UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN
FACULTAD DE INGENIERÍA DE PROCESOS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MATERIALES
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE
RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL
DISTRITO DE LA JOYA
TESIS PRESENTADO POR LAS BACHILLERES:
BACH. Jallasi Inca, Ayde
BACH. Ccahuana Huayta, Pamela Irma
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE
INGENIERAS DE MATERIALES
AREQUIPA – PERÚ
2017
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA I
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Un agradecimiento profundo a nuestros padres, quienes nos dieron la vida y siempre
estuvieron pendientes con su apoyo incondicional alentándonos para el logro de
nuestras metas en especial en ésta, que representó para nosotras una experiencia muy
valiosa en el ámbito personal y profesional. A todas las personas que se involucraron de
alguna manera en el desarrollo de esta investigación, por su colaboración, sabiduría y
sencillez.
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA II
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RESUMEN
La ejecución del estudio de caracterización de residuos sólidos en el distrito de la Joya,
nos lleva a conocer la composición exacta de los residuos urbanos y no urbanos que se
producen en el lugar, sin duda alguna los polímeros comúnmente conocidos como
plásticos representan un alto porcentaje de generación y son reaprovechables. Para su
identificación se aplican los métodos de caracterización de polímeros como son la
separación por medios densos, separación por capacidad de solubilidad en contacto con
solventes, reacción a la llama y por último la aplicación del método de calorimetría
diferencial de barrido (DSC), la aplicación de uno o los cuatro métodos se dará según
sea necesario ya que la capacidad de reacción de los residuos poliméricos dependerá
mucho de su composición; un residuo (envase) de polímero virgen será fácilmente
identificado aplicando solamente uno de los métodos, sin embargo, aquellos residuos
que hayan sido elaborados con la mezcla de varios polímeros reciclados disminuyendo
sus principales propiedades será muy complicado identificarlo a menos que se le someta
a todos los métodos de caracterización anteriormente mencionados. En el distrito de la
Joya se logró determinar el porcentaje de cada uno de los polímeros reciclables (PET,
HDPE, PVC, LDPE, PP, PS, otros.) que se generan diariamente y que podrían ser
reaprovechados.
Palabras claves: densidad, solubilidad , combustión, calorimetría.
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA III
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ABSTRACT
The execution of the study of characterization of solid waste in the district of La Joya,
leads us to know the exact composition of urban and non-urban waste produced in the
place, without a doubt the polymers commonly known as plastics represent a high
percentage of generation and are reusable. Polymer characterization methods such as
separation by dense media, separation by solubility capacity in contact with solvents,
reaction to the flame and finally the application of the differential scanning calorimetry
(DSC) method are applied for its identification. application of one or all four methods
will be given as necessary since the reaction capacity of the polymeric waste will
depend very much on its composition; a waste (container) of virgin polymer will be
easily identified by applying only one of the methods, however, those residues that have
been made with the mixture of several recycled polymers decreasing its main properties
will be very difficult to identify unless it is submitted to all the characterization methods
mentioned above. In the district of La Joya it was possible to determine the percentage
of each of the recyclable polymers (PET, HDPE, PVC, LDPE, PP, PS, others) that are
generated daily and that could be reused.
Keywords: density, solubility, combustion, calorimetry.
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TABLA DE CONTENIDOS
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 1
CAPÍTULO I: GENERALIDADES ............................................................................................. 3
1.1 PROBLEMA E HIPOTESIS ......................................................................................... 3
1.1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................... 3
1.1.2 HIPÓTESIS .................................................................................................................. 4
1.2 OBJETIVOS ................................................................................................................. 4
1.2.1 OBJETIVOS GENERALES ........................................................................................ 4
1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ....................................................................................... 4
1.3 JUSTIFICACION E IMPORTANCIA ......................................................................... 5
CAPITULO II: MARCO TEORICO ............................................................................................ 6
2.1 CONTAMINACION .......................................................................................................... 6
2.1.1 Contaminación en Arequipa ........................................................................................ 7
2.2 RESIDUOS SOLIDOS ....................................................................................................... 7
2.2.1 Definición .................................................................................................................... 7
2.2.2 Origen ........................................................................................................................... 8
2.2.3 Clasificación ............................................................................................................... 10
2.2.4 Generación de residuos sólidos ................................................................................. 11
2.2.4.1 Generación per-cápita en Perú ........................................................................... 11
2.2.4.2 Generación per-cápita en Arequipa .................................................................... 14
2.2.5 Composición de residuos solidos ............................................................................. 15
2.2.5.1 Composición de residuos sólidos en el Perú ...................................................... 15
2.2.5.2 Composición de residuos sólidos en Arequipa ................................................... 19
2.3. POLIMEROS .................................................................................................................. 22
2.3.1 Historia e importancia de los polímeros .................................................................... 22
2.3.2 Clasificación .............................................................................................................. 24
2.3.2.1 Clasificación de polímeros por su origen ........................................................... 24
2.3.2.2 Clasificación de polímeros por la cantidad de monómeros diferentes en el
polímero .......................................................................................................................... 25
2.3.2.3. Clasificación de polímeros por su composición química ................................... 26
2.3.2.4. Clasificación de polímeros por su grado de entrecruzamiento ........................... 26
2.4.2.5. Clasificación de polímeros por su comportamiento térmico .............................. 27
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA V
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2.3.2.6. Clasificación de polímeros por su comportamiento mecánico ........................... 27
2.3.2.7. Clasificación de polímeros según la escala de manufactura .............................. 28
2.3.2.8. Clasificación de polímeros según el tipo de aplicación...................................... 28
2.3.3. Aplicación ................................................................................................................. 29
2.3.4 Reciclaje de polímeros .............................................................................................. 29
2.3.4.1 Simbología ......................................................................................................... 29
2.3.4.2 Reciclaje de residuos poliméricos en el Perú ...................................................... 31
2.4.4.3 Reciclaje de residuos poliméricos en Arequipa.................................................. 33
CAPITULO III: METODOS DE CARACTERIZACION DE POLÍMEROS RECICLABLES 35
3.1. CLASIFICACION DE POLIMEROS.............................................................................. 35
3.1.1 Separación por medios densos .................................................................................. 35
3.1.2 Separación por solubilidad ........................................................................................ 39
3.1.3 Separación por reacción a la llama ............................................................................ 40
3.1.4 Ensayo de calorimetría para polímero ....................................................................... 43
CAPITULO IV: METODOLOGIA Y PARTE EXPERIMENTAL ........................................... 46
4.1 MUESTRAS .................................................................................................................... 47
4.1.1 Proyección del número de habitantes ........................................................................ 47
4.1.2 Determinación del número de muestras .................................................................... 48
4.1.2.1 Muestras de origen Domiciliario ........................................................................ 49
4.1.2.2 Muestras de origen No Domiciliario .................................................................. 50
4.1.3. Codificación de muestras .......................................................................................... 56
4.1.4 Distribución espacial de muestras ............................................................................. 57
4.1.4.1 Muestras Domiciliarias ...................................................................................... 57
4.1.4.2 Muestras No Domiciliarias ................................................................................. 58
4.2. MATERIALES Y MEDIDAS DE SEGURIDAD E HIGIENE PARA LA
CARACTERIZACIÓN ........................................................................................................... 59
4.2.1 Materiales .................................................................................................................. 59
4.2.2 Medidas de seguridad durante la caracterización ...................................................... 60
4.3 PROCEDIMIENTO ......................................................................................................... 61
4.3.1 Estudio de caracterización de RRSS ......................................................................... 61
4.3.2 Métodos de caracterización de residuos plásticos reaprovechables .......................... 63
4.3.1.1 Método de separación de densidades ................................................................. 65
4.3.1.2 Método de separación por solubilidad ................................................................ 66
4.3.1.3 Método de reacción a la llama ............................................................................ 66
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4.3.1.4 Método por calorimetría para polímeros ............................................................ 67
CAPITULO V: ANALISIS DE RESULTADOS ........................................................................ 70
5.1 VALIDACIÓN DE MUESTRAS .................................................................................... 70
5.1.1 Muestras domiciliarias ............................................................................................... 70
5.1.2 Muestras no domiciliarias ......................................................................................... 82
5.2 COMPOSICIÓN DE RRSS .............................................................................................. 86
5.3 MÉTODOS APLICADOS ............................................................................................... 88
5.3.1 Del método de separación por diferencia de densidades ........................................... 88
5.3.2 Del método de separación por solubilidad ................................................................ 89
5.3.3 Del método de separación por reacción a la llama .................................................... 90
5.3.4 Del método de separación por calorimetría diferencial ............................................. 92
5.4. CONSOLIDADO ............................................................................................................. 99
CAPITULO VI: CONCLUSIONES ......................................................................................... 102
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................... 104
ANEXO A ............................................................................................................................. 105
ANEXO B ............................................................................................................................. 106
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LISTA DE TABLAS
Tabla N° 01: Clasificación de RRSS según su origen…………………...……………..09
Tabla N° 02: GPC Domiciliaria 2013, según región…………………………………...12
Tabla N° 03: GPC Domiciliaria, según región 2010-2013………………………….….13
Tabla N° 04: Producción de RRSS Arequipa- Metropolitana………………………….14
Tabla N° 05: Porcentaje de RRSS reaprovechables en el Perú………………………...16
Tabla N° 06: Porcentaje de RRSS reaprovechables según región...……………………18
Tabla N° 07: Composición física de RU según región………….……………………...18
Tabla N° 08: Composición de RRSS del municipio de JLB y R.………………….......20
Tabla N° 09: Composición de RRSS del municipio de Miraflores……….……………21
Tabla N° 10: Clasificación de polímeros por su origen………………………………...24
Tabla N° 11: Clasificación de polímeros por su comportamiento mecánico…………..27
Tabla N° 12: Residuos domiciliarios segregados en la fuente, Perú.…………………..32
Tabla N° 13: Segregación de RRSS en Arequipa………………….…………………...33
Tabla N° 14: Rango de densidades de polímeros…………………...………….............37
Tabla N° 15: Efectos del reprocesado de polímeros sobre la densidad……...................38
Tabla N° 16: Solubilidad de polímeros en Acetona…………………..………………..40
Tabla N° 17: Reacción a la llama de polímeros………………………………………..42
Tabla N° 18: Tasa de crecimiento poblacional………………………..………………..47
Tabla N° 19: Proyección poblacional…………………………………..………………48
Tabla N° 20: Establecimientos no domiciliarios…………………………………….....51
Tabla N° 21: Numero de muestras por tipo de rubro………………...………………...53
Tabla N° 22: Numero de muestras de RRSS no domiciliario total……….…………...55
