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Método de Reutilización de la Cascara de Huevo.
Proyecto para optar al título de Diseñador Industrial
Abel Ricardo Posso Vergara
CC 1087984560
Universidad Católica de Pereira
Facultad de Arquitectura y Diseño
Programa de Diseño Industrial
Pereira, Risaralda
2020
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
1
Agradecimientos.
A Dios, por permitirme la vida, la salud y la perseverancia para no rendirme antes los
innumerables obstáculos que se presentaron a lo largo de toda nuestra carrera.
A mi esposa, mis hijos, mis padres y mis hermanos quienes siempre han sido un apoyo
monumental en mi vida, por su paciencia y amor a lo largo de este camino, porque son ustedes,
el principal motor que me impulsan cada día a esforzarme más y más por alcanzar mis sueños.
A los profesores, por facilitar la comprensión de innumerables temas necesarios para
nuestra vida profesional, y que van mucho más allá de la academia. El ser buena persona, pero
sobre todo buen profesional, no se aprende sólo con clases teóricas, solo cuando tengo grandes
ejemplos es que puedo lograrlo, y tuve la fortuna de contar con los mejores.
A mis compañeros, por convertirse en mí segunda familia, por tantos momentos gratos y
memorables que siempre permanecerán conmigo.
Y finalmente, a la vida misma, por traerme hasta aquí y ahora en la culminación de un
logro más alcanzado.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
2
Contenido
Lista de ilustraciones........................................................................................................... 4
Lista de tablas. .................................................................................................................... 5
Resumen .............................................................................................................................. 7
Abstract ............................................................................................................................... 8
Introducción ...................................................................................................................... 10
Planteamiento del Problema ............................................................................................. 11
Objetivos ........................................................................................................................... 13
Objetivos específico ................................................................................................................ 13
Objetivos generales .................................................................................................................. 13
Marco teórico. ................................................................................................................... 15
Marco histórico ........................................................................................................................ 15
Antecedentes ..................................................................................................................... 16
Marco conceptual .............................................................................................................. 19
Cáscara de huevo ..................................................................................................................... 19
Probeta ..................................................................................................................................... 19
Aglutinantes ............................................................................................................................. 19
Metodología de diseño ...................................................................................................... 20
Exploración ............................................................................................................................. 20
Evaluación ............................................................................................................................... 21
Comunicación .......................................................................................................................... 21
Generación ............................................................................................................................... 21
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
3
Tipología ........................................................................................................................... 22
Requerimientos ................................................................................................................. 24
Conceptualización ............................................................................................................. 29
Inicio experimental con cascara de huevo. ....................................................................... 31
Procesamiento de la cascara de huevo .............................................................................. 31
Alternativas ....................................................................................................................... 32
Características de los materiales utilizados. ............................................................................. 32
cemento ..................................................................................................................... 32
Cola de carpinero (carpincol).................................................................................... 33
Almidón de yuca ....................................................................................................... 33
Matriz análisis comparativo. .................................................................................................... 36
Aplicación de material ...................................................................................................... 37
Propuesta . ......................................................................................................................... 38
Ciclo de uso general ................................................................................................................ 39
Ciclo de uso especifico ............................................................................................................ 40
Diseño de detalle ..................................................................................................................... 41
Renders. ................................................................................................................................... 43
Secuencia armado ............................................................................................................. 44
Plano general ..................................................................................................................... 45
Plano especifico ................................................................................................................ 46
Despiece ............................................................................................................................ 48
Proceso productivo............................................................................................................ 49
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
4
Base techo................................................................................................................................ 49
Caperuza lámpara .................................................................................................................... 50
Planos seriados ........................................................................................................................ 51
Materiales .......................................................................................................................... 52
Prototipo. ........................................................................................................................... 54
Costos de producción de una lámpara. ............................................................................. 55
Componentes del costo de producción ..................................................................................... 55
Materia prima ............................................................................................................ 56
Mano de obra directa ................................................................................................ 56
Costos indirectos ....................................................................................................... 57
Gastos de operación .................................................................................................. 57
Conclusiones. .................................................................................................................... 58
Bibliografía ....................................................................................................................... 59
Anexos .............................................................................................................................. 61
Lista de ilustraciones.
Línea de tiempo de los materiales. .................................................................................... 15
Metodología de diseño ...................................................................................................... 20
Conceptualización fase 1 .................................................................................................. 29
Conceptualización fase 2 .................................................................................................. 30
Datos de las pruebas de carga. .......................................................................................... 36
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
5
Boceto familia de objetos.................................................................................................. 39
ciclo de uso ....................................................................................................................... 40
Ciclo de uso especifico. .................................................................................................... 41
Diseño de detalles de luminaria. ....................................................................................... 41
Renders en diferentes ángulos fotográficos. ..................................................................... 43
Secuencia de armado......................................................................................................... 44
Plano general ..................................................................................................................... 45
Plano especifico de componentes de madera .................................................................... 46
Plano especifico componente en cascara de huevo ........................................................... 46
Despiece ............................................................................................................................ 48
Foto prototipo plano completo .......................................................................................... 54
Foto prototipo plano fotográfico contrapicado. ................................................................ 54
Lista de tablas.
Análisis tipológico 1 ......................................................................................................... 22
Análisis tipológico 2 ......................................................................................................... 23
Análisis tipológico 3 ......................................................................................................... 24
Requerimientos de diseño. ................................................................................................ 25
Probetas de cascara de huevo ............................................................................................ 34
Matriz comparativo ........................................................................................................... 36
Cuadro de nivel IK del material. ....................................................................................... 38
Proceso productivo base techo .......................................................................................... 49
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
6
Proceso productivo caperuza ............................................................................................ 50
Proceso productivo planos seriados .................................................................................. 51
Elaboración planos seriados .............................................................................................. 52
Lista de materiales. ........................................................................................................... 53
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
7
Resumen
Ante la situación por la que está atravesando el planeta con respecto al cambio climático
y el calentamiento global, es necesario implementar métodos de reutilización de residuos
generados por los humanos para reducir el impacto medioambiental.
