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Capitulo 2: Fundamentos Tericos

2.1 Antecedentes

Lpez y otros (2007) presentaron una ponencia en el 8 Congreso Iberoamericano de Ingeniera Mecnica, en Cusco, Per, intitulada Mquina trituradora pulverizadora de fibra de coco seco. El proyecto de investigacin realizado en la Universidad de Colima, Mxico tuvo como objetivo disear un prototipo de mquina para la obtencin de polvo de coco seco, para su uso como sustrato. El proyecto se desarroll en dos etapas, la primera, el diseo conceptual, en

la cual se soportan tcnicamente los mecanismos y elementos que forman parte de la mquina con la finalidad de tener una alta eficiencia del material a triturar y pulverizar, as como las dimensiones correctas. La segunda consisti en la fabricacin de la mquina trituradora pulverizadora de fibra de coco. En esta fase se maquinaron las partes y componentes requeridos para construir la mquina, en funcin de los resultados obtenidos en la primera etapa. Una vez ensamblada y terminada la mquina se realizaron las pruebas, lo cual permiti verificar y comprobar el diseo realizado, as como las posibles mejoras. La metodologa de diseo estuvo conformada por 9 pasos esenciales:

1. Clarificacin de la tarea y elaboracin de la especificacin total perseguida tanto para el polvo, como para el prototipo y la limitacin de presupuesto: en este punto se describen las formas y principios de operacin de mquinas que realizan triturado y pulverizado, con el fin de entender los problemas que presentan.

2. Abstraccin para identificar los problemas esenciales: consiste en la caracterizacin del coco seco para conocer su constitucin y como lograr su

pulverizacin. 3. Establecimiento de las estructuras funcionales: se analizan las teoras

de trituracin y pulverizacin, y su aplicacin en distintos campos.

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4. Bsqueda de los principios de solucin para satisfacer las funciones. en este paso se toma en cuenta la experiencia en el diseo de una mquina trituradora de plsticos se realizan modelos slidos que permitan corroborar la teora y metodologa aplicada.

5. Combinacin de los principios de solucin para satisfacer la funcin total: definido el proceso de fabricacin y el procedimiento a seguir se establecen las distintas posibilidades o principios de solucin para el prototipo y garantizar que se logren los resultados que se persiguen.

6. Seleccin de las combinaciones adecuadas: por medio de la combinacin de principios de solucin se busca satisfacer la funcin total.

7. Establecimiento de las variantes de concepto mediante bosquejos. 8. Evaluacin de las variantes del concepto. 9. Resultado: propuesta de solucin del prototipo de la mquina

trituradora pulverizadora de fibra de coco seco y su fabricacin.

El triturado se realiz a travs de cuchillas fijas y mviles, y la pulverizacin se logr a partir de la implementacin de un sistema de martillos fijos y mviles. La holgura entre elementos fijos y mviles fue regulada a travs de mecanismos de tornillo y resorte, lo cual garantiz una buena pulverizacin por cada revolucin de la mquina, realizando un trabajo eficiente. Se tienen los resultados de las pruebas realizadas a la mquina, verificando de esta forma su funcionamiento, produccin y energa requerida.

Nio y Vega (2000) desarrollaron un trabajo de grado en la Universidad Nacional Experimental del Tchira, denominada Diseo y construccin de una mquina cortadora de goma (NITRILO) de inters para la Empresa Fenix C.A, dedicada a la produccin y surtido de empaques para motor a la industria automotriz;

el componente principal de las estoperas que se fabrican es un elastmero (goma) NITRILO, cuyos requerimientos indican la construccin de este tipo de mquina de corte de la goma para evitar desperdicios y reducir el tiempo de mano de obra y de

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costos en general. Las fases de la investigacin consistieron en: a) conocimiento del proceso de deformacin y corte del NITRILO; b) diseo de un mecanismo facilitador del desplazamiento de NITRILO para su posterior corte; c) clculo de dimensiones, velocidades y otros parmetros del diseo; d) clculo de los elementos mecnicos y estructurales de trasmisin de potencia; e) construccin de la mquina cortadora de goma de acuerdo a los clculos realizados. Igualmente se definieron las propiedades mecnicas del NITRILO y se utilizaron programas de diseo y clculo asistido por computadora. Adems se elaboraron manuales de usuario, mantenimiento y construccin as como la determinacin de los costos de fabricacin. Los clculos especficos realizados fueron:

1. Fuerza mxima de corte 2. Momento de torsin 3. Velocidad de giro de la cuchilla 4. Potencia del motor 5. Calculo de ejes utilizando el criterio de la fatiga 6. Determinacin del tipo de rodamientos 7. Engranajes de transmisin de movimiento 8. Seleccin del motorreductor 9. Seleccin de la cadena 10. Requerimientos, anlisis y dimensionamiento del sistema mvil de

desplazamiento de la goma 11. Diseo del tornillo de potencia 12. Anlisis de la estructura 13. Soldadura de la estructura

Segn indican los referidos autores, la mquina cortadora de gorma (Nitrilo) cumple con los objetivos planteados por la Empresa Fenix C.A y adems mencionan que la construccin del equipo porttil se realiz con materiales reciclados con el propsito de reducir costos.

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2.2 Bases Tericas

2.2.1 Proceso de trituracin y molienda de materiales

La trituracin de sustancias slidas consiste fundamentalmente en la transformacin de un determinado material en trozos o pedazos de menor tamao mediante un proceso de corte, machacado o molienda. De acuerdo a las propiedades

fsicas del compuesto, su dureza y fragilidad se emplean distintos mtodos de reduccin o desintegracin, segn el siguiente cuadro:

Cuadro 2.1: Clase de material y clase de trituracin

Clase de material Clase de trituracin Material duro Presin, Impacto

Material frgil Fractura

Material tenaz Escisin, corte Fuente: Hopp (1984)

En este sentido, mientras que las trituradoras se encargan de reducir el tamao de grandes trozos de material y se basan fundamentalmente en esfuerzos de compresin, los molinos obtienen tamaos de partcula de 1 mm, por friccin impacto.

