligencia; calle, número, población o colonia, municipio o delegación, código postal y entidad federativa donde se encuentre ubicado el lugar en el cual se practique la visita; cuando proceda, número y fecha del oficio de comisión que la motivó; nombre y cargo de la persona con quien se entendió la diligencia; nombre y domicilio de las personas que fungieron como testigos; datos relativos a la actuación (relación pormenorizada de la visita); declaración del visitado, si quisiera hacerla y nombre y firma de quienes intervinieron en la diligencia, incluyendo los de quienes la llevaron a cabo.
Autoridad competente: Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, por conducto de la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente, a los gobiernos del Distrito Federal, de los estados y municipios en el ámbito de su jurisdicción y competencia.
Dictamen de Verificación: Documento que emite y firma bajo su responsabilidad la UV por medio del cual hace constar que los sitios de disposición final cumplen con las disposiciones técnicas establecidas en la NOM, de acuerdo con lo determinado en el artículo 85 de LFMN.
Evaluación de la conformidad: La determinación del grado de cumplimiento con esta Norma Oficial Mexicana.
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 12
Informe técnico: Documento que incluye un listado de incumplimientos de la NOM y observaciones a los sitios de disposición final debidamente fundamentadas en la NOM.
Unidad de Verificación (UV): La persona física o moral que realiza actos de verificación, debidamente acreditada y aprobada para verificar el cumplimiento con la presente Norma Oficial Mexicana.
10.4 Procedimientos
La evaluación de la conformidad se llevará a cabo por las Unidades de Verificación a petición de parte:
10.4.1. Evaluación de la conformidad.
10.4.1.1 El responsable o su representante legal solicitará la evaluación de la conformidad de acuerdo con la NOM, a la UV de su preferencia quien determinará el grado de cumplimiento con la misma, durante la operación del sitio de disposición final y, en su caso, durante la construcción o clausura del mismo.
10.4.2 La UV que seleccione el responsable no debe tener relación comercial alguna ni ser empleado del propietario, ni del responsable, ni del constructor, ni del proyectista de los sitios de disposición final.
10.4.3 Recibida la solicitud de verificación, la UV de común acuerdo con el responsable del servicio, establecerá los términos y condiciones de los trabajos de verificación.
10.4.4 La verificación podrá realizarse por etapas de un proyecto de construcción, módulos, partes o ampliaciones de un sitio de disposición final. En las actas circunstanciadas debe indicarse esta situación, limitando el ámbito y las circunstancias de la verificación.
10.4.5 Se considera visita de verificación, el momento determinado en que se practica ésta, en la cual se constata ocularmente, el grado de cumplimiento con lo dispuesto en la NOM.
10.4.6 Cuando en una visita de verificación, se encuentre incumplimiento con la NOM, se asentará este hecho en el acta circunstanciada y en el informe técnico, y se notificará al responsable para que proceda en el plazo que se acuerde y se señale en el acta circunstanciada a efectuar las correcciones. Una vez que se hayan ejecutado las acciones correctivas, el responsable podrá solicitar una nueva visita de verificación.
10.4.7 El responsable podrá formular observaciones en las visitas de verificación y ofrecer pruebas a la UV al momento o por escrito dentro del término de 5 días siguientes a la fecha en que se haya levantado el acta circunstanciada correspondiente.
10.4.8 No debe emitirse el Dictamen de Verificación cuando existan incumplimientos a la NOM en el sitio de disposición final.
10.4.9 Los trabajos de verificación concluyen con la entrega del Dictamen de Verificación al responsable.
10.5 Aspectos técnicos específicos del proyecto a verificar
Para llevar a cabo la verificación, el responsable debe presentar los estudios y el proyecto ejecutivo, que incluya los criterios que se utilizaron para la selección del sitio, los trabajos realizados para sustentar dicha elección y las especificaciones que se siguieron para el diseño del sitio de disposición final, esto firmado por el Responsable del Proyecto.
La verificación a las instalaciones, debe realizarse apoyándose en los documentos presentados por el responsable, con el fin de constatar que la instalación cumple con esta NOM. En los paréntesis se incluyen los numerales que se están cumpliendo:
10.5.1 Datos generales de la instalación. (6)
• Localización cartográfica.
• Superficie por aprovechar.
• Comprobación del cumplimiento de los requerimientos de ubicación.
• Capacidad volumétrica.
• Tipo de residuos a manejar.
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 13
• Entidad responsable del sitio.
• Entidad que opera el relleno sanitario.
10.5.2 Estudio Geológico-Geohidrológico Regionales de la zona donde se ubica el sitio
10.5.3 Estudios básicos realizados en el sitio (6.3)
• Evaluación Geológica y Geohidrológica.
• Topografía.
• Hidrología.
• Geotecnia.
10.5.4 Proyecto Ejecutivo del Relleno Sanitario (6.4, 7, 8 y 9)
• Generación y composición de residuos
• Generación de biogás
• Generación de lixiviados
• Propuesta de aprovechamiento del sitio.
• Calendarización del sitio.
• Diseños específicos.
• Manual de operación.
10.5.5 Documentos complementarios.
• Autorizaciones
• Certificaciones.
• Acreditaciones.
• Estudio de Impacto Ambiental.
10.5.6 Proyecto Ejecutivo de uso final del sitio (9)
10.5.7 En caso de no cumplir con algún punto contenido en esta Norma, se deberá demostrar ante la autoridad competente que con la aplicación de obras de ingeniería, tecnologías y sistemas, se obtengan efectos que resulten equivalentes a los que se obtendrían del cumplimiento de lo previsto en esta Norma.
10.6 Verificación
10.6.1 Los dictámenes de las UV serán reconocidos en los términos que la autoridad competente determine.
10.6.2 Las UV aprobadas, podrán consultarse en los listados emitidos por la autoridad competente y en la página de la Web de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales.
10.6.3 La violación a cualquiera de las disposiciones establecidas en este PEC, así como a lo establecido en los artículos 112, 112-A; 118 fracciones I, II y III y 119 fracciones I a IV de la LFMN, motivará multa, suspensión o revocación de la aprobación de la UV.