El huevo es uno de los alimentos más consumidos en el país, en lo que respecta a la
canasta familiar. Solo en Colombia durante el 2018 se consumieron 13.827 millones de huevos;
una cifra que coloca a Colombia como el tercer mayor consumidor de este producto en
Latinoamérica, solo superado por México y Brasil, según la Federación Nacional de Avicultores
(Fenavi) (Araujo, 2015). Incluso la cascara posee componentes que son benéficos para los
huesos del cuerpo, pero todas éstas van a parar como desechos sanitarios cuando su vida útil
puede que no haya terminado allí. Además su componente principal es el carbonato de calcio
(CaCO3), utilizado en varias zonas de la producción industria.
Además, la extracción de calcio de la tierra implica su explotación en grandes canteras,
un proceso más contaminante que la construcción, y que no solo causa graves afectaciones en el
ambiente, sino que parte de la extracción de un recurso no renovable, que con los años se ha ido
acabando por la extracción indiscriminada.
La presente investigación surge de la necesidad de reutilizar la cascara de huevo
considerada un desecho el cual se producen en grandes cantidades, con el propósito de
experimentar con otros compuestos, verificar la compatibilidad, crear nuevos materiales y
posteriormente darle un uso adecuado.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
8
La investigación busca proporcionar información valiosa para la comunidad y dar a
conocer las oportunidades de producción de negocio con resultados innovadores y alternativas
enfocadas en la preservación del medio ambiente.
Actualmente son muy pocos los proyectos que se están llevando a cabo, relacionados con
aprovechamiento de este residuo solido en particular; es por esto que se pretende ser pionero en
este campo, para no solo generar conciencia sobre la importancia de realizar una correcta
separación de estos residuos, sino también abrir la puerta a la creación de nuevos materiales
creados a partir de este tipo de desechos, que contribuirían a fomentar un crecimiento en la
economía circular.
Palabras clave: unión, intersección, mezcla, preparación, resistencia, fuerza.
Abstract
Given the situation that the planet is going through with respect to climate change and
global warming, it is necessary to implement methods of reuse of waste generated by humans to
reduce the environmental impact.
Eggs are one of the most consumed foods in the country, in regards to the family basket.
Only in Colombia during 2018 13,827 million eggs were consumed; a figure that places
Colombia as the third largest consumer of this product in Latin America, only surpassed by
Mexico and Brazil, according to the National Federation of Poultry Farmers (Fenavi) (Araujo,
2015). Even the shell has components that are beneficial to the bones of the body, but all of these
end up as sanitary waste when their useful life may not have ended there. In addition, its main
component is calcium carbonate (CaCO3), used in various areas of industrial production.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
9
In addition, the extraction of calcium from the earth implies its exploitation in large
quarries, a more polluting process than construction, and that not only causes serious effects on
the environment, but also starts from the extraction of a non-renewable resource, which with the
years has been running out due to indiscriminate extraction.
The present investigation arises from the need to reuse the eggshell considered a waste
which is produced in large quantities, with the purpose of experimenting with other compounds,
verifying the compatibility, creating new materials and subsequently giving it a suitable use.
The research seeks to provide valuable information for the community and publicize
business production opportunities with innovative results and alternatives focused on preserving
the environment.
Currently there are very few projects that are being carried out, related to the use of this
particular solid waste; This is why it is intended to be a pioneer in this field, to not only raise
awareness about the importance of correctly separating these wastes, but also to open the door to
the creation of new materials created from this type of waste, which would help foster growth in
the circular economy.
Keywords: union, intersection, mixture, preparation, resistance, strength.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
10
Introducción
El huevo es uno de los alimentos más consumido en todas las familias a nivel mundial.
Un promedio de 300 huevos al año es el consumo per cápita mundial de este rubro, considerado
como uno de los alimentos más nutritivos de la naturaleza. El continente con mayor consumo
anual per cápita de huevos, fue el Este de Asia con una ingesta que supera los 350 huevos al año
por persona.
En Colombia el consumo de huevo creció 48% en 10 años y cerrara el año en 303
unidades por colombiano, lo que constituye el segundo consumo más alto de la región, sólo por
debajo de México, generándose residuos de cascara de huevo en grandes cantidades, donde su
destino final son los vertederos .
Partiendo de lo mencionado anteriormente y buscando la manera de emplear este
importante desecho, es como se llega a un sector de la industria que emplea dentro de sus
principales materias primas el huevo, y este es, las panaderías y/o reposterías. En Pereira,
ubicada en el sector de samaria La panadería Delipan , es una empresa que se dedica a la
elaboración de productos de panadería y repostería generando un residuo de producción de 2700
cascaras de huevos semanales que terminan en el vertedero. La pregunta central del trabajo es:
¿Cómo transformar la cascara de huevo generada por la panadería Deli pan para lograr nuevas
aplicaciones de uso?. La hipótesis central es que el residuo de la cascara de huevo es considerado
indebidamente un desperdicio sin considerar que es un componente que se encuentra presente en
muchos productos fabricados en diferentes zonas industriales. El objetico central de esta
investigación es Desarrollar nuevas formas de aplicación del residuo de la cáscara de huevo a
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
11
partir de la experimentación para el aprovechamiento del material generado por la empresa
Delipan.