Tabla N° 23: Materiales de caracterización…………..……………....………………..60
Tabla N° 24: Materiales de seguridad e higiene……..……………....…………………60
Tabla N° 25: Clasificación de RRSS municipal……………………....……………….61
Tabla N° 26: Residuos poliméricos con y sin identificación generados en distrito de la
Joya……………………………………………………………………..63
Tabla N° 27: Soluciones para el ensayo de separación por medios densos……….......65
Tabla N° 28: Disolvente de polímeros………………………………....……………....66
Tabla N° 29: Método aplicado para la muestra de PET………....……………………..67
Tabla N° 30: Método aplicado para la muestra de HDPE.……....……………..............68
Tabla N° 31: Método aplicado para la muestra de PVC………....………………….…68
Tabla N° 32: Método aplicado para la muestra de LDPE.……....……………………..68
Tabla N° 33: Método aplicado para la muestra de PP………....………………………69
Tabla N° 34: Método aplicado para la muestra de PS………....………………………69
Tabla N° 35: Muestras que cumplen con el número de días validos…....……………..70
Tabla N° 36: Generación per cápita generada por muestra……………...……………..73
Tabla N° 37: Aplicación de Zc………………………….………....…………………...76
Tabla N° 38: Determinación de la GPC y desviación estándar...…………..…………..79
Tabla N° 39: Generación domiciliaria diaria de RRSS en el distrito de la Joya…….....82
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA VIII
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Tabla N° 40: Generación diaria de RRSS de origen ND según rubro……………….....83
Tabla N° 41: Composición de RRSS del distrito de la Joya……………………….......86
Tabla N° 42: Separación por medios densos…………………………….……………..88
Tabla N° 43: Separación por solubilidad………………………………….……………89
Tabla N° 44: Separación por reacción a la llama………………………………………90
Tabla N° 45: Análisis de la muestra de PET – curva A………………….………….....93
Tabla N° 46: Análisis de la muestra de PET – curva B………………….…………….94
Tabla N° 47: Análisis de la muestra de PET – curva C………………….…………….94
Tabla N° 48: Análisis de la muestra de HDPE………..………………….…………....95
Tabla N° 49: Análisis de la muestra de PVC…………… ……………….……………96
Tabla N° 50: Análisis de la muestra de LDPE…………...……………….……………97
Tabla N° 51: Análisis de la muestra de PP – curva A………………….………………98
Tabla N° 52: Análisis de la muestra de PP – curva B………………….………………98
Tabla N° 53: Análisis de la muestra de PP – curva C………………….………………98
Tabla N° 54: Análisis de la muestra de PS…………..………………….……………...99
Tabla N° 55: Identificación de las muestras sin código………………………............100
Tabla N° 56: Generación porcentual de residuos poliméricos reaprovechables del
distrito de la Joya……………………………………………………………………...101
Tabla N° 57: Residuos poliméricos reaprovechables generados diariamente………...101
LISTA DE GRAFICOS
Gráfico N°01: Esquema del ensayo de separación por diferencia de densidades……..37
Gráfico N°02: Esquema interno de un equipo DSC………….………………………..44
Gráfico N°03: Procedimiento de las actividades de trabajo…………….……………..46
Gráfico N°04: Composición de RRSS del distrito de la Joya…………………………87
LISTA DE IMAGENES
Imagen N° 01: Código internacional de identificación de polímeros reciclables……...30
Imagen N° 02: Equipo DSC…………………………………………………….……...45
Imagen N° 03: Codificación de muestras……………………………………………....56
Imagen N° 04: Pesado de muestras……………………………………………..……...62
Imagen N° 05: Clasificación de polímeros……………………………………………..62
Imagen N° 06: Solubilidad de la muestra A…………………………………………...90
Imagen N° 07: Ensayo a la llama………………………………………………….…...92
Imagen N° 08: Muestra granulada para el ensayo DSC………………………...……...92
Imagen N° 09: Sellado del crisol conteniendo la muestra para el ensayo DSC…...…...92
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LISTA DE TERMOGRAMAS
Termograma N° 01: Muestra de PET…………………………………………….....….93
Termograma N° 02: Muestra de HDPE….…………………………………………..…94
Termograma N° 03: Muestra de PVC……………………………………………..…...95
Termograma N° 04: Muestra de LDPE.……………………………………………..…96
Termograma N° 05: Muestra de PP…………………………………………..……..….97
Termograma N° 06: Muestra de PS…………………………………………..……..….99
LISTA DE MAPAS
Mapa N° 01: Distribución de muestras domiciliarias…………………………………..57
Mapa N° 02: Distribución de muestras no domiciliarias- pueblo tradicional………….58
Mapa N° 03: Distribución de muestras no domiciliarias- Cruce……………..............59
LISTA DE FORMULAS
Fórmula N° 01: Calculo de la población proyectada…………………………………...47
Fórmula N° 02: Calculo del número de muestras….…………………………………..48
Fórmula N° 03: Valor de Zc…………………………..……………………………….76
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LISTA DE ACRONIMOS
MINAM
PP
PS
PET
LDPE
HDPE
PVC
RRSS
DSC
ATD
CEPIS
RSU
RSD
ALC
GPC
PIGARS
ARMA
SPI
GEI
Ministerio del Ambiente
Polipropileno
Poliestireno
Polietilen Tereftalato
Polietileno de baja densidad
Polietileno de alta densidad
Policloruro de vinilo
Residuos solidos
Calorimetría diferencial de barrido
Análisis térmico diferencial
Centro de ingeniería sanitaria y ciencia del ambiente
Residuos Sólidos Urbanos
Residuos Sólidos Domiciliarios
América Latina y el Caribe
Generación Per-Cápita
Plan Integral de Gestión Ambiental de Residuos Solidos
Autoridad Regional del Medio Ambiente
Sociedad de la Industria del Plástico
Gas de Efecto Invernadero
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INTRODUCCIÓN
Hoy en día es indispensable aplicar herramientas confiables que ayuden al adecuado
manejo de Residuos Sólidos que se generan a nivel mundial, pues nos encontramos en
una situación crítica de contaminación ambiental. Es así que como base sólida es
necesario el conocimiento de datos reales de generación de residuos sólidos en la
población, con el objetivo de encontrar alguna medida de mitigación a ese gran
problema.
El conocimiento de las características físicas, cantidades generadas y demás de los
residuos que generamos permitirá aplicar los métodos correctos para la ejecución de
acciones necesarias para maximizar su reinserción a la cadena productiva, entre ellos
tenemos a los residuos derivados de hidrocarburos o polímeros que hoy en día son uno
de los principales materiales consumidos a nivel mundial por sus bondades y sus
excelentes propiedades e innumerables aplicaciones pero que también son los que
mayor contaminación generan.
La presente investigación surge de la necesidad de mejorar y optimizar la gestión de
residuos sólidos municipales aplicando los métodos de caracterización de residuos
poliméricos reaprovechables en el estudio de caracterización de residuos sólidos
municipales, obteniendo índices precisos de cantidad de residuos generados y
reaprovechables en el distrito de la joya
El documento se encuentra estructurado en cinco capítulos, así: el primer capítulo
contiene la descripción del problema; que va a dar una idea clara de la situación en
general con relación a la problemática de los residuos sólidos poliméricos y en
consecuencia tanto los objetivos como la hipótesis que se van a trabajar.
En el segundo capítulo se plantea el marco conceptual en el cual se apoya la presente
investigación.
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 2
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En el tercer capítulo se desarrollara el proceso metodológico, donde se describirá los
métodos de caracterización de residuos poliméricos, su aplicabilidad y su eficiencia
según sea el caso.
En el cuarto capítulo se desarrollara la parte experimental, medidas de seguridad
ejecutadas, mención de materiales utilizados en los métodos de caracterización.
En el quinto capítulo se presentara el análisis e interpretación de los resultados; este
análisis es con respecto a cómo se llevó a cabo la ejecución de los métodos de
caracterización hasta el momento.
En el último capítulo se presentara las conclusiones del estudio y algunas
recomendaciones que conlleva la aplicación correcta de identificación de materiales
poliméricos reaprovechables.
.
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 3
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CAPÍTULO I: GENERALIDADES
1.1 PROBLEMA E HIPÓTESIS
1.1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Actualmente, las ciudades en el mundo generan alrededor de 1.300 millones de
toneladas de residuos sólidos por año. Se espera que este volumen aumente a 2.200
millones de toneladas para el 2025, en el Perú se generan 6.8 millones de toneladas de
RRSS al año, con respecto al departamento de Arequipa tiene una generación diaria de
581 062 kg. Del total de residuos en el Perú un 23.7% tienen evidente potencial de
reciclaje (cartón, plástico, papel, metales y vidrio), esto según el VI informe anual de
residuos sólidos municipales y no municipales del Ministerio del Ambiente (MINAM).
En el distrito de La Joya se viene realizando la actualización del estudio de
caracterización de residuos sólidos con el propósito de mejorar su gestión municipal;
hasta el momento solo se llega a determinar la generación de ciertos residuos
poliméricos limitando el reaprovechamiento de gran parte de estos debido al
desconocimiento de métodos de identificación que deberían ser aplicados.
Los polímeros comúnmente conocidos como plásticos tienen particular relevancia por el
grado de contaminación que pueden provocar al medio ambiente.
Desde la primera producción a escala industrial de los plásticos en la década de 1940,
tanto la producción como el consumo de plásticos ha aumentado de manera
exponencial, en última instancia, dando lugar a la generación de residuos significativos
(Al-Salem et al., 2009).El reciclado de plásticos se ha vuelto extremadamente
importante en el mundo industrial los plásticos son ahora una parte integral de la vida
moderna. Con sus grandes y variadas aplicaciones, los plásticos contribuyen al
incremento de residuos sólidos. Aunque el reciclaje de plásticos es importante, sólo
alrededor de un cuarto de los residuos sólidos de plástico es reciclado y el resto está
dispuesta en vertederos.
No importa cuán eficiente es el sistema de reciclado, la clasificación es el paso más
importante en el ciclo de reciclaje.
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 4
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1.1.2 HIPÓTESIS
La aplicación de métodos de caracterización de polímeros reciclables empleados
correctamente en la gestión de residuos municipales urbanos incrementa los índices de
reaprovechamiento de residuos poliméricos para beneficio de la población del distrito
de La Joya.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 OBJETIVOS GENERALES
Aplicar correctamente los métodos de caracterización de polímeros reciclables en el
estudio de caracterización de residuos sólidos municipales del distrito de la Joya,
complementando los resultados hasta lograr un banco de información que ayudara en
dar inicio a un óptimo sistema integral de manejo de RRSS del distrito.
1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Describir el desarrollo de las técnicas de reconocimiento de materiales
reciclables y la vital importancia de su aplicación en el sistema de manejo de
RRSS, tales como son:
• Ensayo de Densidad
• Ensayo de Reacción a la llama
• Ensayo de Solubilidad
• Ensayo de Calorimetría diferencial de barrido
2. Observar el comportamiento de diferentes polímeros frente a los métodos de
caracterización que se aplicaran.
3. Complementar los instrumentos de gestión de RRSS municipal aplicando los
métodos anteriormente mencionados dentro del distrito de La Joya.
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 5
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1.3 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA
Como consecuencia del acelerado crecimiento urbano de nuestro país se han
incrementado los problemas en el sistema de manejo de los Residuos Sólidos
Municipales, por ello urge la necesidad de aplicar técnicas que maximicen el
reaprovechamiento de estos, sobre todo de aquellos que son de origen no renovable
como son los polímeros. Los métodos de caracterización para el reconocimiento de
polímeros reciclables que deben ser reinsertados en la cadena productiva disminuyendo
la utilización de materia prima.
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 6
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CAPITULO II: MARCO TEÓRICO
2.1 CONTAMINACION
La contaminación es uno de los problemas ambientales más importantes que afectan a
nuestro mundo y surge cuando se produce un desequilibrio, como resultado de la
adición de cualquier sustancia al medio ambiente, en cantidad tal, que cause efectos
adversos en el hombre, en los animales, vegetales o materiales expuestos a dosis que
sobrepasen los niveles aceptables en la naturaleza.
Las fuentes que generan contaminación de origen antropogénico más importantes son:
industriales (frigoríficos, mataderos y curtiembres, actividad minera y petrolera),
comerciales (envolturas y empaques), agrícolas (agroquímicos), domiciliarias (envases,
pañales, restos de jardinería) y fuentes móviles (gases de combustión de vehículos).
Como fuente de emisión se entiende el origen físico o geográfico donde se produce una
liberación contaminante al ambiente, ya sea al aire, al agua o al suelo. Tradicionalmente
el medio ambiente se ha dividido, para su estudio y su interpretación, en esos tres
componentes que son: aire, agua y suelo; sin embargo, esta división es meramente
teórica, ya que la mayoría de los contaminantes interactúan con más de uno de los
elementos del ambiente.
Las causas principales de contaminación son las siguientes:
• Desechos sólidos domiciliarios
• Desechos sólidos industriales
• Exceso de fertilizante y productos químicos
• Tala
• Quema
• Basura
• El monóxido de carbono de los vehículos
• Desagües de aguas negras o contaminadas al mar o ríos
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 7
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2.1.1 Contaminación en Arequipa
La contaminación Ambiental por años viene siendo un factor determinante en la salud
pública de los pobladores Arequipeños; a consecuencia de los gases contaminantes,
residuos sólidos y aguas servidas, se ha incrementado enormemente debido a una falta
de atención por parte de las autoridades y concientización por parte de los pobladores.
Arequipa es la segunda ciudad en el Perú donde circulan más vehículos después de
Lima, y lo que contamina el motor de un auto, que se abastece con diésel o con gasolina
de bajo octanaje, es diez veces peor que la contaminación que ocasiona la industria o la
basura que se arroja al río; lo que más contamina es el transporte público, son las
combis, los buses y los taxis Tico.
En la actualidad, encontramos que la explotación de los recursos naturales van
modernizando sus técnicas, que conlleva una mayor cantidad de desechos que el medio
ambiente no puede procesar, con la misma velocidad con la que se producen, ni que el
hombre puede tolerar, ocasionando la contaminación del aire, agua, suelo y perturbando
el bienestar del ser humano y los demás seres vivos que habitan en los ecosistemas. Esto
lleva consigo la destrucción de muchos ecosistemas y por tanto una pérdida importante
de la biodiversidad. También se ve amenazado el futuro de las poblaciones debido a las
consecuencias que produce la contaminación.