10.7. Documentación
10.7.1 Con fundamento en los artículos 73, 84, 85, 86, 87 y 88 de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización y 80 de su Reglamento, la UV deberá entregar o enviar a la autoridad competente dentro de los primeros veinte días siguientes al vencimiento de cada trimestre del año calendario, un informe de Dictámenes de Verificación emitidos en el periodo. En el caso de no haber emitido ningún dictamen durante el trimestre, deberá notificarlo por escrito por el conducto y en el plazo antes citado.
10.7.2 La UV debe llevar registros de las solicitudes de servicio recibidas y de los contratos de servicios de verificación celebrados.
10.7.3 La UV debe conservar durante cinco años para aclaraciones y auditorías, registros de los siguientes documentos que harán evidencia objetiva, para fines administrativos y legales. De los cinco años que se hace referencia, los archivos deben mantenerse en archivo activo en el domicilio de la UV,
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 14
como mínimo dos años a partir de su fecha de emisión, al término de los cuales se pueden enviar al archivo pasivo, manteniéndose en el mismo por tres años como mínimo, antes de proceder a su destrucción.
a). Solicitud de servicios de verificación
b). Contratos de servicios de verificación
c). Actas circunstanciadas, informes técnicos
d). Dictámenes de verificación
Los archivos deben mantenerse en el archivo activo disponible en el domicilio de la UV, como mínimo dos años a partir de su fecha de emisión, al término de los cuales se pueden enviar al archivo pasivo, pero en cualquier caso, deben mantenerse en el mencionado archivo pasivo, tres años como mínimo, antes de poder proceder a su destrucción.
11. Cumplimiento
11.1 Una vez que esta Norma Oficial Mexicana entre en vigor, todos los sitios de disposición final deberán apegarse a la misma.
11.2 Los sitios de disposición final que estén en funcionamiento en el momento de entrada en vigor de la presente Norma no podrán seguir operando, a menos que regularicen su situación, conforme al siguiente procedimiento:
a) Durante el periodo de un año a partir de la fecha de entrada en vigor de la Norma, la entidad responsable de la instalación elaborará y someterá a la aprobación de las autoridades competentes un plan de regularización de la misma, que incluya las acciones y medidas que se juzguen necesarias, con el fin de cumplir los requisitos de la presente Norma.
b) Una vez presentado el plan de regularización, las autoridades competentes adoptarán una decisión definitiva en un plazo no mayor a 6 meses, sobre la cancelación o autorización de continuar las operaciones, con base en el plan de regularización y de lo dispuesto en la presente Norma. Las autoridades competentes, adoptarán las medidas necesarias para cerrar las instalaciones que no hayan obtenido, de conformidad con esta Norma, la autorización para continuar sus actividades.
c) Sobre la base del plan de regularización aprobado, la autoridad competente fijará un periodo transitorio para el implemento de dicho plan de regularización.
11.3 Todos aquellos sitios que deban ser clausurados, se apegarán al siguiente procedimiento:
Tipo de instalación Programa de regularización Sitio no controlado Aplicación rutinaria de material de cobertura final antes de un periodo de 6 meses.
Clausura en un término que no exceda de 18 meses Sitio controlado Limitación del crecimiento horizontal en un periodo de 6 meses.
Clausura en un plazo máximo de 24 meses
12. Concordancia con normas internacionales
No hay normas equivalentes, las disposiciones de carácter técnico que existen en otros países, no reúnen los elementos y preceptos de orden técnico y jurídico que en esta Norma se integran y complementan de manera coherente, con base en los fundamentos técnicos y científicos reconocidos internacionalmente.
13. Bibliografía
13.1 Acevedo Alvarez. Manual de Hidráulica. Editorial Harla, México.
13.2 Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias Ambientales-Organización Panamericana de la Salud. Guía para el manejo de residuos sólidos en ciudades pequeñas y zonas rurales. Lima, Perú. 1997.
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 15
13.3 Comisión Nacional del Agua. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. Mecánica de suelos. Instructivo para ensaye de suelos. México. 1990.
13.4 Comisión Nacional del Agua. Mecánica de suelos, instructivo para ensaye. México. 1990.
13.5 Diccionario de Términos Geológicos. Instituto de Geología de América. E.U.A. 1984.
13.6 Diccionario de Mineralogía y Geología, Lexis 22. Barcelona, España. 1980.
13.7 Dirección General de Servicios Urbanos D.D.F. Estudio de Comportamiento de un Relleno Sanitario mediante una celda de control. México. 1992.
13.8 Foster, S. & Hirata, R. Determinación del Riesgo de Contaminación de Aguas Subterráneas, CEPIS, OPS, Lima, Perú. 1988.
13.9 Freeze, Allan R. & Cherry John A. Groundwater. Prentice Hall Inc. E.U.A. 1979.
13.10 Gobierno del Estado de México-Secretaría de Ecología-GTZ, Grupo de Consultores en Ingeniería Ambiental. Borrador de la Norma Técnica Estatal, que establece los requisitos para el diseño, construcción, operación y monitoreo de rellenos sanitarios. México. 1999.
13.11 Gobierno del Estado de México-Secretaría de Ecología-GTZ, Grupo de Consultores en Ingeniería Ambiental. Clasificación de rellenos sanitarios en función de la cantidad de residuos sólidos municipales ingresados. México. 1999.
13.12 Gobierno del Estado de México-Secretaría de Ecología-GTZ. Requisitos para la selección, construcción, operación y clausura de sitios de disposición final en función de la cantidad de RSM por ingresar. México. 1999.
13.13 Holmes, John R. Practical Waste Management. Ed. John Wiley & Sons. E.U.A. 1983.
13.14 Jaramillo, Jorge y Zepeda, Francisco. Guía para el diseño, construcción y operación de rellenos sanitarios manuales. Organización Panamericana de la Salud. Washington, DC. 1991.
13.15 Jaramillo, Jorge, et al. Guía para el diseño, construcción y operación de rellenos sanitarios manuales, Una necesidad para pequeñas comunidades en México. Organización Panamericana de la Salud-Secretaría de Salud. México. 1999.