Planteamiento del Problema
El planeta se encuentra atravesando un gran cambio, debido a los malos hábitos de las
personas. La contaminación, los residuos plásticos de un solo uso, la generación de dióxido de
carbono (CO2), la deforestación, el abuso en la extracción de los recursos, entre otras muchas
formas de deteriorar el planeta; tienen a la humanidad en un viaje sin retorno hacia su propia
autodestrucción, que a puesto a millones de personas a reflexionar, sobre qué tipo de acciones
tomar para así ayudar a preservar y cuidar el planeta tierra.
Es realmente importante entender que el problema es real, global y progresivo, por tanto
las soluciones también deben serlo. A raíz de esto, muchos empresarios en diversos países del
mundo, encuentran en lo que otros desechan, oportunidades de negocio; empleando diferentes
tipos de desechos como materia prima para la creación de nuevos materiales, de los cuales la
cascara de huevo se vuelve participe.
El huevo es uno de los alimentos más consumido en todas las familias a nivel mundial.
Un promedio de 300 huevos al año es el consumo per cápita mundial de este rubro, considerado
como uno de los alimentos más nutritivos de la naturaleza. Según lo informo la FAO
(Organización de Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación), el continente con
mayor consumo anual per cápita de huevos, fue el Este de Asia con una ingesta que supera los
350 huevos al año por persona. Le sigue América Central con un consumo medio de 300 huevos
por año, Europa con casi 250 huevos, Norte América con unos 240 huevos y Australia con algo
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
12
más de 200 huevos por persona al año. En tanto, África es el continente con menor consumo, con
un promedio de 150 unidades al año por persona. (Araujo, 2015).
La FAO destaca que durante las últimas tres décadas la producción de huevos se ha
triplicado pasando de 29,3 millones de toneladas en 1983, a 73,8 millones de toneladas en 2013,
lo que representa un crecimiento del 152%.
En Colombia el consumo de huevo creció 48% en 10 años y cerrara el año en 303
unidades por colombiano, lo que constituye el segundo consumo más alto de la región, sólo por
debajo de México. El huevo es uno de esos alimentos infaltables en la dieta de los colombianos.
Su peso dentro de la ponderación de alimentos en el Índice de Precios al Consumidor (IPC) es de
2,5% y su producción y consumo han tenido un crecimiento continuo.
Además, Si los colombianos consumen en promedio 303 huevos cada uno por año y la
más reciente cifra de población entregada por el Dane es de 48,3 millones de habitantes, implica
que en el país se utilizan 14 mil millones de huevos anuales.
Para abastecer esa demanda se requiere una producción diaria de aproximadamente 40,5
millones de unidades. (El Tiempo, 2019).
Teniendo en cuenta todo lo anterior es evidente preguntarnos ¿Cómo se está
aprovechando este residuo?.
El calcio es el mineral más abundante en el organismo y está involucrado en casi todas
sus funciones metabólicas, es por esto, que en áreas como el de la salud y nutrición han logrado
sacar provecho de este material por su alto contenido de calcio biológico, calcio iónico y otras
sustancias.; en la agroindustria por ejemplo, se aprovecha este residuo para realizar concentrados
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
13
y fertilizantes, y finalmente se sabe que en el área de la arquitectura se emplea como aditivo
adicional en el cemento de mortero y revoque.
Partiendo de lo mencionado anteriormente y buscando la manera de emplear este
importante desecho, es como se llega a un sector de la industria que emplea dentro de sus
principales materias primas el huevo, y este es, las panaderías y/o reposterías. En Pereira,
ubicada en el sector de samaria La panadería Delipan , es una empresa que se dedica a la
elaboración de productos de panadería y repostería generando un residuo de producción de 2700
cascaras de huevos semanales que terminan en el vertedero.
De acuerdo con lo anteriormente descrito, mediante el proceso de investigación al
problema que se presenta, surge una pregunta de investigación: ¿Cómo transformar la cascara de
huevo generada por la panadería Deli pan para lograr nuevas aplicaciones de uso?.
Objetivos
Objetivos específico
Desarrollar nuevas formas de aplicación del residuo de la cáscara de huevo a partir de la
experimentación para el aprovechamiento del material generado por la empresa Delipan.
Objetivos generales
Explorar materiales compatibles con la cáscara de huevo permitiendo la elaboración de
probetas para el desarrollo de una nueva aplicación del material.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
14
Identificar las principales características del material mediante pruebas de resistencia para
determinar sus características finales que permitan la construcción de artefactos.
Diseñar una familia de objetos empleando el nuevo material, que demuestre la aplicación
e innovación del producto.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
15
Marco teórico.
Marco histórico
Figura 1
Línea de tiempo de los materiales.
Fuente elaboración propia.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
16
Antecedentes
En la actualidad, el uso de diferentes materiales biodegradables, a tomado gran
importancia debido al impacto ecológico que se está generando por el uso de compuestos, cuyo
destino final son fuentes hídricas y demás, sin mencionar materiales de construcción cuyo último
destino son rellenos sanitarios que se encuentran ya saturados y que no dan abasto para la
cantidad de residuos que a diario son desechados.
Para el año 2017, una investigación realizada por la revista dinero, mostró que solo en
Colombia son arrojadas 12 millones de toneladas de basura al año y de estas solo se recicla un 17
% llegando a ser mucho menos, ya que gran cantidad de estos residuos terminan en sitios donde
está prohibido arrojar desechos de cualquier tipo, alterando la fauna y flora propia del lugar.
Con la elaboración del plan nacional para la gestión integral de los recursos sólidos,
expedida mediante el documento conpes en noviembre del año 2016, se buscó castigar
fuertemente de manera monetaria, a las empresas que no realizaran una correcta disposición de
los residuos e incentivar a aquellas que ya lo estaban realizando, para continuar con esta
importante labor.