2.2 RESIDUOS SÓLIDOS
2.2.1 Definición
Para comprender la noción de “residuos sólidos”, es necesario primero saber qué se
entiende por “residuo” y por “sólido”. Los residuos conforman una parte inservible,
resultante, de algún material que ha sido procesado. Otra definición importante es la de
ser cualquier producto en estado sólido, líquido o gaseoso, generado por la actividad
humana en procesos de extracción, transformación o utilización, y que está destinado a
hacer desechado al carecer de valor para su propietario.
De otro lado, como base para esta investigación, tomaremos como definición de
residuos sólidos la que señala la Ley 27314, Ley General de Residuos Sólidos, de julio
del año 2000, en la que se estipula que se trata de “Aquellas sustancias, productos o
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 8
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subproductos en estado sólido o semisólido de los que su generador dispone, o está
obligado a disponer en virtud de lo establecido en la normatividad nacional o de los
riesgos que causan a la salud y el ambiente” para ser tratados a través de un sistema que
involucre algunos de estos procesos:
Minimización de residuos
Segregación en la fuente
Reaprovechamiento
Almacenamiento
2.2.2 Origen
Existen varias maneras de clasificar a los residuos sólidos según su origen, como son:
Domiciliario
Comercial
Establecimiento de salud
Industria
Agropecuario
Actividades especiales
Actividades de construcción
Espacios públicos
La clasificación de los residuos sólidos según su origen nos permitirá darle el
tratamiento adecuado, maximizando su reaprovechamiento.
Los de origen domiciliario y comercial abarcan el mayor porcentaje de los RRSS
generados dentro de una población y como tal uno de los problemas más álgidos
difíciles de manejar
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 9
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Tabla N° 01: Clasificación de residuos sólidos según su origen
Fuente Definición Tipos de Residuos Sólidos
Domiciliarios
Es generado en actividades
realizadas en viviendas o en
cualquier establecimiento similar.
Restos de comida, papel , cartón,
plásticos ,textiles , cuero, madera,
vidrios, latas, metales, fierro, no
fierro, muebles,
electrodomésticos, colchones ,
aceites, productos de limpieza.
Comerciales
Son los generados en los
establecimientos comerciales de
bienes y servicios (restaurantes,
supermercados, tiendas, bares,
bancos, centros de espectáculos,
oficinas).
Papel, cartón, plásticos, vidrio,
madera, metales, restos de
comidas, neumáticos, baterías,
pilas, embalajes.
Limpieza de
espacios públicos
Son los residuos generados por el
servicio de barrido y limpieza de
pistas, veredas, plazas, parques, y
otras áreas públicas.
Polvo, colillas, papel, cartón,
vidrio, plástico, latas, tierra,
deyección de animales, hojas
secas, ramas de árboles, hierba,
animales muertos, vehículos
abandonados.
Establecimientos
de atención
Son residuos generados en los
procesos y en las actividades para
la atención e investigación médica
(hospitales, clínica, centros de
salud, laboratorios, clínicos,
consultorios).
Ropas de cama , desechables,
empapadores, fundas de
colchones, vendajes, algodón
usado, etc.
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 10
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Industriales
Son generados por las actividades
de las diversas ramas industriales
(manufacturera, minera, química,
energética, pesquera, artes,
graficas, mecánicas, textiles).
Papel, cartón, plásticos ,textiles,
cuero, madera, aserrín, vidrio,
latas, pinturas, lacas, barnices,
grasas, hierro, metales, residuos
tóxicos y peligrosos, etc.
Actividades de
construcción
Son residuos inertes generados por
construcción y demolición de obra
(edificios, puentes, carreteras,
represas, canales).
Escombros, maderas , hierros,
ladrillos, hormigón , etc.
Agropecuario Generado por el desarrollo de las
actividades agrícolas y pecuarias
Diversos envases de fertilizantes,
plaguicidas, agro-químicos, etc.
Instalaciones o
actividades
espaciales
Son generados en infraestructuras
de gran dimensión con el objeto de
prestar servicios públicos o
privados
Plantas de tratamientos de aguas
residuales , puertos, aeropuertos
,terminales terrestres,
instalaciones navieras y militares,
etc.
Fuente: Manual de residuos sólidos SINIA MINAM
2.2.3 Clasificación
Residuos peligrosos
Los residuos peligrosos son aquellos desechos que resultan de materiales o productos
que ya no se emplean más y que por las propiedades y características que ostentan, que
son perjudiciales para la salud de los seres vivos y del medio ambiente, se los clasifica
como peligrosos, demandando una evacuación controlada en la cual por supuesto se
priorice el no contacto directo con personas que no sepan o no estén especialmente
preparadas para manipularlos.
Algunos de los tipos de residuos peligrosos con los cuales más frecuentemente nos
podremos topar en nuestro entorno son: las emanaciones de chimeneas industriales, los
derrames de productos tóxicos en aguas superficiales en las que interactúa la gente y los
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 11
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animales, la presencia de pesticidas en alimentos como frutas y hortalizas, los desechos
de hospitales, los desechos de actividades mineras o petroleras y los que generan
aquellos que producen plásticos, entre otros.
Según establecen la mayoría de las legislaciones actuales sobre residuos peligrosos, las
empresas o quienes produzcan los mismos están obligados a clasificarlos como tales y a
contratar servicios especiales que garanticen su correcto procesamiento y neutralización.
Obviamente, la misma legislación prevé duras penas a quienes no actúen de acuerdo a
esta disposición.
Residuos no peligrosos
Los residuos no peligrosos son aquellos que no disponen de propiedades intrínsecas que
implican un riesgo para la salud.
Dentro de los residuos no peligrosos podemos encontrar varios tipos:
- Residuos urbanos o municipales.
- Residuos Inertes. Para la clasificación de estos residuos, se debe tener en cuenta
la "lixiviabilidad" total. El contenido de contaminantes de los residuos y la
ecotoxicidad del lixiviado deberán ser insignificantes y no suponer un riesgo
para la calidad de las aguas superficiales o subterráneas.
- Residuos de Construcción y Demolición (RCD).
- Residuos no peligrosos valorizables.
2.2.4 Generación de residuos sólidos
2.2.4.1 Generación per-cápita en Perú
La información respecto a los valores de generación per cápita (GPC) de residuos
sólidos de la gestión del ámbito municipal, ha sido analizada considerando el valor
promedio ponderado de la región según año de reporte. El valor promedio país en
función a los municipios declarantes y la información integrada para el año 2013 fue de
0,56 kg/hab./día.
La GPC regional promedio más alta para el año 2013 se dio en la región Ucayali con
0,660 kg/hab./día. La GPC más baja fue en la región Moquegua en el año 2013 con
0,391 kg/hab./día. El indicador desarrollado por la CEPIS/OPS/OMS3 es de 0,35-0,75
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 12
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kg/hab./día, sin embargo cabe mencionar que los GPC se encuentran dentro del
intervalo mencionado. Se presenta un cuadro general de la generación per-cápita (GPC)
según región, año 2013, acompañado de un gráfico estadístico que facilita su
interpretación.
Tabla N°02: Generación per cápita domiciliaria 2013, según región.
REGIÓN
POBLACIÓN
URBANA
2013(hab.)
GENERACIÓN DE
RESIDUOS 2013
(kg/día)
GPC RESIDUOS
2013(kg/hab./día)
Amazonas 203597 106286 0.522
Ancash 72757 397345 0.546
Apurímac 223269 129033 0.578
Arequipa 1192139 581062 0.487
Ayacucho 444737 23068 0.519
Cajamarca 542885 291413 0.537
Callao 1065838 698717 0.656
Cusco 755563 451474 0.598
Huancavelica 176268 8669 0.492
Huánuco 397173 196999 0.496
Ica 74145 388763 0.524
Junín 939876 478785 0.509
La Libertad 1444172 780558 0.540
Lambayeque 959775 490205 0.511
Lima 9614115 5684258 0.591
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Loreto 624214 345127 0.553
Madre de
Dios
108112 48176 0.446
Moquegua 155426 60741 0.391
Pasco 206618 88573 0.429
Piura 1385306 811543 0.586
Puno 797231 374372 0.470
San Martín 569624 312272 0.548
Tacna 284697 140065 0.492
Tumbes 206177 94306 0.457
Ucayali 396209 261571 0.660
TOTAL 24162040 13529015 0.56
Adaptación: estudios de caracterización de residuos sólidos reportada al Sigersol hasta el mes de Octubre del 2014.
Considerando la generación per-cápita de residuos sólidos según región natural, se
determinó que en el año 2012 la población de la selva tuvo un GPC de 0,599
kg/hab./día. Los valores GPC de la costa y sierra fueron 0,597 kg/hab./día y 0,527
kg/hab./día respectivamente. Mientras que en el año 2013, la GPC de los distritos de la
selva disminuyó a 0,553 kg/hab./día. En la costa y la sierra disminuyó a 0,588 y 0,513
kg/hab./día respectivamente, como se puede ver en el cuadro siguiente.
Tabla N°03: GPC domiciliaria según región, 2010-2013
Año Costa GPC
(Kg/hab./día)
Sierra
GPC(Kg/hab./día)
Selva
GPC(Kg/hab./día)
2010 0.511 0.533 0.510
2011 0.628 0.547 0.573
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2012 0.597 0.527 0.599
2013 0.588 0.513 0.553
Fuente: Estudios de caracterización de residuos sólidos reportada al Sigersol hasta el mes de
Octubre de 2014
2.2.4.2 Generación per-cápita en Arequipa
Diariamente se generan más de 600 Tn. de basura en nuestra ciudad Arequipa, la cual
tras un largo camino termina siendo arrojadas en botaderos informales agudizando ese
foco infeccioso, Día a día llegan toneladas de basura a los botaderos donde se
descomponen y se producen quemas las 24 horas. La gente que vive en la ciudad es
ajena a este problema pero no son conscientes del impacto ambiental que esto origina,
contaminación del aire con la formación de gases(Metano, dióxido de carbono,
nitrógeno, oxigeno, sulfuro de hidrogeno, monóxido de carbono), contaminación de la
tierra, contaminación del agua producto de la lixiviación de líquidos tóxicos y muy
nocivos que llegan a las aguas subterráneas, la contaminación del aire, tierra y agua de
una u otra forma llega a nosotros y contamina nuestro ambiente. Si bien es cierto es
inevitable la generación de basura si es posible darle una disposición final correcta.
Tabla N°04: Produccion de residuos solidos Arequipa-ciudad
DISTRITO POBLACION
PRODUCCION
PERCAPITA
Kg./hab./día
GENERACION
DE RESIDUOS
SÓLIDOS
Cercado 57212 1.12 63.80
Cerro Colorado 121427 0.77 93.80
Cayma 84818 0.68 57.70
Yanahuara 20665 0.80 16.50
Alto Selva 78261 0.89 69.80
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Alegre
Miraflores 52325 0.89 46.74
Mariano Melgar 54672 0.70 38.30
Paucarpata 130013 0.59 76.20
Characato 5851 0.22 1.30
Sabandia 3927 0.59 2.30
J.L.B. y Rivero 77583 1.16 90.00
Socabaya 69612 0.50 34.60
Jacobo Hunter 47969 0.65 31.20
Tiabaya 15409 0.43 6.60
Sachaca 22035 0.69 15.10
Uchumayo 11044 0.69 7.60
Yura 19434 0.56 10.90
TOTAL 872257 0.76 662.44
Fuente:related:www.saludarequipa.gob.pe/desa/archivos/vig_ressolid/PerCapita.pdf
generación per cápita de residuos sólidos en Arequipa
2.2.5 Composición de residuos solidos
2.2.5.1 Composición de residuos sólidos en el Perú
Los residuos sólidos peligrosos incluidos en los residuos domiciliarios, tales como pilas,
restos de servicios higiénicos, papel higiénico, pañales, focos, residuos de pintura,
residuos de medicamento, entre otros, a nivel del país para el año 2013 fue de 7,9 %. En
el 2013, el 27,88 % de los residuos sólidos estaba compuesto por residuos no peligrosos
que podían ser reutilizados (fibra dura vegetal, restos orgánicos de cocina, huesos,
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restos de jardín, diversos papeles, plásticos –botellas, bolsas, envases–, vidrios, latas,
metales, madera, telas, entre otros), de los cuales el 50,43 % eran restos orgánicos de
cocina y preparación de alimentos. El siguiente cuadro presenta la composición
porcentual de los residuos municipales considerando las características de
reaprovechamiento y la peligrosidad según región y según año.