13.16 Krauskopf, K. Introducción a la Geoquímica, Segunda Edición, Mc. Graw-Hill Book Co., E.U.A. 1979.
13.17 Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos publicada en el Diario Oficial de la Federación el 8 de octubre de 2003.
13.18 Mc Bean, Edward A., Rovers, Frank A., y Farguhar, Grahame J.- S.- Diseño e Ingeniería de Rellenos Sanitarios de Residuos Sólidos -Prentice Hall.- USA, 1995.
13.19 Nelson, Samuel B.- Ingeniería Hidráulica.- Manual del Ingeniero Civil, Tomo IV.- Frederick S. Merrit, Editor.- Mc Graw-Hill.- 2a. edición en español. México, 1992.
13.20 Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEMARNAT/1996, Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales. (Diario Oficial de la Federación 6 de enero de 1977).
13.21 Secretaría de Desarrollo Social. Apuntes de hidráulica de la Licenciatura Ingeniería Civil. México. 1978.
13.22 Secretaría de Desarrollo Social. Manuales Técnicos para el manejo adecuado de RSM. México. 1996.
14. Observancia de esta Norma
14.1 La vigilancia del cumplimiento de la presente Norma Oficial Mexicana, corresponde a la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, por conducto de la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente, así como a los gobiernos estatales, municipales y del Distrito Federal en el
Miércoles 20 de octubre de 2004 DIARIO OFICIAL (Primera Sección) 16
ámbito de sus respectivas competencias. Las violaciones a la misma se sancionarán en los términos de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente, sus reglamentos, la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos y demás ordenamientos jurídicos aplicables.
TRANSITORIOS
PRIMERO.- Provéase la publicación de esta Norma Oficial Mexicana en el Diario Oficial de la Federación.
SEGUNDO.- La presente Norma Oficial Mexicana entrará en vigor a los 60 días posteriores al de su publicación en el Diario Oficial de la Federación.
TERCERO.- La presente Norma Oficial Mexicana abroga a su similar NOM-083-SEMARNAT-1996, Que establece las condiciones que deben reunir los sitios destinados a la disposición final de los residuos sólidos municipales, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 25 de noviembre de 1996, así como la aclaración publicada en el citado Organo de Difusión Oficial el día 7 de marzo de 1997.
México, Distrito Federal, a los seis días del mes de septiembre de dos mil cuatro.- El Subsecretario de Fomento y Normatividad Ambiental de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales y Presidente del Comité Consultivo Nacional de Normalización de Medio Ambiente y Recursos Naturales, Juan Rafael Elvira Quesada .- Rúbrica.
Rodamientos FAG rígidos de bolasNormas · Ejecuciones básicas · Tolerancias · Juego de rodamientos · Jaulas · Adaptabilidad angular · Aptitud para altas velocidades · Tratamiento térmico
Los rodamientos rígidos con una hilera de bolassoportan cargas radiales y axiales, además son apro-piados para revoluciones elevadas. Estos rodamien-tos no son despiezables y su adaptabilidad angulares relativamente pequeña. Los rodamientos rígidosde bolas obturados están exentos de mantenimientoy posibilitan construcciones sencillas. Por su granvariedad de aplicaciones y debido a su precio eco-nómico, los rodamientos rígidos de bolas son losmás usados entre todos los tipos de rodamientos.
NormasRodamientos rígidos de bolas,de una hilera DIN 625, volumen 1
Ejecuciones básicasLos rodamientos rígidos de bolas se ofrecen tanto enejecución abierta como con tapas de obturación otapas de protección en ambos lados, ver página 148.Por razones de fabricación, los rodamientos en la eje-cución básica abierta, también pueden tener acanala-duras sólo en el aro exterior o en el aro exterior-inte-rior para tapas de obturación o tapas de protección.
Rodamiento rígido de bolas Rodamiento rígido de bolas abiertoabierto sin acanaladuras acanalado en el aro exterior (ejemplo)
ToleranciasLos rodamientos rígidos de bolas de una hilera enla ejecución básica tienen tolerancias normales.Bajo demanda también suministramos rodamien-tos con tolerancias restringidas.Tolerancias: Rodamientos radiales, pág. 56.
Juego de rodamientosLos rodamientos rígidos de bolas de una hilera en la eje-cución básica tienen juego normal. Bajo demanda tam-bién suministramos rodamientos con juego aumentado.Juego radial: Rodamientos rígidos de bolas, deuna hilera, pág. 76
JaulasLos rodamientos rígidos de bolas sin sufijo para lajaula, vienen con jaula de chapa de acero en la eje-cución básica. Los rodamientos rígidos de bolas conjaulas macizas de latón guiadas por las bolas sereconocen por el sufijo M.
Bajo demanda también son suministrables otras ejecuciones de jaula,tales como jaulas de poliamida. En estas jaulas el comportamiento paraaltas velocidades y temperaturas, así como las capacidades de carga,pueden diferir de los valores para rodamientos con jaulas estándar.
Adaptabilidad angularLa adaptabilidad angular de los rodamientos rígidosde bolas es pequeña, por lo que es necesario que losapoyos estén bien alineados. Los errores de alinea-ción son causa de una rodadura desfavorable de lasbolas y originan esfuerzos adicionales en el roda-miento, con lo que disminuye la vida en servicio.Para evitar que estas solicitaciones adicionales seandemasiado elevadas se admiten solamente ángulos deadaptación pequeños en dependencia de la carga.
147 FAGFAG 146
Rodamientos FAG rígidos de bolas
Aptitud para altas velocidadesLos conceptos generales sobre la aptitud para altas velo-cidades se exponen en las páginas 87 y siguientes. Bajocondiciones de servicio adecuadas la velocidad de refe-rencia puede superar a la velocidad límite. En el caso detener condiciones de servicio especiales, estas debentenerse en cuenta para determinar el valor de la veloci-dad térmicamente permisible de servicio. Cuando enlas tablas se indica una velocidad de referencia mayorque la velocidad límite, no debemos utilizar este valormayor. Las restricciones para rodamientos obturados, sedescriben en la sección “Rodamientos rígidos de bolasobturados” de la página 148.