Aunque los esfuerzos se vieron enfocados hacia una disminución de residuos que eran
reciclables, también un estudio realizado por la DNP revelo que en Colombia se generan la
alarmante cantidad de 9, 76 millones de toneladas de desperdicios alimenticios al año, lo que se
constituye como residuos orgánicos y que es el punto de partida del proyecto a desarrollar.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
17
Con el uso de la cascara de huevo, cuyo principal componente es el carbonato de calcio,
se busca disminuir el impacto que este residuo orgánico genera , ya que como lo revela fenavi,
su consumo promedio es de 293 huevos anuales por colombiano.
Aunque unos años atrás este residuo orgánico no había sido utilizado más que como un
producto de tipo abono para cultivos, el residuo de cáscara de huevo en Colombia, se ha estado
empleando en la elaboración de diferentes compuestos para, entre otras, descontaminar las
fuentes de agua que se encuentran cargadas de elementos pesados como el cadmio, que puede
causar trastornos agudos y crónicos como hipertensión y daños renales.
Este residuo sólido, el cual a través de un proceso sencillo y económico captura
contaminantes tanto en el agua como en lixiviados, gracias a que en su mayoría es carbonato de
calcio, es considerado uno de los mejores adsorbentes de metales por los iones que este posee.
Por otra parte, estudiantes de la universidad del norte en Barranquilla, focalizaron que el
sector de la infraestructura es uno de los mayores responsables de las emisiones de CO2 en el
mundo. Por ello propusieron un proyecto, basado en economía circular para reutilizar recursos
que en la actualidad son desechados, reemplazándolos por elementos básicos que hacen parte de
la mezcla de cemento y lo lograron. Luego de pasar por un proceso de incineración de las
cáscaras de huevo, para eliminar todos los residuos orgánicos, consiguieron reemplazar con éxito
un 5 % del calcio utilizado para hacer cemento sin afectar las propiedades de la mezcla. Y
aunque parezca poco, en un escenario macro industrial el impacto es enorme.
El carbonato de calcio componente principal como ya se mencionó anteriormente, de la
cáscara de huevo , está cotizado actualmente en países como Argentina en 600COP/kg, y puede
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
18
utilizarse en la industria alimenticia como neutralizante, texturizante y endurecedor, como anti
aglutinante y anti humectante en vegetales deshidratados, colorante en gomas comestibles,
coagulante en la formación de geles, fortificante mineral en agua, leche, yogur, cereales, quesos,
etc., también mejora la fermentación en la elaboración de pan e influye sobre las proteínas de
gluten aumentando la rigidez de la masa.
En la actualidad, son muchas las personas comprometidas con reutilizar y aprovechar lo que se
conoce como “desecho”. Un claro ejemplo de esto, es la tesis presentada por Ricardo Burga
Jacobi, de La Universidad Nacional Mayor de San Marcos, en Perú, desde la facultad de química
e ingeniería química Escuela profesional de ingeniería agroindustrial para optar por el título de
ingeniero agroindustrial, quien realizo la investigación para reutilizar los residuos de cascara de
huevo el cual se titula, ”Aprovechamiento de residuos agroindustriales de cáscara de huevo como
insumo para la elaboración de pintura látex de color” (Jacobi, 2018) concluyendo en su trabajo
que este residuo procesado puede ser usado para tal fin.
Otros estudios promovidos por BIONAT (centro de investigaciones de bioelementos
naturales) han investigado casi 20 años las diferentes cascaras de huevo y se han obtenido
resultados significativos mediante la aplicación del reciclaje múltiple y la reactivación de las
mismas, lográndose una producción limpia con alto valor agregado de las formulaciones y una
amplia diversificación de productos entre los que se encuentran el calcio biológico (Dr. Juan
Bruno Zayas, 2007).
Finalmente es importante destacar que se debe continuar con la exploración de este
material y para tal fin, con la realización del actual proyecto, buscar la manera como desde la
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
19
parte del diseño industrial, se generen alternativas amigables con el medio ambiente y de
sostenibilidad, en el desarrollo de nuevos productos, como por ejemplo luminaria.
Marco conceptual
Cáscara de huevo
Recubrimiento externo del huevo compuesto en su gran mayoría por carbonato de calcio (entre
un 96% - 98%) , aportando resistencia y protección a la estructura interna del mismo.
Probeta
Pieza sometida a diversos ensayos mecánicos para estudiar la resistencia de un material
Aglutinantes
Sustancia que se utiliza como medio para generar adherencia entre un pigmento y el
soporte. Contrariamente a lo que se cree el aglutinante no diluye los pigmentos, solo permanece
en suspensión dentro del mismo, formando una película.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
20
Metodología de diseño
Figura 2
Metodología de diseño
fuente: elaboración propia.
Exploración
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
21
En la etapa de exploración se pretende resolver el método para pulverizar la cascara de
huevo, conocer la compatibilidad con algunos materiales (cemento, pegantes, sustancias
naturales) de fácil acceso, y observar su comportamiento al realizar probetas de diferentes
composiciones, empleando como material principal la cascara de huevo pulverizado .
Evaluación
posteriormente se evalúan las características del material y las pruebas físicas, que
determinen cuál de las mezclas resultantes arrojan una consistencia favorable para la
elaboración de objetos.
Comunicación
Luego se dará a conocer con el director del proyecto para que evalúe el material
seleccionado e indique sus observaciones, y reevaluar si es necesario.