Tabla N°05: Porcentaje de generacion de RRSS reaprovechables en el Perú
REGIÓN
RESIDUOS
DOMICILIARIO
S PELIGROSOS
NO
REAPROVECHA
BLES (%)
RESTOS
ORGÁNICO
S DE
COCINA Y
PREPARAC
IÓN DE
ALIMENTO
S (%)
RESIDUOS NO
PELIGROSOS
REAPROVECHA
BLES (%)
RESIDUOS NO
PELIGROSOS
NO
REAPROVECHA
BLES (%)
Amazonas 5.7 60.23 27.64 6.12
Áncash 6.82 52.99 27.94 10.6
Apurímac 10.53 45.19 32.49 12.58
Arequipa 11.67 45.48 30.05 10.69
Ayacucho 6.07 47.3 28.09 16.73
Cajamarc
a
6.01 56.61 25.74 9.46
Callao 10.29 51.58 29.59 6.69
Cusco 6.15 44.84 33.49 13.07
Huancave
lica
6.92 42.58 26.77 23.06
Huánuco 5.35 49.75 29.53 14.71
TESIS
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Ica 10.05 48.42 25.03 22.05
Junín 9.68 49.82 25.52 15.55
La
Libertad
7.05 52.18 22.59 16.23
Lambayeq
ue
8.81 51.64 24.8 15.85
Lima 9.7 48.88 30.0 12.19
Loreto 2.56 70.19 20.24 5.28
Madre de
Dios
5.58 48.14 36.93 6.94
Moquegu
a
10.87 51.64 27.75 9.74
Pasco 10.54 48.68 23.22 16.93
Piura 5.9 39.92 34.59 18.01
Puno 8.44 35.22 31.81 26.19
San
Martín
2.6 70.46 18.55 7.78
Tacna 14.85 39.13 37.21 14.3
Tumbes 11.57 41.27 29.35 17.26
Ucayali 3.86 68.54 18.05 8.22
PROMED
IO
7.9 50.43 27.88 13.45
Fuente: Estudios de caracterización de residuos sólidos reportada al Sigersol hasta el mes de octubre 2014
TESIS
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En el año 2013 los residuos sólidos estuvieron compuestos por restos orgánicos de
cocina y alimentos en un 50,43 %, éstos constituyen los principales residuos generados
por los domicilios, seguidos por los residuos no peligrosos reaprovechables que
constituyen el 27,88 %. A continuación se representa en el cuadro según las tres
regiones naturales del Perú según reaprovechamiento.
Tabla N°06: Porcentaje de RRSS reaprovechables, según región.
REGIÓN
RESIDUOS
DOMICILIARIOS
PELIGROSOS NO
REAPROVECHABLES
(%)
RESTOS
ORGÁNICOS
DE COCINA Y
PREPARACIÓN
DE
ALIMENTOS
(%)
RESIDUOS NO
PELIGROSOS
REAPROVECHABLES
(%)
RESIDUOS NO
PELIGROSOS NO
REAPROVECHABLES
(%)
COSTA 7.07 44.07 25.23 12.67
SIERRA 10.28 46.81 26.49 13.87
SELVA 9.20 43.47 24.29 12.31
Fuente: Estudios de caracterización de residuos sólidos reportada al Sigersol hasta el mes de octubre 2014
Tabla N°07: Composicion fisica de residuos urbanos, según region
TIPO DE
RESIDUOS
PORCENTAJE
COSTA SIERRA SELVA
Materia orgánica 44.07 46.81 43.27
Madera follaje 2.64 2.69 2.57
Papel 3.79 4.04 3.62
Cartón 3.26 3.28 3.10
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Vidrio 2.88 3.03 2.77
Plástico PET 3.15 3.27 2.93
Plástico duro 2.41 2.51 2.33
Bolsas 3.86 4.22 3.86
Tecno por y similares 0.75 0.76 0.68
Metales 2.24 2.36 2.13
Telas , textiles 1.44 1.56 1.39
Caucho , cuero y jebe 0.99 1.08 0.98
Pilas 0.30 0.49 0.45
Restos de medicinas,
focos 0.46 0.53 0.53
Residuos Sanitarios 6.31 9.25 8.22
Material inerte 7.73 8.16 7.30
Otros 2.74 3.39 2.93
Fuente: Estudios de caracterización de residuos sólidos reportada al Sigersol hasta el mes de octubre 2014
2.2.5.2 Composición de residuos sólidos en Arequipa
La generación de residuos sólidos se encuentra en función del crecimiento poblacional
de nuestra ciudad de Arequipa, en especial del sector urbano (mayor generador de
residuos) y de la actividad económica que se desarrolla en la región. Siguiendo esta
misma línea, estudios realizados por el Ministerio del Ambiente (MINAM) afirman una
fuerte relación entre crecimiento poblacional (tasa de crecimiento poblacional), la
generación de residuos sólidos (toneladas/año) y el crecimiento económico (PBI per
cápita). Por ende es importante señalar la principal composición de residuos en
TESIS
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Arequipa, esto lo presentaremos tomando como muestra algunos PIGARS de las
municipalidades más representativas de la ciudad.
A continuación tenemos la composición de residuos de:
Municipalidad de José Luis Bustamante y Rivero:
Tabla N°08: Composición de RRSS del municipio de JLB y R
TIPO DE RESIDUO SOLIDO PESO COMPOSICION PORENTUAL
Materia orgánica 17.02 56.74
Madera, follaje 0.49 1.64
Papel 1.05 3.50
Cartón 1.10 3.68
Vidrio 0.84 2.81
Plástico PET 0.43 1.44
Plástico duro 0.47 1.55
Bolsas 1.72 5.73
Tetrapack 0.46 1.52
Tecnopor y similares 0.15 0.49
Metal 0.63 2.10
Telas , textiles 0.66 2.15
Caucho , cuero , jebe 0.2 0.66
Pilas 0.02 0.05
Restos de medicina y peligrosos 0.05 0.16
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Residuos sanitarios 3.52 11.75
Residuos inertes 0.96 3.21
Otros 0.25 0.82
Total 30.00 100.00
Fuente: PIGARS José Luis Bustamante y Rivero
Municipalidad del Distrito de Miraflores.
Tabla N°09: Composición de RRSS del municipio de Miraflores.
ORDEN ASCENDENTE DE VALORES PORCENTUALES
MATERIAL PORCENTAJE
Cuero 0.037
Pilas 0.058
Papel de envoltura 0.195
Tetrapack 0.295
Metal 0.3
Madera y aserrín 0.491
PS 0.61
PVC 0.619
Jebe y artículos de jebe 0.886
Otros 0.963
PP 1.023
PET 1.202
Huesos 1.22
Restos de jardín 1.3
Vidrio en general 1.301
Papel de color 1.629
Latas y tapas de lata 1.941
Papel blanco tipo bond 2.115
PEAD 2.227
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Telas, textiles 2.247
Papel periódico 2.325
Botellas y envases de vidrio 3.399
PEBD 3.696
Cartón 4.016
Material inerte 6.677
Restos de servicios higiénicos 9.102
Restos de cocina excepto huesos 50.152
Fuente: PIGARS Municipalidad de Miraflores
2.3. POLIMEROS
2.3.1 Historia e importancia de los polímeros
La definición más simple de un polímero es la repetición de muchas unidades pequeñas,
generalmente hidrocarburos; un polímero es como una cadena en la que cada unión es
una unidad básica, hecha de carbono, hidrógeno, oxígeno, y/o silicio. Algunos
polímeros son sustancias naturales de origen vegetal y animal. Esto incluye cuernos de
animales, carey de tortuga, secreciones de un insecto asiático, la colofonia de la savia de
árboles del pino, ámbar que es la resina fosilizada de árboles y alquitrán obtenido de la
destilación de materiales orgánicos como madera. Pero debido a su difícil recolección,
recuperación y purificación, la búsqueda de polímeros sintéticos era el paso natural a
seguir.
En el siglo XIX ocurrió el primer desarrollo, al procesar polímeros naturales o
combinarlos con químicos para hacer sustancias útiles. Estos polímeros se llamaron
“Polímeros naturales modificados" o "Polímeros semi-sintéticos”. El primero y más
famoso de éstos es el caucho vulcanizado. En 1839, Charles Goodyear descubrió,
después de años de experimentación, que la savia del árbol del hevea (látex) podría
calentarse con el azufre para alterar las propiedades físicas del látex permanentemente,
evitando sus limitaciones naturales, pues este era quebradizo en el frío y se fundía a
altas temperaturas.
Más tarde, como resultado de un concurso realizado en 1860, en el que el fabricante
estadounidense de bolas de billar Phelan and Collander ofreció una recompensa de
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 23
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10.000 dólares a quien consiguiera un sustituto aceptable del marfil natural, destinado a
la fabricación de bolas de billar, Wesley Hyatt, desarrolló un método de procesamiento
a presión de la piroxilina, un nitrato de celulosa de baja nitración tratado previamente
con alcanfor y una cantidad mínima de disolvente de alcohol.
En 1909 el químico norteamericano de origen belga Leo Hendrik Baekeland sintetizó un
polímero de interés comercial, a partir de moléculas de fenol y formaldehído y lo
bautizó con el nombre de baquelita (o bakelita), el primer plástico totalmente sintético
de la historia. Estos resultados incentivaron a los químicos y a la industria a buscar
otras moléculas sencillas que pudieran enlazarse para crear polímeros.
El hecho que los polímeros eran moléculas grandes fue propuesto primero por
Staudinger en 1920. Pero el concepto no se aceptó totalmente hasta el trabajo de
Walace Carothers, el inventor del nylon, en 1929 que trabajaba para la empresa Dupont
y descubrió que dos sustancias químicas como la hexametilendiamina y el ácido
adípico, formaban polímeros que inyectados a través de agujeros y estirados formaban
hilos que podían tejerse.
El primer uso del nylon fue la fabricación de paracaídas para las fuerzas armadas
estadounidenses durante la Segunda Guerra Mundial, extendiéndose rápidamente a la
industria textil en la fabricación de medias y otros tejidos combinados con algodón o
lana. Al nylon le siguieron otras fibras sintéticas como por ejemplo el orlón y el acrilán.
Fue hasta la Segunda Guerra Mundial que la industria de los polímeros tomó un cambio
significativo ya que, para esta época, la tecnología para producir los polímeros sintéticos
de los químicos se estaba desarrollando rápidamente, pero las aplicaciones no siempre
eran comercialmente factibles o aprovechables. Las substancias naturales estaban
generalmente disponibles; por consiguiente, los materiales sintéticos no eran tan
necesarios.
Como consecuencia de la guerra, la fuente de látex se agotaba y el caucho sintético se
volvió una necesidad. Las fibras naturales como la seda no se conseguían en largos
tamaños, necesarios para la fabricación de paracaídas, entonces el nylon fue la solución.
Desde entonces, la industria del polímero ha crecido, ha cambiado, y se ha diversificado
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 24
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y convertido en una de las industrias que más rápido crece en los Estados Unidos y en el
mundo.
En la década del 30, químicos ingleses descubrieron que el gas etileno polimerizaba
bajo la acción del calor y la presión, formando un termoplástico al que llamaron
polietileno (PE). Hacia los años 50 aparece el polipropileno (PP).Al reemplazar en el
etileno un átomo de hidrógeno por uno de cloruro se produjo el cloruro de polivinilo
(PVC), un plástico duro y resistente al fuego, especialmente adecuado para tubería de
todo tipo. Al agregarles diversos aditivos se logra un material más blando, sustitutivo
del caucho, comúnmente usado para ropa impermeable, manteles, cortinas y juguetes.
Otro de los plásticos desarrollados en los años 30 en Alemania fue el poliestireno (PS),
un material muy transparente comúnmente utilizado para vasos y potes. El poliestireno
expandido (EPS), una espuma blanca y rígida, es usado básicamente para embalaje y
aislante térmico.
2.3.2 Clasificación
2.3.2.1 Clasificación de polímeros por su origen
Una de las clasificaciones más importantes de los polímeros es según su origen.
Tabla N°10: Clasificación de polímeros por su origen
NATURALES SINTETICOS SEMISINTETICOS
Aquellos que provienen
de los seres vivos. Las
proteínas, los
polisacáridos, los ácidos
nucleicos
Se obtienen
industrialmente.
Ejemplos: nailon,
poliestireno, PVC,
polietileno, etc.
Se obtienen por
transformación de polímeros
naturales. Ejemplo: caucho
vulcanizado, etc.
Fuente: Polímeros, Química general, PUCP
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2.3.2.2 Clasificación de polímeros por la cantidad de monómeros diferentes en el
polímero
Homopolímero
Polímero constituido por la repetición de un único monómero (cadena homogénea).
Ejemplos son: polietileno, poli estireno, poliacrilonitrilo, poli (acetato de vinilo).
Si A representa al monómero entonces la estructura del homopolímero es:
Copolímero
Polímero constituido por dos o más monómeros (cadena heterogénea). Algunos
ejemplos son los denominados con las siglas: SAN, NBR, SBR.