Tratamiento térmicoLos rodamientos FAG rígidos de bolas se someten a untratamiento térmico de manera que se pueden utilizarpara temperaturas de servicio de hasta 150° C. Los roda-mientos con un diámetro exterior mayor de 240 mmson estables dimensionalmente hasta los 200° C. Paralos rodamientos obturados (ver página 148) es recomen-dable observar el límite de aplicación estipulado.
▼ Ángulos de adaptación en minutos
Serie de rodamientos carga carga reducida elevada
62, 622, 63, 623, 64 5’...10’ 8’...16’618, 160, 60 2’...6’ 5’...10’
▼ Jaulas estándar en rodamientos rígidos de bolas
Serie Jaula de chapa Jaula maciza de Número característico latón (M)del agujero
60 hasta 30, 34 32, a partir de 3662 hasta 30 a partir de 3263 hasta 24 a partir de 2664 hasta 14 a partir de 15160 hasta 52 a partir de 56161 00, 01618 a partir de 64622 hasta 10623 hasta 10
149 FAG
Rodamientos FAG rígidos de bolasRodamientos obturados · Carga equivalente
Rodamientos rígidos de bolas obturadosEn las ejecuciones básicas, FAG suministra roda-mientos rígidos de bolas abiertos, con tapas de pro-tección (obturaciones no rozantes) o con tapas deobturación (obturaciones rozantes) en ambos lados.Estos rodamientos se llenan desde la fábrica conuna grasa de calidad aprobada según las prescripcio-nes de FAG. Bajo demanda también suministramosrodamientos sin engrasar y obturados por un lado.En los rodamientos con tapas de protección (sufijo.2ZR, rodamientos con un diámetro exterior dehasta 22 mm sufijo .2Z) la velocidad límite esmenor que la de los rodamientos abiertos.
Los rodamientos con obturaciones no rozantes.RSD (véase la descripción en página 125) tienenun comportamiento a fricción tan favorable comolos rodamientos con tapas de protección .ZR. Conel aro interior estacionario y el aro exterior giratoriola cantidad de lubricante que se pierde en los roda-mientos con tapas de protección .RSD, es menorque en los rodamientos con tapas de protección.ZR. Bajo demanda se suministran rodamientosrígidos de bolas con obturaciones .RSD.En los rodamientos con obturaciones rozantes (sufijo.2RSR, rodamientos con un diámetro exterior hasta22 mm sufijo .2RS) la velocidad deslizante permisi-ble de los labios obturadores limita la velocidad delrodamiento, por lo que en las tablas sólo se indicanla velocidad limite.
En cuanto al comportamiento de los rodamientosobturados frente a altas velocidades, este está des-crito en la página 86; el límite inferior de tempe-ratura es de –30° C. Más detalles sobre obturacio-nes se encuentran en las páginas 125 y siguientes..
Carga dinámica equivalenteP = X · Fr + Y · Fa [kN]Al crecer la carga axial de los rodamientos rígi-dos de bolas también aumenta su ángulo decontacto. Los valores X y Y dependen de larazón f0 · Fa/C0, ver tabla abajo. El factor f0puede deducirse de la tabla en la página 149. C0es la capacidad de carga estática. Si un roda-miento se monta con ajustes normales (es decirun mecanizado del eje según j5 o k5 y delsoporte según J6) se aplican los valores indica-dos en la tabla de abajo.
Carga estática equivalente
P0 = Fr [kN] para Fa � 0,8Fr
P0 = 0,6 · Fr + 0,5 · Fa [kN] para Fa � 0,8Fr
FAG 148
▼ Factores radiales y axiales de los rodamientos rígidos de bolas
Juego normal de rodamiento Juego de rodamiento C3 Juego de rodamientot C4
f0 · Fa eFa � e
Fa � e eFa � e
Fa � e eFa � e
Fa � eC0 Fr Fr Fr Fr Fr Fr
X Y X Y X Y X Y X Y X Y
0,3 0,22 1 0 0,56 2 0,32 1 0 0,46 1,7 0,4 1 0 0,44 1,40,5 0,24 1 0 0,56 1,8 0,35 1 0 0,46 1,56 0,43 1 0 0,44 1,310,9 0,28 1 0 0,56 1,58 0,39 1 0 0,46 1,41 0,45 1 0 0,44 1,231,6 0,32 1 0 0,56 1,4 0,43 1 0 0,46 1,27 0,48 1 0 0,44 1,163 0,36 1 0 0,56 1,2 0,48 1 0 0,46 1,14 0,52 1 0 0,44 1,086 0,43 1 0 0,56 1 0,54 1 0 0,46 1 0,56 1 0 0,44 1
Rodamientos FAG rígidos de bolasCarga equivalente
▼ Factor fo para rodamientos rígidos de bolas
Número Factor f0característicodel agujero Serie de rodamientos
618 160 161 60 62 622 63 623 64
3 12,94 12,2 13,25 13,2 136 137 13 12,4
8 12,4 139 13 12,400 12,4 12,4 12,1 12,1 11,301 13 13 12,3 12,2 11,102 13,9 13,9 13,1 13,1 12,1 12,1
03 14,3 14,3 13,1 13,1 12,3 12,2 12,404 14,9 13,9 13,1 13,1 12,4 12,1 1105 15,4 14,5 13,8 13,8 12,4 12,4 12,106 15,2 14,8 13,8 13,8 13 13 12,207 15,6 14,8 13,8 13,8 13,1 13,1 12,1
08 16 15,3 14 14 13 13 12,209 15,9 15,4 14,3 14,1 13 13 12,110 16,1 15,6 14,3 14,3 13 13 13,111 16,1 15,4 14,3 12,9 13,212 16,3 15,5 14,3 13,1 13,2