Generación
Seguidamente se determina el material con el que se va a trabajar, para generar maquetas
y prototipos, utilizando los datos recopilados teniendo en cuenta lo pasos anteriores. El objeto
resultante se somete al mismo proceso para finalmente obtener un artículo final.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
22
Tipología
A continuación se mostraran algunas tipologías de materiales con los que se está
experimentando para crear objetos o para mejorar las características físicas.
Tabla1
Análisis tipológico 1
Análisis tipológico 1
cemento con fibra de vidrio
Descripción
El cemento con fibra de
vidrio, mezcla que le da
resistencia al material.
Formal estético Simbólico comunicativo practico técnico
Colores fríos
Apariencia rustica
Fácilmente adaptable a un
molde
Se muestra como un
elemento fuerte y resistente
Se percibe inmediatamente
que es un material con
capacidad de carga
Es un elemento con
capacidad de carga alta
Material producto de la
combinación de cemento con
fibra de vidrio
fuente: elaboración propia
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
23
Tabla2
Análisis tipológico 2
Análisis tipológico 2
Plástico reciclado con
cemento.
Descripción
La mezcla de cemento y
plástico reciclado busca
innovar con el
aprovechamiento del plástico
desechado.
Formal estético
Simbólico comunicativo
practico técnico
Color oscuro
Aspecto de piedra.
Se muestra con un material
resistente
Se percibe que es un
elemento que funciona para
elaborar elemento que
soporten cargas
Es un material que es muy
resistente a cargas
es un material resiste la
humedad
es un material que es liviano.
Es un material que ayuda a el
medio ambiente.
fuente: elaboración propia.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
24
Tabla 3
Análisis tipológico 3
ANÁLISIS TIPOLÓGICO 3
Residuos de café molido con
otros aglutinantes
Descripción
Es un material biodegradable y
utilizado para compostaje
pensado en la reutilización de
residuos.
Formal estético Simbólico comunicativo Practico técnico
Da acabados café oscuros
Utiliza elemento
biodegradable para su
elaboración
Tiene propiedades de
aspectos duros.
Se muestra como un material
moldeable
Es un elemento que es
amigable con el medio
ambiente
Material biodegradable
No es toxico
Buena consistencia en los
objetos elaborados con este
material.
fuente : elaboración propia
Requerimientos
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
25
Los requerimientos de diseño son variables que se cumplen dentro de un diseño. A
continuación, se presentarán en la tabla 4 los requerimientos para este proyecto.
Tabla 4
Requerimientos de diseño.
Requerimientos
Factor determinante parámetro
Uso
Mantenimiento El material resultante
debe ser fácil de limpiar y
procurar que no tenga cavidad
el acumulo de suciedad.
Debe ser fácil de
limpiar con cepillos
sacudidores u otros elementos
para limpiar superficies.
Unión Los componentes del
nuevo material deben de
cumplir con unas
características específicas
se empleara sustancias
adhesivas de alta resistencia.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
26
Función
resistencia El material debe tener
un grado de resistencia auto
portante.
El material es auto
portante y debe tener mínimo
una capacidad de carga de 50
kg.
acabado Debe tener una
superficie lisa o áspera según
para lo que emplee.
El material es áspero
por naturaleza, para acabados
lisos se pueden utilizar
técnicas de lijado con distintos
gramajes.
Ambientales Debe ser un material
amigable con el medio
ambiente
El material nuevo tiene que
diluirse en agua y tener
componentes naturales..
durabilidad El material debe ser
duradero
Teniendo en cuenta las
características del material, la
durabilidad mínima para
productos elaborados con este
material es 1 ano.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
27
Estructurales
Número de
componentes
Las componentes
adicionales en la elaboración
de objetos deben ser
indispensables.
El objeto tendrá min 2
componentes y máximo 5
componentes sin incluir las
luces.
unión Que se pueda manejar
si sufrir daños, que tenga una
estructura sólida.
Que pueda ser
taladrado para poder generar
ensambles con tornillos o
pernos. Que resista el calor
para uniones con siliconas
térmicas.
estructurabilidad El material debe ser
auto portante
El material debe tener
una resistencia que resista su
propio peso.
Formal Estéticos
estilo El diseño de luminaria
debe ser atractiva para el
cliente.
Utilizando figuras
geométricas como
paralepipedos cilindros y
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
28
pirámides que resalten la
apariencia del material.
unidad La forma del objeto
debe ser expresada como un
solo objeto en general.
Utilizando formas
especificas e incluirlas en cada
uno de los objetos.
equilibrio Todos los objetos que
integran la familia deben ser
un todo.
Utilizar simetrías y
técnicas de conceptualización
para relacionar cada uno de los
objetos.
superficie La superficie debe ser
acorde al diseño planteado.
Utilizar el aspecto
natural del material o cambiar
el color con otros aditivos
naturales.
fuente: elaboración propia.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
29
Conceptualización
Inicialmente para crear un concepto se emplea un método mediante el cual se buscan
palabras relacionadas con el fin del proyecto y en un juego de palabras se forman oraciones para
luego filtrar e ir descartando las que no se utilicen como se muestra en la figura 3.
Figura 3
Conceptualización fase 1
fuente: elaboración propia
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
30
para realizar el concepto se utilizó un desglose de palabras clave buscando relacionarlas con
palabras sinónimas que permitiera la configuración de oraciones y posteriormente descartar una
por una hasta encontrar las más adecuada como se muestra en la figura 4 .
Figura 4
Conceptualización fase 2
fuente: elaboración propia.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
31
Concepto de diseño.
EL NOVATO LA TIENE CLARA.
Inicio experimental con cascara de huevo.
Antes de diseñar un objeto se debe realizar la selección de un material final, para ello se
debe procesar el cascaron de huevo, obtener el polvo de cascara de huevo, realizar probetas y
someterla a pruebas físicas en el laboratorio .