Si A y B representan los monómeros entonces existen tres formas de disponerlos en la
cadena:
Copolímeros al azar (u aleatorios): Copolímero con los monómeros unidos en una
secuencia desordenada a lo largo de la cadena del polímero:
Copolímeros alternados: Copolímero con los monómeros unidos en forma
alternada:
Copolímeros en bloques: Polímero con los monómeros unidos en una secuencia
formada tramos más o menos largos de A cada uno seguido por un tramo de B:
Copolímeros de injerto: La cadena principal del polímero tiene apenas unidades de
un mismo monómero, mientras que el otro monómero solo forma parte de
ramificaciones laterales (el injerto):
En particular, los copolímeros formados por tres monómeros reiterativos diferentes
son conocidos como terpolímeros. Un ejemplo típico es el ABS, es decir, el
terpolímero de acrilonitrilobutadieno-estireno.
La reacción química de síntesis de los copolímeros es la copolimerización, y los
monómeros unidos son comonómeros. Estas combinaciones de monómeros tienen el
objetivo de modificar las propiedades de los monómeros o polímeros originales.
TESIS
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2.3.2.3. Clasificación de polímeros por su composición química
Los polímeros pueden clasificarse en dos grandes grupos: polímeros orgánicos que
poseen en su cadena principal átomos de carbono, y los polímeros orgánicos vinílicos
en el que la cadena principal de sus moléculas está formada exclusivamente por átomos
de carbono. Dentro de esta clasificación se pueden distinguir:
Poliolefinas, formados mediante la polimerización de olefinas. Ejemplos:
polietileno y polipropileno.
Polímeros estirénicos, que incluyen al estireno entre sus monómeros.
Ejemplos: poliestireno y caucho butadieno.
Polímeros vinílicos halogenados, que incluyen átomos de halógenos (cloro,
flúor) en su composición. Ejemplos: PVC y politetrafluoroetileno (PTFE)
llamado también teflón.
Polímeros acrílicos, utilizados en ingeniería por su resistencia a la intemperie,
trasparencia y resistencia al rayado. Ejemplo: polimetilmetacrilato (PMMA)
El monómero de un polímero es una molécula única de un hidrocarburo, por ejemplo
una molécula del etileno (C2H4). El polímero comercial más conocido es el polietileno
(C2H4)n siendo (n) de 100 a 1000 aproximadamente.
2.3.2.4. Clasificación de polímeros por su grado de entrecruzamiento
1. Lineales: no tienen ramificaciones
2. Ramificados: todas las moléculas tienen ramificaciones pequeñas como cadenas
laterales
3. Entrecruzados: los polímeros poseen estructura tridimensional, donde las
cadenas están unidas una a otra por enlaces laterales
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2.4.2.5. Clasificación de polímeros por su comportamiento térmico
Termoplásticos:
Por calentamiento y/o presión se vuelven deformables, adquieren plasticidad y adoptan
un estado viscoso-líquido. Este proceso puede repetirse, en principio, indefinidamente.
Son fusibles y solubles. Son termoconformables o remoldeables por calor:
Poseen una estructura molecular de cadenas abierta o hilos.
Son soldables y reciclables.
Ejemplos de éstos son: polietileno, poli (tereftalato de etileno),
poliacrilonitrilo, nylon.
Termoestables:
Son polímeros que en el primer calentamiento forman enlaces entrecruzados que
impiden su fusión y disueltos en solventes.
Estructura entrecruzada
A pesar del aporte calórico, no son moldeables, no adquieren plasticidad.
Dar forma: producto líquido intermedio de bajo peso molecular
(termoendurecible) ⇒ Reacción de reticulación / entrecruzamiento
Ejemplos de estos materiales son: resina fenol-formol, resina melanina-
formol, resina urea-formol.
2.3.2.6. Clasificación de polímeros por su comportamiento mecánico
Tabla N°11: Clasificación de polímeros por su comportamiento mecánico.
CLASIFICACION DEFINICION EJEMPLO
PLASTICOS
son polímeros que durante
alguna etapa fabricación
son llevados al estado
líquido para moldearse por
calor o presión en un
polietileno, polipropileno,
poliestireno
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molde
ELASTOMEROS
Materiales poliméricos de
origen natural o sintético.
Los cauchos se
caracterizan por su
capacidad de recuperar la
forma original
rápidamente
Poli butadieno, caucho
nitrílico, poli (estireno-co-
butadieno).
FIBRAS
Son materiales que tienen
una relación
longitud/diámetro muy
grande
Poliésteres, poliamidas y
poliacrilonitrilo.
Fuente: Polímeros, Guía didáctica, Elida Hermida
2.3.2.7. Clasificación de polímeros según la escala de manufactura
Los polímeros sintéticos en función de escala de producción son conocidos como:
Productos básicos:
Son la mayor parte de los polímeros sintéticos producidos mundialmente. Ejemplos son:
polietileno, polipropileno, poli estireno, etc.
Productos especiales (specialties):
Son polímeros con un conjunto específico de propiedades y que son producidos en
menor escala. Ejemplos son: Poli (óxido de metileno) y poli (cloruro de vinilo).
2.3.2.8. Clasificación de polímeros según el tipo de aplicación
Un polímero puede tener una aplicación general o de ingeniería.
Polímeros de uso general:
Son polímeros muy versátiles con múltiples aplicaciones. Ejemplos: el polietileno, el
polipropileno, el estireno, el (metacrilato de metilo), el poli (cloruro de vinilo), la
baquelita, etc.
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Tecnopolímeros:
Son plásticos destinados a la ingeniería, donde son elegidos como sustitutos de otros
materiales (metal, madera, cerámica, etc.).Ejemplos: poli acetal, poli carbonato y poli
(tetraflúor-etileno).
2.3.3. Aplicación
Gracias a sus excelentes propiedades los polímeros hoy en día abarcan la mayor parte
del mercado, pues sus infinitas aplicaciones lo hace uno de los materiales más usados en
la industria del consumo.
Así es que lo encontramos comúnmente en:
Envases de bebidas, refrescos, agua, alimentos, etc.
Envases de cremas, farmacéuticos, etc.
Bolsas de supermercado, bolsas de detergentes, todo tipo de embalajes.
Envases para plomería
Mangueras, suelas de zapato, cables
Envases para laboratorio
Cintas
Autopartes
Aparatos electrónicos, etc.
2.3.4 Reciclaje de polímeros
2.3.4.1 Simbología
Los envases son seleccionados y marcados para una mejor distribución de los mismos,
es por ello que los envases poliméricos corresponden en realidad a un gran número de
productos muy diferentes, tanto por sus materias primas como por sus procesos de
fabricación y usos. Por ello, para facilitar la identificación de cada polímero, y también
para ayudar a su clasificación para poder implementar sistemas de reciclado, se ha
instituido el Código Internacional (SPI), que permite identificar con facilidad de que
material específicamente esta hecho un envase polimérico. El proceso de reciclado
dependerá del tipo de polímero recolectado.
TESIS
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Imagen N°01. Código Internacional de identificación de polímeros
Fuente: Tecnología de los platicos
Las categorías 1 a la 7 son:
1) Tereftalato de polietileno (PET);
2) Polietileno de alta densidad (HDPE);
3) Cloruro de polivinilo (PVC o vinilo);
4) Polietileno de baja densidad (LDPE);
5) Polipropileno (PP);
6) Poliestireno (PS); y
7) Otros, incluyendo materiales elaborados con más de una de las resinas de las
categorías 1 a la 6.
Estos símbolos desarrollados en 1988 por la Sociedad de la Industria de Plásticos (SPI
por sus siglas en inglés), identifican el contenido de resina del recipiente en el que se
han colocado los símbolos. Durante más de 20 años, el sistema del Código de
Identificación de Resinas de la SPI ha facilitado el reciclaje de los plásticos después de
utilizados por el consumidor.
Los propósitos del código original de SPI fueron:
Brindar un sistema coherente para facilitar el reciclado de los plásticos usados;
Concentrarse en los recipientes plásticos;
Ofrecer un medio para identificar el contenido de resina de las botellas y
recipientes que se encuentran normalmente en los residuos residenciales;
PVC
TESIS
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Ofrecer una codificación para los seis tipos de resinas más comunes, y una
séptima categoría para todos los otros tipos que no estén dentro de los códigos 1
al 6.
Los plásticos del 1 al 6 son los denominados commodities debido a que son los de
mayor consumo. Mientras que en la categoría 7 se encuentran plásticos especiales y de
ingeniería.
Ahora, el código SPI para la identificación de resinas es la base de una nueva norma
propuesta de ASTM Internacional, la WK20632, práctica para marcar productos
plásticos para su identificación en la reutilización y el reciclado.
Norma propuesta por ASTM
El uso del código SPI se ha extendido para incluir potencialmente películas para
embalaje y productos terminados reutilizables y/o reciclables. Esto se reflejará en la
norma propuesta, ya que la WK20632 irá más allá del sistema original SPI brindando
códigos adicionales para tipos de resinas no incluidas en los códigos 1 al 6, haciendo
agregados potenciales a la lista de materiales actualmente disponibles para reciclaje.
Además de extender el rango de materiales cubiertos, la norma propuesta de ASTM
permite codificar los recipientes con números tal como aparecen en el código original
SPI y/o el sistema cero más número (por ejemplo 01) que se utiliza en sistemas de
codificación similar en el Reino Unido y en China.
Al considerar el agregado de nuevos tipos de resinas y permitir la participación de todos
los interesados en las revisiones futuras de la norma propuesta, la WK20632 dará a los
códigos SPI originales un medio para cambiar a medida que cambien las necesidades de
reciclaje.
2.3.4.2 Reciclaje de residuos poliméricos en el Perú
En el Perú, el reciclaje se realiza hace muchos años con productos recuperados de los
Rellenos sanitarios y botaderos clandestinos. La ciudad de Lima es el lugar donde se ha
concentrado esta actividad.
TESIS
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El estado peruano a través del MINAM ha implementado el programa de segregación en
la fuente y recolección selectiva (PFS-RS) de RRSS en todas las localidades en los
cuales el número de habitantes sea alto, el programa forma parte de la mejora de la
gestión y modernización municipal que se viene ejecutando en los últimos años, el
objetivo del programa va centrado en la recuperación de los materiales reaprovechables
que se generan diariamente y como consecuencia disminuir la cantidad de RRSS que
terminan en los botaderos contaminando el medio ambiente.
La determinación de la generación de los residuos sólidos reaprovechables en el periodo
2013, tuvo como fuente los PSF-RS De ello se estimó que 392 767 t, de residuos fueron
recuperados en la fuente, equivalente al 8 % de los residuos domiciliarios generados. De
los resultados se observa que las regiones con mayor cantidad de residuos segregados en
la fuente fueron Lima, Callao y Piura, lo cual se muestra en el siguiente cuadro:
Tabla N° 12: Residuos domiciliarios segregados en la fuente- Perú
Región
Población
participante
en el PRF-RS
Cantidad de
residuos
generados
Cantidad de residuos
segregados en la
fuente t/m
t/año
Amazonas 8924 38794.34 141.71 1700
Ancash 66596 145030.75 1106.24 13275
Apurimac 5934 47097 104.32 1252
Arequipa 9729 212087.62 1442.37 17308
Ayacucho 27048 84198.21 426.73 5121
Cajamarca 29319 106365.74 478.7 5744
Cusco 41074 164787.83 746.52 8958
Huancavelica 3276 31641.87 49.01 588
Huanuco 25809 71904.52 389.37 4672
Ica 60616 141898.64 966.72 11601
Junin 54205 174756.64 839.89 10079
La Libertad 12195 284903.66 2004.83 24058
Lambayeque 64912 178924.92 1008.43 12101
Lima 873749 2074754.3 15713.14 188558
Loreto 44323 125971.2 745.4 8945
Madre de Dios 7514 17584.34 101.85 1222
Moquegua 12613 22170.5 149.93 1799
Pasco 6985 32329.11 89.9 1079
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Piura 112543 296213.12 2005.37 24064
Callao 114966 255031.88 2292.41 27509
Puno 36342 136645.94 519.09 6229
San Martin 28538 113979.15 475.86 5710
Tacna 23422 51123.87 350.5 4206
Tumbes 12804 34421.7 178.14 2138
Ucayali 20128 95473.58 404.19 4850
Total 1900790 4938090.43 32730.62 392766
Fuente: VI Informe anual de RRSS
Actualmente los residuos plásticos con mayor demanda en el mercado limeño son los
plásticos PET transparente (el color verde no tiene mucha demanda porque su volumen
de comercialización es mínimo), los mixtos (PEBD, PEAD y PP), y el PVC.