13 16,4 15,7 14,3 13,2 12,314 16,2 15,5 14,4 13,2 12,115 16,4 15,7 14,7 13,2 12,216 16,4 15,6 14,6 13,2 12,317 16,4 15,7 14,7 13,1 12,3
18 16,3 15,6 14,5 13,9 12,219 16,5 15,7 14,4 13,920 16,5 15,9 14,4 13,821 16,3 15,8 14,3 13,822 16,3 15,6 14,3 13,8
24 16,5 15,9 14,8 13,526 16,4 15,8 14,5 13,628 16,5 16 14,8 13,630 16,4 16 15,2 13,732 16,5 16 15,2 13,9
34 16,4 15,7 15,3 13,936 16,3 15,6 15,3 13,938 16,4 15,8 15 1440 16,3 15,6 15,3 14,144 16,3 15,6 15,2 14,1
48 16,5 15,8 15,2 14,252 16,4 15,7 15,256 16,5 15,9 15,360 16,4 15,764 15,9 16,5 15,9
68 15,9 16,3 15,872 15,8 16,4 15,976 16 16,580 15,984 15,9
88 15,892 1696 16/500 15,9/530 15,9
/560 . . ./850 15,8
Tapas de protección en ambos lados(ejemplo .2ZR)
Tapas de obturación en ambos lados(ejemplo .2RSR)
Rodamientos FAG rígidos de bolasRodamientos de acero inoxidable · Sufijos · Medidas auxiliares
Rodamientos de acero inoxidableFAG suministra rodamientos rígidos de bolasabiertos y rodamientos rígidos de bolas obturadospor ambos lados (.2RSR), también en acero ino-xidable X65Cr13 (Nº de material 1.3541M). Lasbolas se fabrican en una alta aleacióncromo–acero X102CrMo17 (Nº material1.3543). Los rodamientos en acero inoxidable seidentifican por el prefijo S y por el sufijo W203B.Ejemplo: S6204.2RSR.W203BLos rodamientos resistentes a la corrosión de lasseries S60, S62 y S63 tienen las mismas dimensio-nes y la misma capacidad de carga que los roda-mientos estándar al cromo de esas mismas series.Los rodamientos de acero inoxidable son resisten-tes al agua, al vapor de agua, a soluciones alcali-nas, a reveladores fotográficos y a algunos ácidos.Especialmente la resistencia a ácidos es limitadapara rodamientos con tapas de obturación enambos lados .RSR, de nitrilo butadieno (NBR).Es por lo que se deben controlar la temperatura yla concentración de ácidos.Con el fin de mantener la buena resistencia a lacorrosión de estos rodamientos, sus superficies nohan de sufrir daños ya sea durante el montaje, oya sea en el servicio (ejemplo, a través de corro-sión de contacto).
Sufijos M Jaula maciza de latón,
guiada por las bolas.2RS, .2RSR Dos tapas de obturación.W203B Rodamientos en acero inoxidable.2Z, .2ZR Dos tapas de protección
Medidas auxiliaresEn la página 123 se encuentra información generalsobre las medidas auxiliares de estos rodamientosEn las tablas se indican los valores máximos delradio rg de la garganta y los diámetros de losresaltes.
FAG 150
Capacidad de carga Velocidad Velocidad Denominación Medidas auxiliareslímite de referencia abreviada
dyn. stat.C C0 Rodamiento D1 D3 rg
min max maxkN min–1 FAG mm
Bajo demanda también son suministrables otras ejecuciones; no duden en contactarnos.
7,8 3,75 26000 24000 6202 19,2 30,8 0,67,8 3,75 26000 24000 S6202.W203B 19,2 30,8 0,67,8 3,75 20000 24000 6202.2ZR 19,2 30,8 0,67,8 3,75 14000 6202.2RSR 19,2 30,8 0,67,8 3,75 14000 S6202.2RSR.W203B 19,2 30,8 0,6
7,8 3,75 14000 62202.2RSR 19,2 30,8 0,6
11,4 5,4 43000 22000 6302 20,6 36,4 111,4 5,4 43000 22000 S6302.W203B 20,6 36,4 111,4 5,4 18000 22000 6302.2ZR 20,6 36,4 111,4 5,4 12000 6302.2RSR 20,6 36,4 111,4 5,4 12000 S6302.2RSR.W203B 20,6 36,4 1
11,4 5,4 12000 62302.2RSR 20,6 36,4 1
6 3,25 28000 20000 16003 19 33 0,3
6 3,25 28000 22000 6003 19 33 0,36 3,25 28000 22000 S6003.W203B 19 33 0,36 3,25 22000 22000 6003.2ZR 19 33 0,36 3,25 14000 6003.2RSR 19 33 0,36 3,25 14000 S6003.2RSR.W203B 19 33 0,3
9,5 4,75 22000 20000 6203 21,2 35,8 0,69,5 4,75 22000 20000 S6203.W203B 21,2 35,8 0,69,5 4,75 18000 20000 6203.2ZR 21,2 35,8 0,69,5 4,75 12000 6203.2RSR 21,2 35,8 0,69,5 4,75 12000 S6203.2RSR.W203B 21,2 35,8 0,6
9,5 4,75 12000 62203.2RSR 21,2 35,8 0,6
13,4 6,55 19000 20000 6303 22,6 41,4 113,4 6,55 19000 20000 S6303.W203B 22,6 41,4 113,4 6,55 16000 20000 6303.2ZR 22,6 41,4 113,4 6,55 11000 6303.2RSR 22,6 41,4 113,4 6,55 11000 S6303.2RSR.W203B 22,6 41,4 1
13,4 6,55 11000 62303.2RSR 22,6 41,4 1
22,4 11,4 28000 17000 6403 26 53 1
6,95 4,05 22000 16000 16004 22 40 0,3
9,3 5 20000 20000 6004 23,2 38,8 0,69,3 5 20000 20000 S6004.W203B 23,2 38,8 0,69,3 5 17000 20000 6004.2ZR 23,2 38,8 0,69,3 5 12000 6004.2RSR 23,2 38,8 0,69,3 5 12000 S6004.2RSR.W203B 23,2 38,8 0,6
157 FAG
rg
rg
D1 D3 D1 D3
rg
rg
Eje Dimensiones Peso�
d D B rs H H1 Jmin � � �
mm kg
FAG 156