Con el objeto de asegurar que el proceso de fragmentacin pueda desarrollarse sin problemas y de modo eficiente, el mecanismo de esfuerzo de la mquina de fragmentacin deber estar ajustado al comportamiento de machacamiento del material. En la prctica es cuestin de triturar materiales de los diversos tipos de materiales industriales y procesos de produccin de modo que sus caractersticas de

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fragmentacin deben evaluarse de manera diferenciada. La densidad, el grado de dureza, la consistencia y la forma geomtrica del material a moler constituyen por lo tanto, sistemas de fragmentacin o trituracin distintos.

La extensa variedad de las formas de fragmentacin ha hecho surgir en el mercado de la industria, una innumerable cantidad de mquinas diferentes para este tipo de procesos, en este sentido, si el margen de granos gruesos, es decir, materiales a granel superan los 40 mm de dimetro, stos se denominan machacadoras o trituradoras, mientras que el material correspondiente a los mrgenes granulomtricos inferiores a 40 mm se procesa por medio de los procesos

denominados moliendas (Pitsch, 2003).

Debido a los mecanismos de esfuerzo presentados y descritos a continuacin se han desarrollado equipos de fragmentacin para satisfacer las ms diversas exigencias en el rea de la preparacin mecnica de los slidos. Estos mecanismos de esfuerzo estn siempre relacionados ntimamente con el comportamiento de fractura del material a moler, pero, en cada caso, hay que llevar en consideracin tambin las exigencias del usuario, es decir el planteamiento de la forma de trituracin. De esta manera, segn Pitsch (ibid) se mencionan los seis (6) tipos de mecanismos mas utilizados:

1. Esfuerzo ejercido por presin: es aquel que ocurre entre dos superficies de sustancias slidas que constituyen, por un lado, directamente las superficies de las herramientas de molienda o, por otro lado, las superficies de dos partculas vecinas. Las superficies de esfuerzo pueden moverse a su encuentro

paralela o tangencialmente y ejercer as la presin necesaria. Ejemplo: trituradoras de mandbulas y machacadoras de palanca acodada (Figura 1).

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Figura 2.1. Mecanismo de esfuerzo ejercido por presin.

2. Esfuerzo ejercido por impacto: aquel ejercido en una de las superficies de un slido. Puede ser la de una herramienta de molienda o estar constituida por otras partculas. Un esfuerzo por impacto causado ante todo por la aceleracin

unilateral o recproca de partculas, originada por la energa cintica del movimiento relativo. Ejemplo: molinos por impacto y pulverizadores por impacto de chorro de aire (Figura 2)

Figura 2.2 Mecanismo de esfuerzo ejercido por impacto

3. Esfuerzo por presin y friccin: es aquel que ocurre entre dos superficies de slidos, causado por la presin vertical de una superficie y el movimiento circular simultneo horizontal, cntrico o excntrico de la otra superficie.

Ejemplo: morteros manuales y molinos de mortero.

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Figura 2.3. Mecanismo de esfuerzo ejercido por presin y friccin.

4. Esfuerzo ejercido por cizallamiento: esfuerzo entre dos o ms superficies de slidos debido a efectos de cizallamiento. La fragmentacin se produce por medio de dos superficies que se mueven en direccin opuesta o de una superficie mvil y otra fija. Es posible un efecto adicional de impacto y percusin. Ejemplo: Cizallamiento entre la criba anular y el rotor en molinos de rotor de percusin, molinos de aspas batientes y molinos ultracentrfugas.

Figura 2.4. Mecanismo de esfuerzo ejercido cizallamiento.

5. Esfuerzo ejercido por corte: esfuerzo entre dos o ms superficies dotadas de canto vivo. Los filos actan perpendicularmente uno contra el otro. En

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muchos casos se trata de un canto vivo fijo y otro mvil. Ejemplo: trituradoras, molinos de corte, etc.

Figura 2.5. Mecanismo de esfuerzo ejercido por corte.

6. Esfuerzo ejercido por un medio rodeante: En caso de altos gradientes de cizallamiento el esfuerzo ejercido por el medio circundante, un gas o un lquido, tiene efecto slo en materiales de baja resistencia, por ejemplo, en aglomeraciones o materiales con un bajo grado de dureza < 3 segn Mohs. La desaglomeracin en sustancias altamente viscosas representa un campo de aplicacin tpico. Ejemplo: Agitadores altamente revolucionados, tales como los de Bender, Ultraturrax, etc.

Figura 2.6. Mecanismo de esfuerzo ejercido por medio rodeante.

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2.2.2 Mquinas trituradoras y de molinos

La seleccin de la mquina trituradora o molienda, depende del tipo de material a reducir y adems en todos los procesos hay que tomar en cuenta las siguientes precauciones:

1. Antes de la puesta en marcha se debe comprobar que no se encuentren objetos extraos al interior de la mquina.

2. Con el separador magntico instalado delante de las trituradoras hay que eliminar cualquier pieza o trazas de hierro contenido alrededor del

material que se va a triturar o moler.

3. La lubricacin de las mquinas debe controlarse cuidadosamente.

4. Antes de proceder a la limpieza de la mquina, se debe desconectar.

5. Cuando las mquinas estn en proceso o marcha se debe prohibir a los operadores cualquier manipulacin o introduccin de materiales.