2.4.4.3 Reciclaje de residuos poliméricos en Arequipa
La implementación del programa de segregación en la fuente y recolección selectiva
(PSF-RS), sin duda alguna es el inicio de un largo camino por mejorar la gestión de
RRSS municipales, el objetivo del programa es lograr la participación activa del 100%
de la población para el 2021.
Tabla N° 13: Segregación de RRSS en Arequipa
DISTRITOS ASOCIACION
CANTIDAD DE
RESIDUOS
SEGREGADOS EN LA
FUENTE(Kg)
TOTAL(Kg)
CERCADO
Asociación Nuevo
Mundo 145584.8
262214.6 Asociación Recicla
Vida 103187.9
Asociación Recicla
Vida 13441.9
JOSE LUIS
BUSTAMANTE Y
RIVERO
Mipe Ecorec 78655.4
252183.0 Asociación Mistianos 81061.0
Asociación Jesús
Mesías 82717.2
Asociación Santa Ana 9749.4
MIRAFLORES
Asociación de mujeres
mejorando el medio
ambiente
2411.0
70976.7
Asociación de mujeres
emprendedoras 68565.7
TESIS
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HUNTER Asociación ARMA
PERU 35267.3 35267.3
SACHACA Asociación ARMA
PERU 61042.7 61042.7
SOCABAYA Asociación Santa Ana 41352.3 41352.3
CERRO
COLORADO
Asociación Musuq
Pacha 93848.6 93848.6
LA JOYA
Asociación Mujeres
Emprendedoras del
Señor de La Joya
14358.1 14358.1
CHARACATO Asociación Don
Gregorio 7089.7 7089.7
CAYMA
Asociación Mujeres E
coeficientes 108524.1
158481.1 Asociación Mujeres
Ecosostenibles 49957.0
MARIANO
MELGAR
Asociación Salvadoras
del Mundo 66358.2 66358.2
UCHUMAYO Asociación Manos
Laboriosas 9188.7 9188.7
SABANDIA Asociación Planeta
Verde 398.2 398.2
ALTO SELVA
ALEGRE Asociación Vida Sana 26515.4 26515.4
Adaptación: ONG LABOR-2014, Programa Characatos Mejoran Reciclando
TESIS
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CAPITULO III: METODOS DE CARACTERIZACION DE POLÍMEROS
RECICLABLES
3.1. CLASIFICACION DE POLIMEROS
3.1.1 Separación por medios densos
La clasificación por densidad con un sistema de flotación se realiza comparando las
densidades del material plástico y sustancias líquidas de densidad conocida. Esta técnica
permite diferenciar los tipos de plásticos según su densidad. Se emplean varios líquidos
de flotación con densidades, ajustadas mediante sales o alcoholes, intermedias entre
diferentes clases de plásticos.
Si un plástico flota en una solución con una densidad de 0.94 g/cm³, puede ser un
plástico de polietileno de densidad media o baja. Si la muestra flota en una solución de
0.92 g/cm³, puede tratarse de un polietileno de baja densidad o polipropileno. Si se
hunde en todas las soluciones por debajo de una densidad de 2.00 g/cm³, la muestra será
un plástico de fluorcarbono.
La presencia de cargas u otros aditivos y el grado de polimerización pueden dificultar la
identificación de los plásticos por la densidad relativa, pues pueden hacer que cambie
bastante la densidad de un plástico. Poliolefinas, iónomeros y poliestirenos de baja
densidad flotarán en el agua (que tiene una densidad de 1.00 g/cm³).
Esta técnica permite diferenciar los tipos de plásticos según su densidad. Se emplean
varios líquidos de flotación con densidades, ajustadas mediante sales o alcoholes,
intermedias entre diferentes clases de plásticos. Los plásticos que tengan la densidad
igual o menor que la solución flotarán, mientras que los restantes se hundirán. La
técnica puede valerse también de la adición de agentes humectantes y burbujeo de un
gas o de la adición de disolventes que se adhieren selectivamente al PVC. Si la mezcla
no se separa fácilmente, quizás se necesiten una serie de hidrociclones (separadores
ciclón o centrífugos) para los flujos pesados y ligeros con el proceso ajustado según la
mezcla de botellas.
Se pueden hacer 5 divisiones la cual es importante para la identificación del polímero y
para la separación de mezclas En un vaso de 200ml se coloca agua y la muestra para
checar si flota en agua
TESIS
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I Si Flota en Agua
Quiere decir que tienen una densidad menor a 1 gr/cm3
II Flotan en Solución Alcohólica
Cuando la muestra flota en agua es necesario realizar otra prueba para reducir el número
de probabilidades de identificación, se coloca en una solución alcohólica al 50% la cual
tiene una densidad 0.93 gr/cm3 si la muestra flota tiene una densidad menor a 0.93
gr/cm3 pero si no flota tendrá una densidad entre 0.93 a 1 gr/cm3
III Flotan en Solución Diluida de Sal
Si la nuestra no flota en agua se introduce en una solución diluida de sal que tendrá una
densidad entre 1 y 1.1 gr/cm3
IV Flotan en Solución Concentrada de Sal
Esta solución presenta una densidad de aproximadamente 1.2 gr/cm3 por lo tanto la
muestra que flote tendrá una densidad entre 1.1 y 1.2 gr/cm3
V No Flotan en Ninguna Solución
Si la muestra no flota en la solución concentrada de sal quiere decir que tiene una
densidad mayor a 1.2 gr/cm3
TESIS
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Grafico N°01: Ensayo de separación por diferencia de densidades
Fuente: https://pt.scribd.com/document/338420125/1-63-186-28-558-pdf
Un ejemplo típico es la botella de gaseosa (PET) y su tapa (PP); en la industria de
fabricación de fibras sintéticas sólo se utiliza el PET, durante el proceso de molido, las
botellas van al molino con sus tapas y es en el proceso de flotación donde se separan
ambos tipos de plásticos
Tabla N° 14: Rango de densidades de polímeros
DENSIDAD
POLIMERO DENSIDADES EN g cm 3
Polietileno de alta densidad 0,94 a 0,97
Polietileno de baja densidad 0,91 a 0,93
Polipropileno 0,90 a 0,91
Policloruro de vinilo 1,39 a 1,40
Polimetacrilato de metilo 1,19 a 1,20
Poliestireno 1,04 a 1,10
TESIS
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Nylon 66 1,2 a 1,3
Polietilentereftalato de etileno 1,33 a 1,39
Poliacrilonitrilo 1,33 a 1,39
Politetrafluoetileno 2,0 a 2,3
Fuente: Tecnología de polímeros. Beltrán y A. Marcilla/Los materiales plásticos en
tecnología industrial
Cambios en la densidad pueden deberse a cambios en la cristalinidad, pérdida de
plasticidad, absorción de solvente, o por otras causas. Según se sabe en algunas
Poliolefinas en el reprocesamiento repetido se produce una degradación de las
moléculas, lo que se refleja en una disminución de la gravedad específica y en
consecuencia una menor cristalinidad.
Siguiendo una de las normas ASTM: D 792 – 66 para la determinación de la densidad
de polímeros se realizaron ensayos sobre las resinas mencionadas
Un estudio realizado en Argentina demuestra los cambios en las propiedades de los
materiales plásticos después de ser reciclados. El uso de los productos plásticos
fabricados a partir del reciclado mecánico de los residuos plásticos presenta algunas
limitaciones técnicas que habrá que tener en cuenta. Su omisión puede conducir a
resultados inaceptables. Por tal motivo es necesario realizar una comparación de las
propiedades de la resina virgen y la obtenida después de someter a cambios físicos para
llegar a un nuevo producto.
Tabla N° 15: Efectos del reprocesado de polímeros sobre la densidad
POLIMERO
DENSIDAD
PROMEDIO DEL
MATERIAL
VIGEN (g/cm3)
DENSIDAD
PROMEDIO DEL
MATERIAL
PROCESADO
(g/cm3)
DENSIDAD
PROMEDIO DEL
MATERIAL
REPROCESADO
(g/cm3)
LDPE 0.923 0.913 0.906
LLDPE 0.926 0.917 0.913
HDEP 0.954 0.951 0.937
TESIS
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PP 0.904 0.884 0.875
Fuente: Propiedades de los plásticos reciclados, Adriana. Najar, Laura E.
3.1.2 Separación por solubilidad
La disolución de un polímero ocurre en dos etapas:
- En la primera etapa las moléculas de disolvente se difunden lentamente dentro
del polímero produciendo el hinchamiento del mismo. El proceso de disolución
puede detenerse en esta fase, si las fuerzas intermoleculares polímero-polímero
(reticulación, cristalinidad o enlaces por puentes de hidrogeno) son lo
suficientemente grande como para impedirlo.
- En caso de que estas fuerzas puedan superarse por la formación de interacciones
intensas polímero-disolvente, tendrá lugar la segunda etapa de la disolución. El
proceso de disolución puede ser bastante lento (días o semanas) para materiales
de muy alto peso molecular.
La temperatura es un factor importante que debe ser controlado durante el experimento.
La polidispersidad es una característica de los polímeros que dificulta sus pruebas de
solubilidad debido a la coexistencia de moléculas de bajo peso molecular; más
fácilmente solubles, y de alto peso molecular; que se disuelven con mayor dificultad.
Por esta razón, en un polímero pueden darse varios casos de solubilidad:
- Insolubilidad total en el disolvente.
- Insolubilidad parcial: cuando tiene lugar la solubilización de las moléculas de
menor peso molecular o cuando se produce un hinchamiento del polímero al
penetrar el disolvente en el material sin llegar a disolverlo.
- Solubilidad parcial: en este caso las moléculas de menor peso molecular pueden
disolverse en frio y las de mayor peso molecular al calentar la preparación. Estas
sin embargo, vuelven a precipitar al enfriar.
- Solubilidad total en el disolvente.
Entre los numerosos disolventes de plásticos, los más ampliamente utilizados son
benceno, tetrahidrofurano, dimetilformamida, dietiléter, acetona y ácido fórmico. En
ciertos casos se suele utilizar cloroetileno, acetato de etilo, etanol, metanol, tolueno,
hidrocarburos e incluso ácidos o bases.
TESIS
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El ensayo que comúnmente se realiza es el de solubilidad en acetona, en el cual se
deben apreciar las siguientes características:
Tabla N° 16: Solubilidad de polímeros en acetona
MATERIAL PEAD PEBA PP PVC PS PA-6 PET PC RF
Solubilidad en
acetona
no no no Si Si no no si Si
Hinchamiento si si no Si - no no si No
Fuente: Los materiales plásticos en tecnología industrial
3.1.3 Separación por reacción a la llama
La combustión o reacción a la llama es un proceso en el cual la superficie sólida del
polímero o del polímero gasificado reacciona con el oxígeno del aire con una llama
visible (combustión llameante) o sin una llama visible (combustión sin llama).
La propagación de la llama es un proceso en el cual el frente de la pirolisis acompañado
por llama o sin ella, se extiende más allá del punto de origen.
La extinción de la llama es un proceso donde la pirolisis, la ignición, la combustión, y
los procesos de la propagación del fuego son interrumpidos aplicando agentes tales
como gases del agua, inertes o químicamente activos, líquidos o sólidos, o reducción de
la concentración de oxígeno.
Cuando se calientan muestras de plástico en tubos de ensayo, se pueden identificar los
olores característicos de determinados plásticos. La manera particular de quemarse
puede dar una pista al respecto.
El Polietilen tereftalato se quema rápidamente, y expide olores a parafina y
cuando se extingue la llama, produce un humo blanco.
El polietileno se consume con una llama azul trasparente y gotea al fundirse.
El cloruro de Polivinilo (PVC) puede encenderse pero él mismo se extinguirá en
cuanto la fuente de fuego esté alejada. El PVC tiene un olor muy agrio al quemar
porque el cloruro de hidrógeno es un derivado ardiente.
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 41
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El PP, por otro lado, se consume más lentamente, los gases alimentan la llama.
El Poliestireno (PS) y sus copolímeros desprenden humo negro (carbono), se
quema rápidamente, tiene un olor de gas fuerte, y produce grandes cantidades de
hollín.
El punto de fusión real es otro elemento identificador. Los materiales termo estables no
se funden. Algunos termoplásticos en cambio, funden a menos de 195ºC. También se
puede presionar sobre la superficie de un plástico con un soplete de soldadura eléctrico.
Si el material se ablanda y la punta caliente se hunde, será un termoplástico. Si sigue
duro y se carboniza simplemente se tratara de un termoestable.