15 15 35 11 0,6 29,3 30,9 21,1 0,04315 35 11 0,6 29,3 30,9 21,1 0,04315 35 11 0,6 29,3 30,9 21,1 0,04515 35 11 0,6 29,3 30,9 21,1 0,04515 35 11 0,6 29,3 30,9 21,1 0,045
15 35 14 0,6 29,3 30,9 21,1 0,057
15 42 13 1 33,5 35 23,6 0,08815 42 13 1 33,5 35 23,6 0,08815 42 13 1 33,5 35 23,6 0,0915 42 13 1 33,5 35 23,6 0,0915 42 13 1 33,5 35 23,6 0,09
15 42 17 1 33,5 35 23,6 0,114
17 17 35 8 0,3 29,5 30,9 22,6 0,03
17 35 10 0,3 29,4 30,8 22,6 0,03817 35 10 0,3 29,4 30,8 22,6 0,03817 35 10 0,3 29,4 30,8 22,6 0,0417 35 10 0,3 29,4 30,8 22,6 0,0417 35 10 0,3 29,4 30,8 22,6 0,04
17 40 12 0,6 33,1 34,4 24 0,06517 40 12 0,6 33,1 34,4 24 0,06517 40 12 0,6 33,1 34,4 24 0,06717 40 12 0,6 33,1 34,4 24 0,06717 40 12 0,6 33,1 34,4 24 0,067
17 40 16 0,6 33,1 34,4 24 0,087
17 47 14 1 37,9 39,3 26,2 0,11417 47 14 1 37,9 39,3 26,2 0,11117 47 14 1 37,9 39,3 26,2 0,11717 47 14 1 37,9 39,3 26,2 0,11817 47 14 1 37,9 39,3 26,2 0,115
17 47 19 1 37,9 39,3 26,2 0,154
17 62 17 1,1 50,2 52,5 36,4 0,269
20 20 42 8 0,3 34,7 36,1 27,2 0,05
20 42 12 0,6 35,5 37,4 26,6 0,06820 42 12 0,6 35,5 37,4 26,6 0,06420 42 12 0,6 35,5 37,4 26,6 0,07120 42 12 0,6 35,5 37,4 26,6 0,07120 42 12 0,6 35,5 37,4 26,6 0,067
Rodamientos FAG rígidos de bolasde una hilera
d
rs
B
rs
DJH
rs
Dd
B
rs
H1 J d J
rs
D
B
rs
H1
2ZR 2RSR
d
rs
D
rs
B
H1 J
Los rodamientos pueden alcanzar una duraciónde vida ilimitada, si C0/P0≥8, ver Pág.41.
Capacidad de carga Velocidad Velocidad Denominación Medidas auxiliareslímite de referencia abreviada
dyn. stat.C C0 Rodamiento D1 D3 rg
min max maxkN min–1 FAG mm
Bajo demanda también son suministrables otras ejecuciones; no duden en contactarnos.
12,7 6,55 18000 19000 6204 25,6 41,4 112,7 6,55 18000 19000 S6204.W203B 25,6 41,4 112,7 6,55 15000 19000 6204.2ZR 25,6 41,4 112,7 6,55 10000 6204.2RSR 25,6 41,4 112,7 6,55 10000 S6204.2RSR.W203B 25,6 41,4 1
12,7 6,55 10000 62204.2RSR 25,6 41,4 1
16 7,8 34000 18000 6304 27 45 116 7,8 34000 18000 S6304.W203B 27 45 116 7,8 14000 18000 6304.2ZR 27 45 116 7,8 9500 6304.2RSR 27 45 1
16 7,8 9500 62304.2RSR 27 45 1
30,5 15 26000 15000 6404 29 63 1
7,2 4,65 19000 14000 16005 27 45 0,3
10 5,85 36000 17000 6005 28,2 43,8 0,610 5,85 36000 17000 S6005.W203B 28,2 43,8 0,610 5,85 15000 17000 6005.2ZR 28,2 43,8 0,610 5,85 10000 6005.2RSR 28,2 43,8 0,610 5,85 10000 S6005.2RSR.W203B 28,2 43,8 0,6
14 7,8 17000 17000 6205 30,6 46,4 114 7,8 17000 17000 S6205.W203B 30,6 46,4 114 7,8 14000 17000 6205.2ZR 30,6 46,4 114 7,8 9000 6205.2RSR 30,6 46,4 114 7,8 9000 S6205.2RSR.W203B 30,6 46,4 1
14 7,8 9000 62205.2RSR 30,6 46,4 1
22,4 11,4 28000 15000 6305 32 55 122,4 11,4 28000 15000 S6305.W203B 32 55 122,4 11,4 11000 15000 6305.2ZR 32 55 122,4 11,4 7500 6305.2RSR 32 55 122,4 11,4 7500 S6305.2RSR.W203B 32 55 1
22,4 11,4 7500 62305.2RSR 32 55 1
36 19,3 22000 14000 6405 36 69 1,5
11,2 7,35 16000 12000 16006 32 53 0,3
12,7 8 32000 15000 6006 34,6 50,4 112,7 8 32000 15000 S6006.W203B 34,6 50,4 112,7 8 13000 15000 6006.2ZR 34,6 50,4 112,7 8 8500 6006.2RSR 34,6 50,4 1
159 FAG
rg
rg
D1 D3 D1 D3
rg
rg
Eje Dimensiones Peso�
d D B rs H H1 Jmin � � �
mm kg
FAG 158
20 20 47 14 1 38,4 41 28,8 0,10520 47 14 1 38,4 41 28,8 0,10520 47 14 1 38,4 41 28,8 0,10920 47 14 1 38,4 41 28,8 0,10920 47 14 1 38,4 41 28,8 0,108
20 47 18 1 38,4 41 28,8 0,139
20 52 15 1,1 41,9 44,4 30,3 0,15120 52 15 1,1 41,9 44,4 30,3 0,15320 52 15 1,1 41,9 44,4 30,3 0,15520 52 15 1,1 41,9 44,4 30,3 0,155
20 52 21 1,1 42,1 44,4 30,3 0,209
20 72 19 1,1 55 37 0,415
25 25 47 8 0,3 39,7 41,1 32,2 0,055
25 47 12 0,6 40,2 42,5 32 0,0825 47 12 0,6 40,2 42,5 32 0,08225 47 12 0,6 40,2 42,5 32 0,08325 47 12 0,6 40,2 42,5 32 0,08425 47 12 0,6 40,2 42,5 32 0,083
25 52 15 1 43,6 45,4 33,5 0,12825 52 15 1 43,6 45,4 33,5 0,12825 52 15 1 43,6 45,4 33,5 0,13225 52 15 1 43,6 45,4 33,5 0,13225 52 15 1 43,6 45,4 33,5 0,132
25 52 18 1 43,6 45,4 33,5 0,156
25 62 17 1,1 50,2 52,5 36,4 0,23425 62 17 1,1 50,2 52,5 36,4 0,23725 62 17 1,1 50,2 52,5 36,4 0,2425 62 17 1,1 50,2 52,5 36,4 0,24225 62 17 1,1 50,2 52,5 36,4 0,245
25 62 24 1,1 50,2 52,5 36,4 0,272
25 80 21 1,5 63,1 45,4 0,56
30 30 55 9 0,3 47,5 48,8 37,7 0,082
30 55 13 1 47,2 49,2 38,3 0,12230 55 13 1 47,2 49,2 38,3 0,10930 55 13 1 47,2 49,2 38,3 0,12530 55 13 1 47,2 49,2 38,3 0,125
Rodamientos FAG rígidos de bolasde una hilera
d
rs
B
rs
DJH
rs
Dd
B
rs
H1 J d J
rs
D
B
rs
H1
2ZR 2RSR
d
rs
D
rs
B
H1 J
Los rodamientos pueden alcanzar una duraciónde vida ilimitada, si C0/P0≥8, ver Pág.41.