6. Las mquinas que se obstruyen se deben detener de inmediato.

Segn Hopp (1984, en funcin del tipo de fragmentacin las mquinas se pueden clasificar en:

1. Mquinas de trituracin gruesa: son aquellas en las cuales los materiales formados por grandes trozos se someten a trituracin por mquinas

denominadas quebrantadoras. Existen quebrantadoras de mandbulas, de cono y de rodillos que se llaman tambin machacadoras. Estas mquinas trituran el material

hasta reducirlos a un tamao aproximado de unos 50 mm. En caso de continuar transformando el material a tamaos menores, se debe utilizar otro tipo de mquina de trituracin.

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2. Mquinas de trituracin media (granalladoras) y trituracin fina (molinos): este tipo de equipo de fragmentacin media o fina se clasifican en: molinos de cilindros, molinos de muelas verticales, triturador de martillos, molinos de pas de percusin y molinos de impacto y centrfugos, entre otros:

Los molinos de martillo y de impacto se utilizan sobre todo en la industria minera y canteras para la trituracin primaria y secundaria de diferentes minerales y piedras semi-duras, tienen una capacidad de hasta 1.5000 t/h. El ndice de refraccin puede llegar a 1:15. Despus de entrar en los rotores, el material a triturar es machacado por los cabezales mviles, que lo proyectan contra los deflectores. La

reversibilidad de los rotores y la utilizacin de deflectores en ambos lados garantizan un ptimo uso de las cabezas de martillo en relacin con el desgaste.

Figura 2.7. Molino de martillos

a) Delyvery device: dispositivo de entrega. b) Hammers: martillos. c) Rod: varilla. d) Screen: Pantalla. e) Take-away: Descarga

Fuente: www.revistavirtualpro.com

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Los molinos de rodillo se utilizan para la trituracin cuidadosa de material blando a semi-duro (carbn, coque, sal, escoria) en centrales carboelctricas, en la industria energtica, qumica, en canteras y altos hornos. El espacio de machaqueo cuneiforme est formado por un rodillo rotatorio y una placa machacadora de suspensin (peine machacador). La trituracin se efecta mediante esfuerzo compresor y cortante. Su capacidad es de hasta 1.200 t/h, el ndice de refraccin 1:6 aproximadamente.

Figura 2.8. Molino de rodillos

a) Delyvery device: dispositivo de entrega. b) Roll pair: rodillos primarios. c) Second roll pair: rodillos secundarios

Fuente: www.revistavirtualpro.com

Los trituradores de cono se utilizan para la rotura de material semi-duro a extremadamente duro, tenaz o agrio (granito, basalto, diabasa, roca dura, piedra caliza, escoria), con una elevada exigencia de fragmentacin. En la parte baja del triturador de cubo se encuentra el mbolo hidrulico para el ajuste de la hendidura, en la parte superior del cono quebrantador. Se efecta la trituracin del material a tratar

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entre el cono rompedor excntrico giratorio y el casco rompedor fijo. La capacidad es de 300 t/h, el ndice de trituracin, de 1:8.

Figura 2.9. Trituradora de cono

El molino de corte tritura de forma rpida y cuidadosa materiales y mezclas de materiales blandos, semiduros, elsticos y fibrosos. Es especialmente apropiado para la trituracin previa por lotes o continua de materiales secos tales como partes de plantas, plsticos, piensos, especias, drogas, carbn vegetal, papel, cartn, etc. Los

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materiales de fibras largas como la paja y aqullos voluminosos como los recipientes de plstico pueden triturarse en un solo ciclo de trabajo sin necesidad de trituracin previa. La granulometra final depende del tipo de tamiz de fondo empleado y del material alimentado. Con plsticos se alcanzan por ejemplo granulometras de aprox. 2 - 4 mm, con especias secas 0,25 - 1 mm.

Figura 2.10. Molino de Corte

La mquina trituradora mediante cuchillas, se utiliza para triturar por ejemplo basura domestica, neveras, neumticos, muebles, alfombras, colchones, chatarra, escombros y materiales similares. El principio de funcionamiento consiste (ver Figura 11) en un tnel (2) para acomodar el desecho, una superficie de corte (4) situada en el fondo del tnel con al menos un conjunto de cuchillas fijas y paralelas entre si (9a,b) que estn mutuamente separadas por aberturas (10a,b) a travs de la superficie, al menos un eje giratorio (5a, b) de una unidad de impulsin (7), el eje se coloca por encima de la superficie de corte en una direccin que se extiende perpendicular a las cuchillas inferiores, y un numero de cuchillas superiores en forma de disco (8a, b) fijadas al eje, cada una de las cuales esta provista de un numero de dientes (13a, b) y que se extienden parcialmente hacia abajo hacia el interior de las aberturas de la superficie. Las cuchillas inferiores se mueven en una direccin que intersecta el eje geomtrico (18) del eje o un rea alrededor de este. De esta forma se obtiene que los dientes de las cuchillas superiores formen un ngulo de accin de alrededor de 90, y las fuerzas que ejercen no tendrn componentes substanciales en la direccin radial de las cuchillas superiores y a lo largo de las cuchillas inferiores. La ventaja de esta construccin es que la mquina es capaz de llevar a cabo de forma segura, rpida y

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eficiente un proceso de triturado con una utilizacin optima de la energa suministrada.

Figura 2.11. Mquina trituradora mediante cuchillas

2.2.3 Mquinas trituradoras de plstico Los parmetros exigidos que deben satisfacer la seleccin de una mquina

trituradora de plstico son diferentes por cuanto dependen de los tipos de materiales, tamao, volumen, mecanismos cortadores especficos, entre otros. La mayora de las empresas constructoras de trituradoras de plsticos sugieren los sistemas de corte desde uno hasta cuatro ejes para la reduccin del volumen que luego se utilizan para el procesamiento de desechos y reciclajes.