Hay que tener en cuenta que este método es muy accesible (basta un mechero de
bolsillo), pero a veces no es muy definitorio porque los plásticos tienen colorantes,
aditivos, etc. que varían la combustión. Por otro lado, sólo sirve para termoplásticos y
siempre que éstos no tengan cargas ni refuerzos no poliméricos (fibra de vidrio, talco,
etc.).
Datos observables:
• Forma de arder.
• Forma y color de la llama.
• Si hay humo al arder y de qué color es.
• Forma de desprenderse el residuo que cae y si es incandescente o acompañado
de humo.
• Forma que queda en la varilla al apagarse.
• Olor que hace la varilla al apagarse.
• Si hace hilos la varilla al pegar y estirar lo fundido.
He aquí una ficha muy útil y de gran utilidad con la clasificación de diferentes
termoplásticos, así como las diferentes maneras de identificarlos. Como arde, color de la
llama, forma de la llama, etc.
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 42
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN
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Tabla N° 17: Reacción a la llama de polímeros
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 43
3.1.4 Ensayo de calorimetría para polímero
La calorimetría diferencial de barrido (DSC, Diferential Scaning Calorimetry) permite
el estudio de aquellos procesos en los que se produce una variación de entalpia, por
ejemplo determinación de calores específicos, puntos de ebullición y fusión, pureza de
compuestos cristalinos, entalpías de reacción y determinación de otras transiciones de
primer y segundo orden.
En general, el DSC puede trabajar en un intervalo de temperaturas que va desde la
temperatura del nitrógeno líquido hasta unos 600 ºC. Por esta razón esta técnica de
análisis se emplea para caracterizar aquellos materiales que sufren transiciones térmicas
en dicho intervalo de temperaturas. La familia de materiales que precisamente presenta
todas sus transiciones térmicas en ese intervalo es la de los polímeros. Por esta razón, el
DSC se emplea fundamentalmente para la caracterización de estos materiales y es por lo
que, de aquí en adelante, nos centraremos fundamentalmente en transiciones térmicas en
polímeros estudiadas por DSC.
En el campo de polímeros pueden determinarse transiciones térmicas como la
temperatura de transición vítrea Tg, temperatura de fusión Tm; se pueden hacer estudios
de compatibilidad de polímeros, reacciones de polimerización y procesos de curado.
Existen dos tipos de métodos para obtener datos en DSC:
i) DSC de potencia compensada
ii) DSC de flujo de calor.
En el primero, la muestra y el material de referencia se calientan mediante calentadores
separados aunque sus temperaturas se mantienen iguales mientras las temperaturas se
aumentan (o disminuyen) linealmente. En el segundo, se mide la diferencia de cantidad
de calor de la muestra y de la referencia cuando la temperatura de la muestra se aumenta
(o disminuye) linealmente. A pesar que los dos métodos proporcionan la misma
información, sólo nos centraremos en el primero
El DSC mide el flujo de calor en la muestra a estudiar y en un material inerte de
referencia de forma independiente. En la figura 1 se muestra un esquema de un aparato
de DSC. Ambas células que contienen la muestra y la referencia, están equipadas con un
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 44
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sensor para la medida de su temperatura, y una resistencia de calentamiento
independiente para cada una de ellas. Estas resistencias mantienen ambas células a una
temperatura programada Tp. Las temperaturas instantáneas de cada célula (Tm y TR) se
miden y comparan continuamente con el valor programado Tp. El sistema trabaja de
modo que la energía suministrada en cada momento por cada resistencia de
calentamiento, es función de la diferencia entre las temperaturas de cada célula y la
temperatura programada, es decir:
𝐸𝑚 = 𝑊𝑚(𝑇𝑚 − 𝑇𝑃)
𝐸𝑅 = 𝑊𝑅(𝑇𝑅 − 𝑇𝑃)
Donde Em y ER son las energías eléctricas suministradas por las resistencias, y Wm y
WR son constantes del sistema, que dependen de las características de cada material,
como la masa y su capacidad calorífica. La diferencia de energía, DE = Em – ER,
requerida para mantener las dos células a la temperatura programada, es la cantidad que
se representa en función de la temperatura (Tp, Tm ó TR) o en función del tiempo a
temperatura constante. A estas dos representaciones se las denomina termogramas.
Grafico N°02: Esquema de un aparato DSC
Fuente: L. M. Gugliotta
En DSC las temperaturas que se miden son las de las propias células metálicas donde se
introducen ambas muestras. Esto hace que sea necesario un calibrado previo, que
generalmente, es diferente para cada velocidad de calentamiento o enfriamiento.
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 45
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Imagen N° 02: Equipo DSC
Fuente: Equipo DSC, Ingeniería de Materiales, Universidad Nacional de San Agustín
Influencias que afectan sobre las curvas del DSC:
Respuesta de los sensores
Atmosfera
Tipo de reacción o transiciones
Capsulas o porta muestras
Conductividad térmica
Tamaño de muestra
Tamaño de partícula
Velocidad de calentamiento o enfriamiento
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 46
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CAPITULO IV: METODOLOGIA Y PARTE EXPERIMENTAL
Metodología
La metodología empleada está sujeta a las normativas legales que rigen nuestro país, el
estudio de caracterización de residuos sólidos en el distrito de la Joya se desarrolla
según la Guía Metodológica para el desarrollo de Estudio de Caracterización de
Residuos Sólidos Municipales del Ministerio del Ambiente - MINAM, y la guía CEPIS,
el cual establece pautas y/o recomendaciones para un adecuado procedimiento.
La aplicación de los métodos de caracterización se da en el marco del desarrollo del
Estudio de Caracterización de Residuos Sólidos Municipal del distrito de la Joya
El procedimiento sugerido es el siguiente:
Grafico N° 03: Procedimiento de las actividades de trabajo
Fuente: Elaboración propia, diagrama de actividades.
Analisis, interpretación y proyecion de resultados
Sistematizacion de los datos obtenidos durante el estudio de cacarterización.
caracterizacion de residuos polimericos
Recoleccion y transporte del material.
Encuestado y empadronamiento( nombres completos, dirección, numero de personas, DNI y firma).
Capacitación del equipo de trabajo (charlas de inducción para el encuestado, empadronamiento, recojo de muestras y caracterización de muestras).
Adquisición de material logistico ( material de empadronamiento y caracterizacion) .
Levantamiento de información y determinación de número de muestras
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 47
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𝑃𝐹 = 𝑃𝑖 × (1 + 𝑟)𝑛
1993 14844
2007 24192
LA JOYA : 3.5% DE TASA DE CRECIMIENTO
Poblacion sensada
4.1 MUESTRAS
4.1.1 Proyección del número de habitantes
Según el último censo nacional desarrollado en el 2007 por el INEI la municipalidad
distrital de la Joya contaba con una población de 24192 habitantes, dato que es
necesario para la determinación de la población actual, con una tasa de crecimiento de
3.5 % anual intercensal, para el año 2016 se espera contar con 32971 habitantes
aproximadamente en el distrito de la Joya, con esta cantidad se puede determinar la
GPC de residuos sólidos de origen domiciliario como del no domiciliario en el distrito
proyectados a la actualidad.
Para conocer la proyección de la población actual se aplica la siguiente formula:
Fórmula N° 1: Cálculo de la población proyectada
Fuente: Guía CEPIS
Dónde:
Pi: Población inicial; Población real obtenida del último Censo Nacional
(Fuente INEI).
r: Tasa de crecimiento anual inter censal (Fuente INEI).
n: Número de años que se desea proyectar a la población, a partir de la
población inicial (Pi).
PF: Población final proyectada después de “n” años.
Reemplazando datos según censo INEI
Tabla N° 18: Tasa de crecimiento poblacional
Fuente: elaboración propia
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 48
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𝑛 =𝑍1−𝛼/2
2 N𝜎2
(N − 1)𝐸2 + 𝑍1−𝛼/22 𝜎2
1993 14844
2007 24192
2008 25039
2009 25915
2010 26822
2011 27761
2012 28733
2013 29738
2014 30779
2015 31856
2016 32971
2017 34125
2018 35320
2019 36556
LA JOYA : 3.5% DE TASA DE CRECIMIENTO
Población censada
Población proyectada
Pi = 24192
r = 3.5%
n =2016-2007=9
𝑃𝐹(2016) = 24192 × (1 + 0.035)9
𝑷𝑭(𝟐𝟎𝟏𝟔) = 𝟑𝟐𝟗𝟕𝟏
Tabla N° 19: Proyección poblacional
Fuente: elaboración propia
4.1.2 Determinación del número de muestras
Paso fundamental es la determinación de número de muestras que se obtiene aplicando
la fórmula elaborada por el CEPIS y recomendada por el MINAM, el número de
muestras siempre debe ser incrementado en un porcentaje de contingencia para
disminuir el margen de error como se muestra tanto en el número de muestras
domiciliarias como las no domiciliarias.
Fórmula N° 2: Cálculo del número de muestras
Fuente: Guía CEPIS
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 49
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n: Numero de muestras
Z: 1.96
𝝈: 0.25 Kg / hab/dia
E: 0.053 Kg/hab/dia
N: Número de viviendas( censo 2007,INEI)
Para aplicar la fórmula, se requiere la estimación de todas las variables antes
mencionadas, en tal sentido se considera con un nivel de confianza del 95%, un Z=
1.96, E = 10% del GPC nacional (0.53 kg/hab./día), y 𝝈 = 0.25 Kg./hab./día.
Se debe tomar en cuenta que una muestra válida es aquella vivienda o establecimiento
participante que haya entregado sus residuos como mínimo 4 días consecutivos, caso
contrario la muestra se invalida por carecer de veracidad e incitar al error en los
resultados.
El análisis estadístico también será aplicado dependiendo de cuan alto sea el valor de la
desviación estándar que presente la GPC (generación per-cápita) de RRSS generados
diariamente en el distrito.
4.1.2.1 Muestras de origen Domiciliario
Para determinar el número de muestras domiciliarias utilizaremos el último dato oficial,
según el censo nacional del 2007 el número de viviendas en el distrito de la Joya es de
7884 dato que será reemplazada en la fórmula N° 2 para la determinación de la cantidad
de muestras requeridas.
El número de muestras domiciliarias puede o no ser válida según sea la desviación
estándar que muestren los datos, para ello se hace un análisis estadístico en el que se
debe establecer su confiabilidad.
Dónde:
n: Numero de muestras
Z: 1.96
𝝈: 0.25 Kg / hab/dia
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 50
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E: 0.053 Kg/hab/dia
N: 7884 ( censo 2007,INEI)
Reemplazando:
𝑛 =(1.96)2(7884)(0.25)2
(7884 − 1)(0.053)2 + (1.96)2(0.25)2
𝑛 =(3.84)(7884)(0.0625)
(7883)(0.0028) + (3.8416)(0.0625)
𝑛 =1892.9484
(22.0724) + (0.2401)
𝑛 =1892.9484
(22.3125)= 84.83
Numero de muestras = 85
El resultado de la operación realizada muestra que se necesitaran 85 viviendas
participantes como mínimo para la ejecución del estudio de caracterización, esto en caso
que todas las viviendas participen de manera efectiva al 100%, situación utópica e
imposible, para remediar el margen de error se adiciona un 15% al número de muestras
inicial:
Muestra de contingencia al 15% = 84x0.15=12.72
Total = 85 + 13= 98
Una vez adicionada el número de muestras de contingencia, se logra establecer el nuevo
número de viviendas real que serán participes del estudio de caracterización de residuos
sólidos del distrito de la Joya, es decir que serán necesarias empadronar 98 viviendas
distribuidas equitativamente dentro del distrito.
4.1.2.2 Muestras de origen No Domiciliario
Determinar el número de muestras de origen comercial o no domiciliario, implica
trabajar con el total de establecimientos comercial del ámbito distrital, aquellos que son
de giros comunes como tiendas de abarrotes, restaurantes, peluquerías, bodegas etc.
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 51
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Instituciones educativas estatales y privadas, mercados ubicados en el distrito y barrido
de calles también forman parte del estudio que se realiza de manera diferenciada.
La información es proporciona por la oficina de Gerencia de servicios públicos de la
municipalidad de la Joya.
A continuación se hace una clasificación de los establecimientos por rubros y cuanto es
que representan dentro de la actividad económica del lugar.
El distrito de la Joya posee un total de 666 establecimientos no domiciliarios algunos
rubros en cantidades considerables y otros escasos.