Capacidad de carga Velocidad Velocidad Denominación Medidas auxiliareslímite de referencia abreviada
dyn. stat.C C0 Rodamiento D1 D3 rg
min max maxkN min–1 FAG mm
Bajo demanda también son suministrables otras ejecuciones; no duden en contactarnos.
19,3 11,2 14000 14000 6206 35,6 56,4 119,3 11,2 14000 14000 S6206.W203B 35,6 56,4 119,3 11,2 11000 14000 6206.2ZR 35,6 56,4 119,3 11,2 7500 6206.2RSR 35,6 56,4 119,3 11,2 7500 S6206.2RSR.W203B 35,6 56,4 1
19,3 11,2 7500 62206.2RSR 35,6 56,4 1
29 16,3 24000 13000 6306 37 65 129 16,3 24000 13000 S6306.W203B 37 65 129 16,3 9500 13000 6306.2ZR 37 65 129 16,3 6300 6306.2RSR 37 65 129 16,3 6300 S6306.2RSR.W203B 37 65 1
29 16,3 6300 62306.2RSR 37 65 1
42,5 23,2 19000 12000 6406 41 79 1,5
12,2 8,8 14000 10000 16007 37 60 0,3
16 10,2 28000 13000 6007 39,6 57,4 116 10,2 28000 13000 S6007.W203B 39,6 57,4 116 10,2 11000 13000 6007.2ZR 39,6 57,4 116 10,2 7500 6007.2RSR 39,6 57,4 116 10,2 7500 S6007.2RSR.W203B 39,6 57,4 1
25,5 15,3 24000 12000 6207 42 65 125,5 15,3 24000 12000 S6207.W203B 42 65 125,5 15,3 9500 12000 6207.2ZR 42 65 125,5 15,3 6300 6207.2RSR 42 65 125,5 15,3 6300 S6207.2RSR.W203B 42 65 1
25,5 15,3 6300 62207.2RSR 42 65 1
33,5 19 20000 12000 6307 44 71 1,533,5 19 20000 12000 S6307.W203B 44 71 1,533,5 19 8500 12000 6307.2ZR 44 71 1,533,5 19 5600 6307.2RSR 44 71 1,533,5 19 5600 S6307.2RSR.W203B 44 71 1,5
33,5 19 5600 62307.2RSR 44 71 1,5
53 31,5 16000 11000 6407 46 89 1,5
13,2 10,2 13000 9000 16008 42 66 0,3
16,6 11,6 26000 12000 6008 44,6 63,4 116,6 11,6 26000 12000 S6008.W203B 44,6 63,4 116,6 11,6 10000 12000 6008.2ZR 44,6 63,4 116,6 11,6 6700 6008.2RSR 44,6 63,4 1
161 FAG
rg
rg
D1 D3 D1 D3
rg
rg
Eje Dimensiones Peso�
d D B rs H H1 Jmin � � �
mm kg
FAG 160
30 30 62 16 1 52,1 54,9 40 0,19530 62 16 1 52,1 54,9 40 0,20530 62 16 1 52,1 54,9 40 0,20130 62 16 1 52,1 54,9 40 0,20130 62 16 1 52,1 54,9 40 0,211
30 62 20 1 52,1 54,9 40 0,245
30 72 19 1,1 59,6 61,6 44,6 0,35530 72 19 1,1 59,6 61,6 44,6 0,35530 72 19 1,1 59,6 61,6 44,6 0,36330 72 19 1,1 59,6 61,6 44,6 0,36530 72 19 1,1 59,6 61,6 44,6 0,365
30 72 27 1,1 59,6 61,6 44,6 0,499
30 90 23 1,5 70,1 50,1 0,76
35 35 62 9 0,3 53,5 54,8 43,7 0,105
35 62 14 1 53,3 55,4 43,2 0,15735 62 14 1 53,3 55,4 43,2 0,15735 62 14 1 53,3 55,4 43,2 0,16335 62 14 1 53,3 55,4 43,2 0,16335 62 14 1 53,3 55,4 43,2 0,163
35 72 17 1,1 60,7 63,3 47,2 0,29135 72 17 1,1 60,7 63,3 47,2 0,28535 72 17 1,1 60,7 63,3 47,2 0,29935 72 17 1,1 60,7 63,3 47,2 0,30135 72 17 1,1 60,7 63,3 47,2 0,303
35 72 23 1,1 60,7 63,3 47,2 0,393
35 80 21 1,5 65,5 67,6 49,3 0,47135 80 21 1,5 65,5 67,6 49,3 0,47135 80 21 1,5 65,5 67,6 49,3 0,48135 80 21 1,5 65,5 67,6 49,3 0,48335 80 21 1,5 65,5 67,6 49,3 0,483
35 80 31 1,5 65,5 67,6 49,3 0,687
35 100 25 1,5 83,3 85,6 62 0,971
40 40 68 9 0,3 59,3 49,4 0,12
40 68 15 1 59,1 61,6 49,3 0,19440 68 15 1 59,1 61,6 49,3 0,19640 68 15 1 59,1 61,6 49,3 0,240 68 15 1 59,1 61,6 49,3 0,202
Rodamientos FAG rígidos de bolasde una hilera
d
rs
B
rs
DJH
rs
Dd
B
rs
H1 J d J
rs
D
B
rs
H1
2ZR 2RSR
d
rs
D
rs
B
H1 J
Los rodamientos pueden alcanzar una duraciónde vida ilimitada, si C0/P0≥8, ver Pág.41.