Procesamiento de la cascara de huevo
En primera instancia se recolectan las cascaras de huevos suministradas por la panadería
Delipan, Posterior a la recolección (véase anexo1) debemos procesar la cascara de huevo para
poder realizar las diferentes experiencias. Sabemos de las propiedades del huevo, de la clara y su
alto contenido en proteínas, de la yema y su contenido en lípidos y por supuesto otras
propiedades. Sin embargo la cáscara también se usa actualmente y de ella se extraen
componentes muy beneficiosos, no solo la cáscara sino también la membrana que la recubre nos
puede ser útil para multitud de usos (farmaciameritxell, 2019). La parte orgánica que está
adherida a la cascara en la parte interna (véase anexo 2), se utilizara junto con la cascara con el
fin de suministrar propiedades a la tierra al momento de que este sea desechado.
A continuación se contiene las cascara en un recipiente plástico calibre número 4 y se
reduce el tamaño a trozos entre 0,5 y 1 cm de forma manual (véase anexo3) para poder continuar
con el siguiente paso.
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Ya reducido el tamaño, utilizamos un recipiente para contener el material y continuar
con el lavado de la cascara utilizando hipoclorito de sodio (límpido), disolviendo por cada litro
de agua, 5 ml de hipoclorito de sodio para limpiar y eliminar las bacterias y microorganismos. Se
vierte la cascara y el límpido juntos y se deja ahí durante 1 hora (véase anexo 4).
Posteriormente se filtra el líquido en un tamiz de cocina con rejilla de 2x2mm se
extiende el cascaron en una bandeja de aluminio de 60x50cm y se expone al sol durante 2 días
para eliminar el exceso de humedad véase (anexo5).
Una vez el cascaron de huevo está seco se procede a realizar las siguientes actividades:
Triturado de él cascaron de huevo (véase anexo 6).
Pulverizado de él cascaron de huevo (véase anexo 7).
Alternativas
Para realizar las probetas, en este caso alternativas, se emplean distintos materiales para
determinar su compatibilidad de los cuales es importante tener en cuenta sus características.
Características de los materiales utilizados.
cemento
La composición química de las materias primas utilizadas en la fabricación del cemento
hidráulico está compuesta por varios elementos como son:
Oxido de calcio (CaO) aportado por la cal.
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Dióxido de silicio (SiO2), el cual se encuentra en la arcilla junto con el óxido de aluminio
(Al2O3) y el óxido de hierro (Fe2O3),
y la adición del regulador del fraguado que es el yeso, el cual contiene trióxido de azufre
(SO3).
Cola de carpintero (Carpincol)
es un pegante sintético a base de poli acetato de vinilo en una alta concentración, cuya
original y única composición química le proporcionan su característico olor y color ofreciendo
pegues de alta exigencia.
Es ideal para pegar todo tipo de maderas con porcentajes de humedad altos (18%), en
procesos que requieran de un tiempo de prensado corto.
Almidón de yuca
El almidon de yuca en un polisacarido natural, obtenido de la raiz de la yuca,
extremadamente versatil y alcanza una eficientcia incomparable en todas sus aplicaciones entre
ellas las peliculas biodegradables. El almidon de yuca puede clasificarse como agrio y
nativo(dulce). El almidon agrio sufre un proceso de fermentacion que le otorga propiedades
deseables para los alimentos: el almidon nativo o dulce es sometido a un proceso de
fermentacion y es el que se usa generalmente en la industria(Gontard,1993 citado en Rivera,
2014,pag 8).
El almidon tiene una amplia aplicacion industrial. Estas aplicaciones van desde
utilizacion de almidones modificados para la industria de alimentos, como para aplicaciones no
alimentarias como son la industria textil, del papel, farmaceutica, y sobre todo para la industria
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de plasticos degradables, en donde los almiones modificados quimicamente, tienen un papel
importate como una alternativa para el mantenimiento del equilibrio ecologico (Tharanathan,
2005 citado por Rivera, 2014,pag 8).
Ya con el cascaron de huevo triturado y pulverizado, se realizan exploraciones (véase
anexo 18) con diferentes formas de combinar el producto, en el proceso de exploración con el
almidón y la cascara de huevo se observó que al combinar los dos materiales y aplicarlo a modo
de estuco (véase anexo 19) sobre una superficie, este se seca rápidamente y su apariencia física
es similar a la de los texturizante aplicados en fachadas arquitectónicas con la única diferencia
que no es resistente a la humedad, posterior a esto se determinan cuatro mezclas cuyos
componentes se mencionan a continuación:
PCH (polvo de cascara de huevo) + cemento gris (véase anexo 8).
Cascara de huevo triturado + cola de carpintero (véase anexo 9).
PCH (polvo de cascara de huevo) + cola de carpintero (véase anexo 10).
PCH (polvo de cascara de huevo) + almidón de yuca (véase anexo 11).
En la siguiente tabla se muestran las imágenes y las cantidades de los componentes
utilizados para realizar las probetas .
Tabla 5
Probetas de cascara de huevo
Ref Foto de la probeta Peso en gramos
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A1
Cemento (50)
PCH (50)
Agua
A2
Carpincol (8)
Cascara de huevo triturado (16)
A3
Carpincol (8)
PCH (16)
A4
PCH (16)
Almidón de yuca (tratado) (8)
fuente elaboración propia.
Las alternativas se someten a pruebas físicas de compresión (véase anexo 12) utilizando
la prensa hidráulica de 30 toneladas como se muestra en el (anexo 13), y una basculas que mide
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entre 2,5 -150kg (véase anexo 14), teniendo en cuenta uno de los requerimientos que consiste en
que el material debe soportar una carga mínima de 50 kg a compresión.