Segn la Empresa Italiana IMPIANTI SOTTOVUOTO PER ESSICCAZIONE (I.S.V.E) a travs de la filial Tritotutto, plantea un sistema de trituracin de desechos cuya definicin incorpora el funcionamiento y las caractersticas principales de un modelo de mquina fragmentadora de plsticos, los modelos, descripcin, datos

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tcnicos y los accesorios, entre otros aspectos. Los productos generados de la trituracin implican:

1. ahorro de espacio y de tiempo; 2. posibilidad de reciclar / recuperar los residuos; 3. modo de reunir / tratar los residuos ms funcional; 4. reduccin de los costes de transporte y de gestin; 5. mejor organizacin y limpieza de la empresa.

2.2.3.1 Funcionamiento

En todo proceso de trituracin se deben considerar siempre dos principios

fundamentales: la solidez y la fiabilidad. En este sentido una mquina trituradora consiste en una seria de accesorios engranados que conducen a una reduccin del material de plstico de manera confiable. La Figura 2.12 muestra un esquema de esta conformacin:

Figura 2.12. Elementos y conformacin de una modelo de mquina trituradora

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(1) Tolva de carga: constituye la unidad de carga del material (2) Garfios: elemento en forma de curva y acabado de punta que sujeta el material y lo conduce hasta las fresas. (3) Discos de cantos agudos las cuales estn provistos de garfios. (4) Fresas: herramienta circular, de corte mltiple para el mecanizado de la pieza. Los dientes cortantes de las fresas pueden ser rectilneos o helicoidales, y de perfil recto o formando un ngulo determinado. (5) Criba: componente ubicado en la salida del producto triturado y permite seleccionar en cada caso el material con la granulometra deseada.

Para el procesamiento de de trituracin se utiliza en general un motor elctrico asncrono de corriente alterna que permite a travs de un motorreductor aplicar las fuerzas necesarias para la trituracin. Cuando se acumula entre los discos una cantidad de material excesiva o de trozos sin triturar se activa un par trmico invierte temporalmente el movimiento de las cuchillas, previniendo as la posible sobrecarga de la estructura o el riesgo de rotura de la mquina. Los trozos de mayor tamao son recuperados por los garfios y se vuelven a introducir en el ciclo para ser nuevamente triturados, de esta manera el proceso permite ajustar siempre de manera ptima la regulacin del grupo de trituracin al fin de conseguir un justo equilibrio entre mxima productividad y funcionamiento regular.

2.2.3.2 Principales caractersticas de cualquier modelo de mquina trituradora.

El accionamiento de la mquina se obtiene por medio de un motorreductor

epicicloidal; los ejes portafresas y los conductores estn unidos mediante engranajes en bao de aceite. Cada mquina est equipada con un juego de llaves aptas a desmontar las fresas cuando sea preciso afilarlas. Todos los modelos estn equipados con una criba cuyo tamao puede ir de 14 a 38 mm., obteniendo as los distintos tamaos de partculas trituradas. Las mquinas presentan nivel acstico de trabajo

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inferior a 60 decibeles, facilidad de acceso a los discos de trituracin y de arrastre para facilitar las operaciones de mantenimiento, intercambiabilidad de los discos directamente realizable por el usuario y consumo de energa reducido (ISVE, 2008).

En todo caso, el sistema de transmisin por engranajes garantiza un nivel de fiabilidad elevado durante el proceso de trituracin de los materiales ms resistentes. En la figura 13 se muestran las principales caractersticas de cualquier modelo de mquinas trituradoras de materiales no metlicos y plsticos en general.

Figura 2.13. Caractersticas comunes de una mquina trituradora

Nmero Componente 1 Tolva de carga

2 Orificio de levantamiento y transporte

3 Cuerpo de la maquina

4 Cuadro elctrico

5 Tapa de la tolva

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6 Motor

7 Reductor epiciloidal

8 Disco de introduccin

9 Grupo de fresas

10 Rejilla 11 Bastidor de la maquina

12 Tanque con boca de vaciado Fuente: Tritotutto I.S.V.E. (2008)

2.2.3.3 Accesorios

Con el objeto de facilitar el diseo conceptual de una maquina trituradora, en el Cuadro X se describen los accesorios fundamentales para un proceso optimo de reduccin de materiales.

Cuadro 2.2. Accesorios de una mquina trituradora

Descripcin del accesorio Figura Fresas en K2D para el tratamiento de

materiales especialmente duros o que contengan

clavos o pequeas partes metlicas.

Particularmente indicadas para residuos muy abrasivos.

Discos de introduccin para materiales

ligeros con tendencia a flotar sobre el grupo

fresas.

Criba adicional intercambiable con

orificios de dimetro 14-18-25-30-35 mm. que determina el tamao del producto triturado.

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Tolva de carga automatizada. Muy indicada para materiales difciles

como papel, colambre, trapos, etc. para los cuales

una carga gradual del producto pone el grupo de

trituracin en mejores condiciones de funcionar.

Cajn de carga automatizado. Sistema de carga automtico para

materiales muy largos como los chapeados o los

recortes de varios tipos. Es conveniente para

facilitar las operaciones de carga y de trituracin

de residuos voluminosos.

Descripcin del accesorio Figura

Carros-tolva con levantamiento automtico.

Sistema de carga econmico que se

caracteriza por estar unidos directamente a la

trituradora unos carritos recoge-residuos.

.

Carros-tolva de ruedas pivotantes para la

recogida y la carga automtica de los distintos

residuos que se quieren triturar.

Sistemas de carga y transporte por cinta.