Capacidad de carga Velocidad Velocidad Denominación Medidas auxiliareslímite de referencia abreviada
dyn. stat.C C0 Rodamiento D1 D3 rg
min max maxkN min–1 FAG mm
Bajo demanda también son suministrables otras ejecuciones; no duden en contactarnos.
29 18 20000 11000 6208 47 73 129 18 20000 11000 S6208.W203B 47 73 129 18 8500 11000 6208.2ZR 47 73 129 18 5600 6208.2RSR 47 73 129 18 5600 S6208.2RSR.W203B 47 73 1
29 18 5600 62208.2RSR 47 73 1
42,5 25 18000 11000 6308 49 81 1,542,5 25 18000 11000 S6308.W203B 49 81 1,542,5 25 7500 11000 6308.2ZR 49 81 1,542,5 25 5000 6308.2RSR 49 81 1,5
42,5 25 5000 62308.2RSR 49 81 1,5
62 38 14000 10000 6408 53 97 2
15,6 12,2 22000 8500 16009 48,2 71,8 0,6
20 14,3 22000 11000 6009 49,6 70,4 120 14,3 22000 11000 S6009.W203B 49,6 70,4 120 14,3 9000 11000 6009.2ZR 49,6 70,4 120 14,3 6000 6009.2RSR 49,6 70,4 120 14,3 6000 S6009.2RSR.W203B 49,6 70,4 1
31 20,4 19000 10000 6209 52 78 131 20,4 19000 10000 S6209.W203B 52 78 131 20,4 8000 10000 6209.2ZR 52 78 131 20,4 5300 6209.2RSR 52 78 131 20,4 5300 S6209.2RSR.W203B 52 78 1
31 20,4 5300 62209.2RSR 52 78 1
53 31,5 16000 10000 6309 54 91 1,553 31,5 16000 10000 S6309.W203B 54 91 1,553 31,5 6700 10000 6309.2ZR 54 91 1,553 31,5 4500 6309.2RSR 54 91 1,553 31,5 4500 S6309.2RSR.W203B 54 91 1,5
53 31,5 4500 62309.2RSR 54 91 1,5
76,5 47,5 13000 9500 6409 58 107 2
16 13,2 20000 7500 16010 53,2 76,8 0,6
20,8 15,6 20000 10000 6010 54,6 75,4 120,8 15,6 20000 10000 S6010.W203B 54,6 75,4 120,8 15,6 8500 10000 6010.2ZR 54,6 75,4 120,8 15,6 5600 6010.2RSR 54,6 75,4 120,8 15,6 5600 S6010.2RSR.W203B 54,6 75,4 1
163 FAG
rg
rg
D1 D3 D1 D3
rg
rg
Eje Dimensiones Peso�
d D B rs H H1 Jmin � � �
mm kg
FAG 162
40 40 80 18 1,1 67,5 70,4 53 0,37140 80 18 1,1 67,5 70,4 53 0,37140 80 18 1,1 67,5 70,4 53 0,38240 80 18 1,1 67,5 70,4 53 0,38440 80 18 1,1 67,5 70,4 53 0,384
40 80 23 1,1 67,5 70,4 53 0,477
40 90 23 1,5 74,6 76,5 55,5 0,6440 90 23 1,5 74,6 76,5 55,5 0,64140 90 23 1,5 74,6 76,5 55,5 0,65440 90 23 1,5 74,6 76,5 55,5 0,654
40 90 33 1,5 74,6 76,5 55,5 0,903
40 110 27 2 91,6 95,1 68 1,12
45 45 75 10 0,6 65,6 55 0,167
45 75 16 1 65,5 68 54,2 0,24745 75 16 1 65,5 67,9 54,2 0,23445 75 16 1 65,5 68 54,2 0,25345 75 16 1 65,5 68 54,2 0,25745 75 16 1 65,5 67,9 54,2 0,244
45 85 19 1,1 71,8 74,6 57,2 0,42945 85 19 1,1 71,8 74,6 57,2 0,42945 85 19 1,1 71,8 74,6 57,2 0,44145 85 19 1,1 71,8 74,6 57,2 0,44145 85 19 1,1 71,8 74,6 57,2 0,441
45 85 23 1,1 71,8 74,6 57,2 0,522
45 100 25 1,5 83,3 85,6 62 0,84745 100 25 1,5 83,3 85,6 62 0,85945 100 25 1,5 83,3 85,6 62 0,86945 100 25 1,5 83,3 85,6 62 0,86745 100 25 1,5 83,3 85,6 62 0,879
45 100 36 1,5 83,3 85,6 62 1,2
45 120 29 2 100,9 104,3 75,2 1,97
50 50 80 10 0,6 70,5 60,1 0,181
50 80 16 1 70,1 72,9 59,8 0,27250 80 16 1 70,1 72,9 59,8 0,2650 80 16 1 70,1 72,9 59,8 0,28250 80 16 1 70,1 72,9 59,8 0,28350 80 16 1 70,1 72,9 59,8 0,271
Rodamientos FAG rígidos de bolasde una hilera
d
rs
B
rs
DJH
rs
Dd
B
rs
H1 J d J
rs
D
B
rs
H1
2ZR 2RSR
d
rs
D
rs
B
H1 J
Los rodamientos pueden alcanzar una duraciónde vida ilimitada, si C0/P0≥8, ver Pág.41.