En la tabla 6 se muestra los resultados a las prueba de carga a las que las probetas fueron
sometidas.
Tabla 6
Datos de las pruebas de carga.
Matriz análisis comparativo.
En la siguiente tabla 7 se genera una evaluación con el fin de calificar las alternativas
y así poder saber cuál de ellas es la más viables según la calificación de los requerimientos
de diseño.
Tabla 7
Matriz comparativo
Conceptos (alternativas de diseño)
Requerimiento A 1 A2 A3 A4
Resistencia 5.0 5.0 5.0 5.0
Ambientales 1 1 1 5.0
Unión 1 4 5 5
Acabados 4 5 3 4
puntaje 2,7 3,7 3,5 4.7
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fuente: elaboración propia
Después de haber hecho una evaluación de las alternativas, se selecciona las dos de mejor
puntuación, en este caso fue la A4 (PCH + almidón de yuca) y A2 (cascara de huevo +
Carpincol) se realiza el diseño en el cual se implementara el material, posterior a esto se fabrican
las piezas de prueba y se verifica la posible aplicación del material y su comportamiento al
momento de manipularlo y analizar su aspecto estético para realizar un objeto llamativo.
Aplicación de material
Para la aplicación del material se diseña una familia de luminarias que consiste en una
colgante, y una de mesa de noche, las luminarias según la norma IEC 62262 especifica el Impact
Protection (IK) que se muestra en la tabla del ( anexo 15), señala cuál es la capacidad de algunos
envolventes de luminarios para soportar impactos mecánicos externos. Dicho índice es utilizado
generalmente para saber la resistencia de algunas fuentes instaladas en exteriores, lugares
industriales o sitios donde se expondrán a frecuentes golpes o vandalismo, o para determinar el
nivel de un material que contenga las luminarias.
Al igual que el IP, el indicativo IK va acompañado de dos números en el rango del cero al
10. De esta manera un índice IK00 significa que el producto no ha sido probado contra impactos
calculados en Jules (J), o no cuenta con protección alguna. Al aumentar la cifra y conforme ésta
se acerca al dígito 10, quiere decir que la luminaria tiene un nivel de protección alto (iluminet,
2018).
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En la tabla 8 se muestra el nivel IK de las probetas (véase anexo 16) que se determinó
con el montaje (véase anexo 17) realizado para ejecutar las pruebas.
Tabla 8
Cuadro de nivel IK del material.
probeta Nivel IK Observación
A4 07 Al momento de hacer la
prueba para determinar si el
material se posicionaría en el
nivel IK 08, las probetas no
pasan la prueba determinado
que el material tiene un nivel
IK 07. Aunque a probeta A2
tienen más grado de
resistencia que la probeta A4
A2 07
fuente: elaboración propia.
Después de hacer las pruebas, es necesario realizar una comprobación de los materiales
realizando las piezas deseadas para estudiar y analiza las características finales para luego
proceder con su fabricación.
Propuesta .
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En la siguiente figura se muestran la propuesta donde se aplicara el material nuevo.
Figura 5
Boceto familia de objetos
fuente: elaboración propia.
Ciclo de uso general
Figura 6
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ciclo de uso
fuente: elaboración propia.
El ciclo de uso que se aprecia en la figura 7 muestra el trayecto de los productos desde su
elaboración hasta su destino final, donde se pretende que al finalizar el ciclo el objeto sea
destinado en un 80 % a la tierra ya que sus componentes son de bajo impacto ambiental.
Ciclo de uso especifico
El siguiente diagrama, muestra de una manera más detallada el inicio y destino final del
producto realizado con el material nuevo.
Figura 7
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Ciclo de uso específico.
fuente: elaboración propia.
Diseño de detalle
En la figura 8 se muestran los detalles que componen la luminaria.
Figura 8
Diseño de detalles de luminaria.
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fuente: elaboración propia
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Renders.
En la siguiente figura se muestran los renders en diferentes ángulos de fotografía.
Figura 9
Renders en diferentes ángulos fotográficos.
Fuente: elaboración propia
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Secuencia armado
En la siguiente figura se muestra la secuencia de armado de la lámpara.
Figura 10
Secuencia de armado
fuente elaboración propia.
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Plano general
Figura 11
Plano general
fuente: elaboración propia.
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Plano especifico
Figura 12
Plano especifico de componentes de madera
fuente: elaboración propia.
Figura 12.1
Plano especifico componente en cascara de huevo
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Fuente: elaboración propia.
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Despiece
Figura 13
Despiece
fuente: elaboración propia
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Proceso productivo
Teniendo en cuenta que la propuesta de diseño consta de 3 elementos diferentes, se
procederá a describir el proceso de producción de cada uno de ellos en las tablas (14,15,16).
Base techo
Tabla14
Proceso productivo base techo
Fuente: elaboración propia
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Caperuza lámpara
Tabla15
Proceso productivo caperuza
Fuente elaboración propia
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Para ensamblar los planos seriados hechos en el material nuevo del elemento que se
muestra en la tabla 16 , se elabora los anillos previamente, ya que su proceso requiere de tiempo
de secado como se menciona en la tabla 17.
Planos seriados
Tabla16
Proceso productivo planos seriados
Fuente elaboración propia
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Tabla17
Elaboración planos seriados
Fuente elaboración propia
Materiales
A continuación se presentarán los materiales empleados para la elaboración de la
propuesta de diseño con sus respectivas datos de los proveedores.
Tabla 18
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Lista de materiales.
Fuente elaboración propia.
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Prototipo.
Finalmente En la figura 14 y figura 15 se muestran los resultados obtenidos del estudio y
exploración del comportamiento de la cascara de huevo con otros materiales.