Cintas transportadoras de carga y

manutencin de los residuos antes y despus de

la trituracin

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Tornillo sin fin de descarga. Tornillos sin fin de varias capacidades de desplazamiento para

cargar el producto triturado en cajones.

Aspiracin y ensacados automticos.

Carrito con equipo de aspiracin y de ensacado,

conectable a la trituradora para facilitar el manejo del producto triturado.

Fuente: Tritotutto I.S.V.E. (2008)

2.2.4 Patentes Comerciales

En el mercado mundial se encuentran varias patentes que hacen referencia a las formas en las cuales se realizan los procesos de trituracin, molienda o fragmentacin de materiales de diversa ndole, tales como: maderas, plsticos, elastmeros, entre otros. Entre las empresas comercializadoras de mquinas de trituracin mediante cuchillas se encuentran:

2.2.4.1. UNTHA Shredding Technology Fabrican mquinas trituradoras de 1, 2 y 4 ejes (patente N 319535). En el caso

del procesamiento de 4 ejes (tipo RS), los materiales a triturar pasan mediante una rpida alimentacin al mecanismo cortador donde se someten a un triturado tanto previo como posterior en un slo paso de trabajo. Los dientes del mecanismo cortador principal agarran las partes de material que no caigan inmediatamente a travs de la criba y las vuelve a impulsar hacia la parte superior (triturado previo). Al capturar el mecanismo secundario de corte el material triturado, previamente se ejecuta otro proceso de corte (trituracin posterior). El producto final es un granulado homogneo segn la definicin exacta.

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2.2.4.2. ZERMA Recycling & Granulator Technology Empresa cuya matriz se encuentra ubicada en Alemania, es una de los

fabricantes ms importantes de mquinas trituradoras de plsticos para su posterior proceso de reciclaje. Desarrolla equipos denominados Molinos a Pie de Mquina de la Serie GSL 180/120 hasta GSL 180/430. El sistema de alimentacin del material a triturar se realiza a travs de una tolva y los molinos se encuentran montados sobre un bastidor bajo o elevado, segn la funcin a realizar. Se destacan por su sistema Quick Snap de cuchillas y rotor. Debido a la curvatura de las cuchillas del rotor en el crculo de corte, se mantiene el entrehierro de corte necesario, incluso despus del afilado. Se evita el trabajo de ajuste y las paradas al cambiar las cuchillas se reducen considerablemente. El eje de rotor est apoyada en ambos lados y debido a la disposicin desplazada de los discos del rotor siempre se encuentran en accin solo cuchillas aisladas para la bsqueda de una mayor fuerza de corte. La mquina posee buena accesibilidad, los molinos se pueden abrir con bajas maniobras y sin herramientas.

2.2.4.3 EREMA High Tech Recycling La empresa posee un sistema denominado COAX la cual es una alternativa

ideal para el proceso de materiales plsticos distinto a los sistemas convencionales que requieren de pretrituracin por separado. La mquina consiste en un triturador monorotor posicionado coaxialmente con una extrusora. Tanto el triturador monomotor como la extrusora estn accionados por un solo motor en un diseo trasero directo. Esto permite alimentar la instalacin en forma directa y discontinua en porciones de material de gran volumen sin previa reduccin de tamao. Presentan caractersticas especiales tales como:

1. El sistema de alimentacin por empujador con diseo de segmentos posibilita un uso muy flexible del sistema con consistentes altas capacidades (patentado).

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2. Mnimo requerimiento de personal operario gracias a la alimentacin discontinua de porciones de material de gran volumen o trozos grandes. En la mayora de los casos no es necesaria la pretrituracin externa.

3. Cuchillas de carbono tungsteno de mltiple uso (giratorias) en el rotor para una alta resistencia al desgaste y una mxima durabilidad.

2.2.4.4 RUIAN JINDA PACKAGE MACHINEY CO., LTD

Maquinaria de embalaje Ruian Jinda S.A., es una fbrica profesional de maquinarias de embalajes plsticos ubicada en la ciudad de Ruian, China. Actualmente desarrolla la Lnea de produccin de film termocontrable de poliolefina

de 3 capas SGJ-500-1500 POF, la que ha sido aprobada por el Departamento de Inspeccin de Calidad de Zhejiang, y ha obtenido 4 patentes en su lnea de produccin (patentes No. 0123341.7 , 01233340.9 , 01124091.1 , 01233342.5). Fabrica mquinas trituradoras de plsticos SJ_300 de bajo peso y con potencia del motor de 7.5 Kw.

2.2.4.5 Retsch Solutions in Milling Sieving

RETSCH es una compaa internacionalmente conocida en el campo de la preparacin de muestras para anlisis y caracterizacin de slidos. Bien sea para la obtencin de fracciones representativas, la trituracin se realiza en conformidad con normas internacionales. Fabrica Molinos de Corte: de tipo:

1. Grindomix GM 200 un aparato de trituracin y homogeneizacin que satisface las exigencias especiales de laboratorios e institutos de investigacin. Puede procesar sustancias con alto contenido de agua, aceite o grasa, tan rpida y fiablemente como productos secos, blandos y semiduros. Las caractersticas consisten en: Potente motor industrial de 750 W y velocidad controlada, 2000 a 10.000 rpm, operacin por intervalos, display digital de velocidad y tiempo de trituracin, tapa de cada libre que adapta automticamente el volumen del recipiente y facilidad de

limpieza del recipiente de molienda.

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2. Modelo SM 100: es un molino de corte econmico y de alto rendimiento, muy apropiado para materiales blandos, semiduros, tenaces-elsticos y fibrosos que pueden ser triturados sin emplear demasiada fuerza. Tiene aplicacin en materiales como cartn, cuero, drogas, especias, goma, huesos, lignito, madera, paja, papel, plsticos, resinas, restos electrnicos, textiles, trozos de plantas, entre otros. La reduccin del tamao es por corte y posee un rotor de corte paralelo, motor monofsico/trifsico, potencia 1,5 Kw. entre otros aspectos.

3. Modelo SM 200: es un molino de corte de alto rendimiento es una mquina muy poderosa y fcil de usar para la trituracin por lotes y en rgimen de operacin continuo de materiales y mezclas de materiales tenaces, semiduros,

blandos, tenaces, elsticos, fibrosos y termosensibles. El principio de la molienda es mediante cizalla, corte. A baja velocidad trabaja con motor monofsico y a alta velocidad con motor monofsico/trifsico, con una potencia de 1.5 Kw.

2.2.4.6. TRITOTUTTO DE I.S.V.E

Empresa Italiana IMPIANTI SOTTOVUOTO PER ESSICCAZIONE (I.S.V.E) a travs de la filial Tritotutto, la filosofa de la empresa en el proceso de trituracin es

considerado considerarse como un verdadero medio de produccin debido a que los residuos de produccin se reutilizan directamente en el ciclo de produccin de la

empresa (materias plsticas) y adems, se ponen a punto procesos de produccin que utilizan como materia prima los residuos de otros procesos industriales (concepto de reciclaje). Fabrican trituradoras con cuchillas rotativas, especialmente aplicadas para las pequeas y medianas empresas. La potencia elctrica necesaria es muy pequea y esta trituradora, de gran fiabilidad, es muy silenciosa, gracias al empleo de un limitador de funcin de los productos a destruir. Puede ser utilizado en las industrias de plstico, embalaje, cartn, madera, huesos de fruta, desechos de cuero y pile, cortezas, etc. Se puede conectar a una red de aspiracin por medio de un tubo situado

en la parte inferior de aparato. Las mquinas que fabrica ISVE Tritotutto son de la serie: Modelo 25/66, Modelo 50/66, Modelo 50/66D, Modelo 50/80D, Modelo 80/80D y Modelo 100/80 D.

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El modelo 25/66, cuya boca de carga es de 250x660 mm., lleva montados, adems de las fresas de corte, discos especiales de introduccin. Esta caracterstica hace de la mquina un equipo sumamente flexible apta a triturar una cantidad considerable de materiales diferentes. El sistema de transmisin por engranajes permite conseguir una fiabilidad elevadsima durante el proceso de trituracin de los materiales ms resistentes. Sus caractersticas principales son:

potencia instalada : HP 7,5 transmisin : por engranajes nmero de ejes fresas : 2 nmero de fresas templadas : 13 nmero de ejes de introduccin: 2 nmero de discos de introduccin: 13 n de rev./min. fresas: 25 produccin : 80-150 Kg./hora equipamientos de seguridad : parada de emergencia, contacto de cierre tolva

realizacin conforme a las normas CE

El Modelo 100/80D, consiste en una mquina de tamao mediano-grande sumamente polivalente apta para triturar numerosos materiales de desecho. Se puede

montar en lnea para funcionar de manera continua. Recomendada para las operaciones de trituracin ms variadas en las que se precise una productividad elevada. Particularmente indicada para la trituracin de madera para arrancar virutas, trapos, plstico, colambre, neumticos, papel, cartn, embalajes, cintas de polietileno, pelculas plsticas, botellas de PET, latas, recipientes en general, entre otros. Sus caractersticas principales son:

potencia instalada : HP 12+12 nmero de motores de accionamiento fresas: 2 transmisin : por engranajes nmero de ejes fresas : 2

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nmero de fresas templadas : 52 nmero de ejes de introduccin: 2 nmero de discos de introduccin: 52 n de rev./min. fresas: 25 produccin : 800-1200 Kg./hora equipamientos de seguridad : parada de emergencia, contacto de cierre tolva realizacin conforme a las normas CE

2.2.5. Los elastmeros: un polmero utilizado en la industria automotriz

De acuerdo a Bilurbina y Liesa (1990) los elastmeros son plomeros amorfos formado por macromolculas que poseen un ligero entrecruzamiento espaciado notablemente. Ello les permite moverse entre los puntos de unin y les confiere la propiedad de elasticidad (p.81). Estos materiales suelen ser normalmente polmeros termoestables e igualmente polmeros termoplsticos (Billmeyer, 2004). Debido a estas caractersticas, los elastmeros, son el material bsico de fabricacin de otros materiales como la goma, ya sea natural o sinttica, y para algunos productos

adhesivos. Polmero elstico, es a veces intercambiable con el trmino goma, que es ms adecuado para referirse al proceso de vulcanizacin. Cada uno de los monmeros que se unen entre s para formar el polmero est normalmente compuesto de carbono, hidrgeno, oxgeno y/o silicio. Los elastmeros son polmeros amorfos que se encuentran sobre su temperatura de transicin vtrea y es por ello que presentan

una considerable capacidad de deformacin.

Con frecuencia los trminos elastmeros y hule se utilizan indistintamente. El elastmeros es capaz de recuperarse substancialmente en forma y tamao una vez eliminada la carga, mientras que el hule se recupera con rapidez de grandes deformaciones. Una de las principales propiedades de los elastmeros es su perdida por histresis al estirarse o comprimirse y la energa mecnica se convierte en calor,

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propiedad deseable para absorber energa vibracional (amortiguamiento y para reducir el nivel de ruido (Kalpakjian y Schmid, 2004).