Figura 14
Foto prototipo plano completo
Fuente elaboración propia
Figura15
Foto prototipo plano fotográfico contrapicado.
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Fuente elaboración propia
Costos de producción de una lámpara.
Componentes del costo de producción
Costo primo = materia prima + mano de obra directa
Costos de producción = costo primo + gastos indirectos.
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Gastos de operación = gastos de distribución + gastos de administración + gastos
de financiamiento.
Costo total = costo de producción + gastos de operación.
Precio de venta = costo total + % de utilidad deseado.
Materia prima
Madera OSB 7063COP
Matera triplex 4116 COP
Almidón de yuca 10 COP
Cascara de huevo 0 COP
Tuerca hexagonal 3/16 3720 COP
Tuerca ciega NIQ 3/16 9799 COP
Socket de bombillo 9600 COP
Pegamento
354 COP
Cable encauchetado 4500 COP
Tornillo 3/16 1678 COP
Total Materia prima 40840 COP
Mano de obra directa
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ensamble de una lámpara. Pago a destajo 5000 COP
Costos indirectos
Energía kw 40,52 COP
Agua m3 2,162 COP
Gas m3 14,60 COP
Corte laser 18400 COP
Depreciación computador 3333 COP
Depreciación edificaciones 10416 COP
Total costos indirectos 32206 COP
Gastos de operación
gastos de distribución 0 COP
gastos de administración 0COP
gastos de financiamiento 0COP
costo primo 53040 COP
Costo total 53040 COP
Gastos operacionales 0 COP
Precio de venta 53040+30% utilidad 68900 COP
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Conclusiones.
se concluye que los resultados obtenidos fueron satisfactorios al evaluar la
compatibilidad del residuo con otros materiales comúnmente utilizados.
por otra parte se pudo observar una gran capacidad de miscibilidad de la cascara pulverizada
con distintos materiales.
de igual forma se concluye que las pruebas físicas arrojaron resultados óptimos para la
elaboración del producto así su tiempo de secado haya sido de 3 días.
en relación a lo expuesto se Diseñó una familia de objetos y se construyó uno de ellos utilizando
herramientas y tecnologías modernas ,determinando las componentes minuciosamente para que
su creación sea llamativa, implementando el nuevo material de forma acertada, demostrando que
es aplicable e innovador , además de agregarle valor ya que este material es considerado
desecho.
finalmente podemos concluir que la mezcla de la cascara de huevo con el almidón de yuca
arrojaron resultados óptimos para el recubrimiento de superficies, ya que presenta una dureza
similar a la de otros productos empleados para dar acabados y texturas a fachadas
arquitectónicas, sin embargo se debe tener presente que no mostro una resistencia en ambientes
que se encuentran a la intemperie ; y en este sentido considerar la posibilidad, de evaluar futura
miscibilidad del producto con otros compuestos.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
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MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
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Anexos
Anexo 1 cascaron de huevo recolectado.
Anexo 2 membrana en cascaron de huevo.
Anexo 3 reducción de tamaño de la cascara de huevo.
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MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
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Anexo 4: limpieza de cascara de huevo
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anexo 5: colado y secado del cascaron de huevo.
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65
Anexo 6 : fotos de proceso de trituración.
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
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Anexo 7: proceso para obtener PCH (polvo de ciscara de huevo )
MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.
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Anexo 8: probeta A1
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Anexo 9: probeta A2
Anexo 10: probeta A3
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Anexo 11: Probeta A4
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anexo 12 probetas sometidas a presiones entre (2,5-150kg)
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anexo 13 prensa hidráulica 30t
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anexo 14 bascula
anexo 15 : tabla de nivel IK de materiales.
Nivel
IK Resistencia a
la energía del
impacto
Equivalencia del impacto
IK00 OJ sin protección
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IK01 0,15J Equivalente al impacto de una masa de 0,2 kg lanzada desde
una altura de 75 mm a la superficie de impacto.
IK02 0,20J Equivalente al impacto de una masa de 0,2 kg lanzada desde
una altura de 10 cm a la superficie de impacto.
IK03 0,35j Equivalente al impacto de una masa de 0,2 kg lanzada desde
una altura de 17,5 cm a la superficie de impacto.
IK04 0,50j Equivalente al impacto de una masa de 0,2 kg lanzada desde
una altura de 25 cm a la superficie de impacto.
IK05 0,70j Equivalente al impacto de una masa de 0,2 kg lanzada desde
una altura de 35 cm a la superficie de impacto.
IK06 1J Equivalente al impacto de una masa de 0,5 kg lanzada desde
una altura de 20 cm a la superficie de impacto.
IK07 2J Equivalente al impacto de una masa de 0,5 kg lanzada desde
una altura de 40 cm a la superficie de impacto.
IK08 5J Equivalente al impacto de una masa de 1,7 kg lanzada desde
una altura de 29.5 cm a la superficie de impacto.
IK09 10J Equivalente al impacto de una masa de 5 kg lanzada desde una
altura de 20 cm a la superficie de impacto.
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IK10 20J Equivalente al impacto de una masa de 5 kg lanzada desde una
altura de 40 cm a la superficie de impacto.
Anexo 16: probeta de almidon de yuca y polvo de cascara de huevo.
anexo 17 montaje para prueba de impacto.
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Fuente : elaboración propia.
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Anexo 18 foto con muestras de exploración con cascara de huevo triturada y
pulverizada.
Fuente elaboración propia.
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Anexo 19 foto de mezcla de almidón de yuca con cascara de huevo triturado y
pulverizado aplicado en superficie a modo de estuco.
Fuente elaboración propia