La mayora de estos polmeros son hidrocarbonos, por lo tanto, estn

conformados por hidrgeno y carbono, y se obtiene en forma natural del polisopreno que proviene del ltex de la goma de los rboles. Otra manera de obtener un

elastmero es a partir de la sntesis de petrleo y gas natural. En este sentido, para modificar algunas de las caractersticas de los elastmeros, es posible aadir otros elementos como el cloro, obteniendo as el neopreno la cual es utilizado en los trajes hmedos para bucear.

Para poder darle un uso ms prctico a los elastmeros, estos deben ser sometidos a diversos tratamientos. A travs de la aplicacin de tomos de azufre, este polmero se hace ms resistente gracias a un proceso denominado vulcanizacin. Si adems se le agrega otro tipo de sustancias qumicas es posible lograr un producto final bastante resistente a las amenazas corrosivas presentes en el medio ambiente. Igualmente, los elastmeros pueden ser utilizados para la fabricacin de adhesivos y de partes de gomas del sistema de frenado automotriz.

2.2.5.1 Principales familias de elastmeros.

Los elastmeros se pueden clasificar en aquellos que tienen un uso general (caucho natural, caucho sinttico, butadinicos) y las de uso especifico (nitrilicos, acrlicos y siliconas).

Caucho natural: denominado ltex, es un lquido viscoso que se obtiene del rbol Hevea brasiliensis y se encuentra en muchos productos comunes tales como los guantes mdicos y quirrgicos, las sondas urinarias, los vendajes elsticos, las curitas, los globos y los chupones para nios. El ltex es una emulsin que est compuesta

por partculas de hule suspendidas en agua. Estas partculas estn compuestas de miles de molculas de isopreno unidas qumicamente, formando grandes cadenas o

polmeros de isopreno. Para obtener el hule es necesario remover el agua que

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mantiene suspendidas a las partculas. El hule natural puro no tiene muchas aplicaciones ya que es muy sensible a los cambios de temperatura. Por ejemplo, si hace calor el hule se vuelve pegajoso en cambio si hace fro se vuelve rgido y quebradizo.

Caucho sinttico: son compuestos derivados por reacciones qumicas,

conocidas como condensacin o polimerizacin, a partir de determinados hidrocarburos insaturados. Los compuestos bsicos del caucho sinttico llamados monmeros, tienen una masa molecular relativamente baja y forman molculas gigantes denominadas polmeros. Despus de su fabricacin, el caucho sinttico se vulcaniza (un proceso mediante el cual se calienta el caucho crudo en presencia de azufre, con el fin de transformarlo ms duro y resistente al fro).De acuerdo a Sampietro y Rescia (2007), el origen de la tecnologa del caucho sinttico se puede situar en 1860, cuando el qumico britnico Charles Hanson Greville Williams descubri que el caucho natural era un polmero del monmero isopreno, cuya frmula qumica es CH2-C(CH3)CH-CH2. Durante los setenta aos siguientes se trabaj en el laboratorio para sintetizar caucho utilizando isopreno como monmero. Tambin se investigaron otros monmeros, y durante la I Guerra Mundial qumicos alemanes polimerizaron dimetilbutadieno (de frmula CH2-C(CH3)C(CH3)-CH2), y consiguieron sintetizar un caucho llamado caucho de metilo, de pocas aplicaciones. Hubo que esperar hasta 1930 para que dos qumicos, el estadounidense Wallace Hume Carothers y el alemn Hermann Staudinger, investigaran y contribuyeran al descubrimiento de los polmeros como molculas gigantes, en cadena, compuestas de un gran nmero de monmeros. Entonces se consigui sintetizar caucho de

monmeros distintos al isopreno.

Caucho sinttico (butadinicos): El 1,3-butadieno es un producto qumico que se produce en la destilacin del petrleo. El 1,3-butadieno ocupa el lugar nmero 36 entre las sustancias qumicas de ms alta produccin en los Estados Unidos. Es un gas

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incoloro de olor levemente parecido a la gasolina. Cerca del 75% del 1,3-butadieno que se manufactura se usa para fabricar caucho sinttico. El caucho sinttico es usado extensamente en neumticos para automviles y camiones. El 1,3-butadieno tambin se usa para fabricar plsticos, entre los que se incluyen los acrlicos

Caucho de Nitrilo, Buna N o NBR: el elastmero de nitrilo convencional est formulado especialmente para resistir el ataque de los hidrocarburos. Est constituido por un copolmero de butadieno y Acrilo-Nitrilo (ACN), siendo este ltimo compuesto el que le aporta las propiedades necesarias para afrontar los requerimientos de la explotacin de petrleo. El contenido de ACN en los elastmeros industriales est comprendido entre 18 y 50 %, produciendo diferentes efectos sobre sus caractersticas y propiedades:

- Dureza (aumenta) - Resistencia a la abrasin (aumenta) - Resistencia trmica (aumenta) - Resistencia a la accin qumica de los fluidos transportados (aumenta) - Resilencia y elasticidad (disminuye) Se utiliza en la fabricacin de correas y mangueras, pastilla y gomas para

frenos.

Caucho acrlico: El caucho acrlico es un tipo de goma de caucho sinttico que

contiene acrilonitrilo. Su nombre qumico es alquil acrilato copolmero. La propiedad principal de esta goma es su resistencia al aceite caliente y a la oxidacin. Es conveniente para uso a temperaturas continuas de hasta 150 C y en la exposicin intermitente de hasta alrededor de 180 C, sin embargo tiene poca resistencia al agua o a la humedad. No es adecuado para su uso por debajo de -10 C y tambin tiene mala resistencia a los cidos y las bases. El caucho acrlico es ampliamente utilizado en las transmisiones de automocin y mangueras.

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Siliconas: el nombre se siliconas viene dado del enlace silicio-oxgeno, en ingls como silicon-ketones. Su materia prima es la arena de slice, de esta se obtiene el clorosilano, al calentarla arena de slice con cloro y coque. El clorosilano con agua (mediante hidrlisis) da lugar a los silianoles, monmeros de bajo peso molecular capaces de formar grandes molculas (macromolculas) tridimensionales que son el fundamento de lo que se denomina tcnica y comercialmente los aceites de siliconas. Los elastmeros de silicona RTV. Las siglas RTV provienen de la lengua americana y quiere decir Room Vulcanizing Temperature. En espaol: Siliconas VTA, es decir, vulcanizacin a temperatura ambiente. Las firmas Dow Corning y General Electric en EE.UU., desarrollaron los primeros compuestos caracterizados por ser bicomponentes

(Componente ASilicona, componente B-Catalizador), cuya mezcla provocan la vulcanizacin en fro dando lugar a un material homogneo, gomoso y elstico (Garca Diez, 2006).

2.2.5.2 Propiedades mecnicas dinmicas de los elastmeros.

El elastmero es un compuesto que posee propiedades visco-elsticas debido a que sufre procesos de deformacin cclica, adems este tipo de polmero, tiene la habilidad nica de almacenar y disipar energa simultneamente. Las gomas sintticas, en la mayora de sus aplicaciones, son sometidas a cierto grado de deformacin cclica o absorcin de cargas. En trminos generales las propiedades mecnicas dinmicas de una goma sinttica sometidas a una deformacin (< 25%) son independientes a la magnitud de la deformacin. Al contrario, son fuertemente dependiente de la arquitectura molecular, temperatura, frecuencia de deformacin y componentes varios.

Los datos de las propiedades dinmicas mecnicas son obtenidos a travs de

ensayos de desplazamiento de la goma (compresin o tensin) aplicando una deformacin sinusoidal cclica, llamado Mdulo de Elasticidad Complejo (E*) o Stress total. Este mdulo est compuesto por:

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1. E Modulo de elasticidad. Componente elstica. (energa recuperable) que se encuentra en fase con el desplazamiento.

2. E Modulo de elasticidad. Componente viscosa. (energa irrecuperable).

Para una deformacin sinusoidal, la relacin entre la componente viscosa (E) y la componente elstica (E) est representado por la relacin Tan (Tan delta).

Tan = E /E

Un bajo valor de Tan delta es sugerido cuando el elastmero es sometido a cargas cclicas; mientras que un alto Tan delta es preferido en aplicaciones donde las cargas son intermitentes o aleatorias. El contenido de ACN ayuda al elastmero a adquirir propiedades y caractersticas especiales para agregado, por ello cuanto mayor es el contenido de ACN en el elastmero, menor es la elasticidad y la resiliencia del mismo, aumentando la componente viscosa y en consecuencia el almacenamiento de energa en su interior (aumenta el Tan delta).

Por otro lado, segn Nio y Vega (2000) uno de los indicadores que determina la actuacin de un elastmero en servicio es la tensin de conjunto o compresin de conjunto que se refiere a la prdida de tamao, igualmente es importante sealar la propiedad de resiliencia definida como la capacidad para devolver energa en el descargo producida por el modulo (cantidad de carga exigida al estirar un pedazo mediante prueba de alargamiento determinado).

La norma para medir la dureza de una goma, caucho o hule es el durometro de Shore, y se mide a travs de dos escalas: Shora A, basado en un identador de extremo

romo y, Shore D, conformado por un identador de aguja puntada. Por ejemplo, las gomas suaves y medias se miden en la escala Shore A de 20 a 100 (mas suave a media). En trminos generales, la dureza de los elastmeros es variada de acuerdo a

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su composicin y vulcanizado. Existen agentes reforzadores que pueden producir dureza de 50 a 90 Shore A en cauchos vulcanizados mientras que en el caso de la goma natural y Neopropano la dureza se incrementa con el agregado de mas azufre.

2.2.5.3 Caractersticas fsico-qumicas de los elastmeros

La evolucin de las caractersticas mecnicas de los elastmeros al paso del tiempo se puede definir a travs de dos procesos:

la deformacin permanente,

la elasticidad.

En el caso de las juntas con enchufe, la estanqueidad se logra por la presin del contacto entre el aro de goma de la junta y el metal. La deformacin del elastmero, realizada en el momento del enchufado, es constante. La elasticidad de los aros de goma es determinada por un mtodo que consiste en medir la evolucin en el tiempo de la fuerza necesaria para comprimir la probeta cuya deformacin ha sido definida previamente. En el siguiente apartado se presentan las propiedades de algunos elastmeros fundamentales:

Cuadro 2.3: SBR - Caucho sinttico (Polmero de estireno-butadieno)

Gama de dureza (Shore A) 30 - 90 Densidad (producto de base) 0,93

Resistencia al desgarro buena y muy buena

Resistencia a la abrasin excelente

Resistencia a la oxidacin buena

Temperatura mxima de utilizacin 60 C

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Cuadro 2.4: NBR Nitrlica

Gama de dureza (shore A) 40 - 95 Densidad (producto de base) 1,00

Resistencia al desgarro media

Resistencia a la abrasin buena

Resistencia a la deformacin permanente por compresin buena

Resistencia a la oxidacin buena

Temperatura mxima de utilizacin 60 C

Cuadro 2.5: EPDM - Polmero de etileno propileno

Gama de dureza (shore A) 40 - 90 Densidad (producto de base) 0,86

Resistencia al desgarro buena

Resistencia a la abrasin buena y

excelente

Resistencia a la deformacin permanente por compresin buena

Resistencia a la oxidacin excelente

Temperatura mxima utilizada 90 C

Fuente: http://www.saint-gobain-canalizacao.com.br/manual/elasto.asp?lng=esp