Tabla N°20: Establecimientos no domiciliarios
Establecimientos no domiciliarios: fuente Gerencia de desarrollo
Urbano(MDJ)
Abarrotes 221 Confección de ropa 3
Agro 44 Agencia 7
Billas juegos 5 Educación 4
Restaurant 67 Venta de Zapatos 2
Ferretería 11 Venta de mueblería 2
Talleres de soldadura 7 Consultoría 2
Botica 26 Venta licor 2
Hostal 6 Casa naturista 1
Cabina de internet 37 Importadora 1
Bazar- librería 20 Servicio publico 1
Panadería 10 Taller electrónico 2
Discoteca 2 Depósito de papas 1
Taller mecánico 17 Plantas 4
Venta de palos y afines 6 Kiosco 6
Beneficio ganado 3 Grifo 4
Empresa 25 Granja de Aves 2
Venta de bebidas gasificadas 3 Balanza electrónica 1
Oficina de Administración 4 Veterinaria 1
Proyecto de video 2 Venta de artefactos 3
Boutique 5 Venta de Vasija 1
Venta de chicha 7 Frutería- Sumos 1
Salón de Belleza 10 Elaboración Yogurt 2
Video pub 3 Alimentos Balanceados 3
Supermercado- minimarket 8 Servicios Generales 2
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 52
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Clínica dental 2 Venta de Gas 4
Lavandería 1 Compra y venta de
cochinilla 1
Consultorio Medico 3 Venta de equipos de riesgo 1
Venta de celulares 12 Laboratorios 1
Vidriería 5 Venta de semillas 1
Emporio 5 Empresa de servicios
transporte 8
Cajeros 12 Emisora Radial 1
Locutorio 1 Salón de espectáculo 1
TOTAL 666 Fuente: Gerencia de servicios públicos de la municipalidad de la Joya- 2016
El número de establecimientos comerciales se reemplaza de la misma manera que se
hizo para hallar el número de muestras domiciliarias y con los mismos parámetros
requeridos en la fórmula como se muestra a continuación:
Dónde:
n: Numero de muestras
Z: 1.96
𝝈: 0.25 Kg / hab/dia
E: 0.053 Kg/hab/dia
N: 666 establecimientos
Reemplazando:
𝑛 =(1.96)2(666)(0.25)2
(666 − 1)(0.053)2 + (1.96)2(0.25)2
𝑛 =(3.84)(666)(0.0625)
(665)(0.0028) + (3.8416)(0.0625)
𝑛 =159.84
(1.862) + (0.2401)
𝑛 =159.84
(2.1021)= 76.04
Numero de muestras comerciales = 76
Muestra de contingencia al 15% = 76x0.15=11
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 53
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Total = 76 + 11= 87
Si ya se calculó el número de muestras comerciales necesarias se hace la distribución de
acuerdo a la cantidad de rubros existentes.
Es ahí que se hicieron las verificaciones respectivas para constatar los establecimientos
inscritos que figuran en el registro proporcionado por la municipalidad, haciendo el
descarte de los establecimientos menos importantes en cuanto a la cantidad, se tiene el
número de muestras.
Tabla N°21: Numero de muestras por tipo de rubro
Establecimientos no domiciliarios:
fuente Gerencia de desarrollo
Urbano(MDJ)
%
Número
de
muestras
Abarrotes 221 33.18% 28.9
Agro 44 6.61% 5.7
Billas juegos 5 0.75% 0.7
Restaurant 67 10.06% 8.8
Ferretería 11 1.65% 1.4
Talleres de soldadura 7 1.05% 0.9
Botica 26 3.90% 3.4
Hostal 6 0.90% 0.8
Cabina de internet 37 5.56% 4.8
Bazar- librería 20 3.00% 2.6
Panadería 10 1.50% 1.3
Discoteca 2 0.30% 0.3
Taller mecánico 17 2.55% 2.2
Venta de palos y afines 6 0.90% 0.8
Beneficio ganado 3 0.45% 0.4
Empresa 25 3.75% 3.3
Venta de bebidas
gasificadas 3 0.45% 0.4
Oficina de Administración 4 0.60% 0.5
Proyecto de video 2 0.30% 0.3
Boutique 5 0.75% 0.7
Venta de chicha 7 1.05% 0.9
Salón de Belleza 10 1.50% 1.3
Video pub 3 0.45% 0.4
TESIS
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Supermercado- minimarket 8 1.20% 1
Clínica dental 2 0.30% 0.3
Lavandería 1 0.15% 0.1
Consultorio Medico 3 0.45% 0.4
Venta de celulares 12 1.80% 1.6
Vidriería 5 0.75% 0.7
Emporio 5 0.75% 0.7
Cajeros 12 1.80% 1.6
Locutorio 1 0.15% 0.1
Salón de espectáculo 1 0.15% 0.1
Confección de ropa 3 0.45% 0.4
Agencia 7 1.05% 0.9
Educación 4 0.60% 0.5
Venta de Zapatos 2 0.30% 0.3
Venta de mueblería 2 0.30% 0.3
Consultoría 2 0.30% 0.3
Venta licor 2 0.30% 0.3
Casa naturista 1 0.15% 0.1
Importadora 1 0.15% 0.1
Servicio publico 1 0.15% 0.1
Taller electrónico 2 0.30% 0.3
Depósito de papas 1 0.15% 0.1
Plantas 4 0.60% 0.5
Kiosco 6 0.90% 0.8
Grifo 4 0.60% 0.5
Granja de Aves 2 0.30% 0.3
Balanza electrónica 1 0.15% 0.1
Veterinaria 1 0.15% 0.1
Venta de artefactos 3 0.45% 0.4
Venta de Vasija 1 0.15% 0.1
Frutería- Sumos 1 0.15% 0.1
Elaboración Yogurt 2 0.30% 0.3
Alimentos Balanceados 3 0.45% 0.4
Servicios Generales 2 0.30% 0.3
Venta de Gas 4 0.60% 0.5
Compra y venta de
cochinilla 1 0.15% 0.1
Venta de equipos de riesgo 1 0.15% 0.1
Laboratorios 1 0.15% 0.1
Venta de semillas 1 0.15% 0.1
TESIS
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Empresa de servicios
transporte 8 1.20% 1
Emisora Radial 1 0.15% 0.1
TOTAL 666 100.00% 87 Fuente: Elaboración propia, distribución porcentual de muestras.
Eliminando aquellos rubros que se encuentran en menor cantidad y agrupando aquellos
que poseen semejanza de giro, la distribución del número de muestras queda de la
siguiente manera:
Tabla N° 22: Número de muestras de RRSS ND total
DISTRIBUCIÓN DE MUESTRAS
COMERCIALES
Venta de neumáticos 1
Abarrotes 15
Cabina de internet 4
Bisutería 1
Comunicación 1
Botica 8
Exporta gro 6
Veterinaria 1
Restaurant 9
Fertilizantes 1
Hostal 1
Evolución 1
Salón de belleza 3
Panadería 2
Emporio 1
Perfumería 2
Librería 1
Piñatería 2
Lavandería 2
Ferretería 4
Lubricentro 6
Escuela de manejo 1
Bazar 3
Cafetería 1
Celima 1
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Venta de esteras 1
Mueblería 2
Vidriería 1
Otros 5
TOTAL 87
Fuente: Elaboración propia, clasificación según rubro.
En el proceso de empadronamiento se trata en lo posible de cubrir las cantidades
indicadas en el cuadro anterior según sea el rubro de los establecimientos comerciales.
Con respecto a los mercados, el distrito de la Joya posee solo un mercado, el
denominado Mercado Central.
Las instituciones educativas participantes son dos, debido a que la producción de RRSS
varía según el nivel primario como secundario se toma como muestra uno de cada nivel.
La institución Educativa Carlos W. Sutton
La institución Humberto León García
El barrido de calles está a cargo de la comuna municipal que cuenta con 11 trabajadores
que realizan la limpieza de las vías públicas en dos turnos y tres sectores.
4.1.3. Codificación de muestras
La codificación es colocada en cada una de las bolsas que se entrega a los participantes
empadronados en el estudio de caracterización tanto domiciliaria como no domiciliaria
esta se realiza de manera secuencial de acuerdo al número de muestras correspondiente,
en el caso de las muestras domiciliarias la codificación se inicia con V1 hasta la V99.
Las muestras comerciales serán codificadas del C1 hasta C87, las instituciones
educativas serán codificadas de la siguiente manera:
Imagen N° 03: Codificación de muestras
Código para el muestreo en campo
TESIS
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4.1.4 Distribución espacial de muestras
El distrito de la Joya posee una población homogénea, es decir, sin clases sociales
marcadamente diferenciadas, razón por la que se realiza una distribución equitativa
dentro del Pueblo Tradicional y el sector del Cruce.
Las zonas pobladas con mayor movimiento comercial y las zonas que reciben el
servicio de limpieza pública y recojo de basura, es decir la población urbana es la que
participa del estudio de caracterización de residuos sólidos cada dos años.
4.1.4.1 Muestras Domiciliarias
Las muestras domiciliarias se ubican principalmente en el pueblo tradicional de la Joya,
es así que se hizo la distribución en tres zonas que facilitan el recojo de muestras, el
personal fue distribuido de manera proporcional al área intervenida, adicionalmente se
escogieron puntos estratégicos de acopio para el recojo.
El área enmarcada en color verde indica todo el territorio del pueblo tradicional y los
fondos en verde, amarillo y rosa, las tres rutas o zonas distribuidas.
Mapa N°01: Distribución demuestras domiciliarias
Fuente: Elaboración propia, distribución espacial de muestreo.
ZONA DE INTERVENCIÓN DEL ESTUDIO DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS EN EL
DISTRITO DE LA JOYA- PUEBLO TRADICIONAL
LEYENDA
ZONA DE INTERVENCIÓN
RUTA1
RUTA2
RUTA 3
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4.1.4.2 Muestras No Domiciliarias
Las actividades comerciales están concentradas en dos áreas dentro del distrito, el
pueblo tradicional alberga el mercado central, además de una variedad de
establecimientos. La Panamericana Sur por ser la vía principal que conecta el distrito
con ciudades importantes a la altura del kilómetro 48 denominado Cruce como era d
esperarse al transcurrir los años la actividad comercial ha ido en aumento,
convirtiéndose hoy en día en la segunda zona de mayor movimiento comercial.
El estudio de caracterización de residuos sólidos tenía que abarcar estas dos áreas
importantes para obtener las muestras no domiciliarias.
Mapa N° 02: Distribución de muestras ND-Pueblo tradicional
Fuente: Elaboración propia, distribución espacial de muestreo.
ZONA DE INTERVENCIÓN DEL ESTUDIO DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS EN EL
DISTRITO DE LA JOYA- PUEBLO TRADICIONAL
LEYENDA
ZONA DE INTERVENCIÓN
Área no domiciliaria
Colegios
Mercado
TESIS
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Mapa N° 3: Distribución de muestras ND-el Cruce
Fuente: Elaboración propia, distribución espacial de muestreo
4.2. MATERIALES Y MEDIDAS DE SEGURIDAD E HIGIENE PARA LA
CARACTERIZACIÓN
Para iniciar con el recojo de las muestras correspondientes a las viviendas y
establecimientos previamente empadronadas se debe seguir el reglamento de seguridad
e higiene previamente dictada en una charla de inducción. A pesar de tratarse de
residuos no peligros, es muy importante utilizar el equipo adecuado para la
manipulación de los residuos durante la caracterización.
4.2.1 Materiales
Los materiales utilizados en el estudio de caracterización están destinados a tres etapas
importantes:
ZONA DE INTERVENCIÓN DEL ESTUDIO DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS
SÓLIDOS EN EL DISTRITO DE LA JOYA- CRUCE
LEYENDA
ZONA DE INTERVENCIÓN
Área de actividad comercial
TESIS
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Tabla N°23: Materiales de caracterización
Material de gabinete Material de caracterización Equipos
Mapas/planos
(digital)
Bolsas de PE Calorímetro
diferencial de
barrido
Computadoras Mascarillas, guantes. Balanza
Padrones Acetona, Alcohol,
mechero.
Cámara
fotográfica
Cinta de embalaje Chalecos, gorras
protectoras, alcohol en
gel, mascarilla.
Equipos de
laboratorio
Plumones Tableros
Datos INEI Sombreros
Copias Bloqueador, repelente
Impresiones Movilidad
Refrigerios Fuente: Elaboración propia
4.2.2 Medidas de seguridad durante la caracterización
Además de ser necesaria la utilización de los equipos de protección personal también es
importante seguir las indicaciones que a continuación se mencionan tanto en la manera
de utilizar el equipo como el procedimiento a seguir durante el estudio de
caracterización.
Tabla N°24: Medidas de seguridad e higiene
PROCEDIMIENTO A SEGUIR NORMAS DE SEGURIDAD E
HIGIENE
Recolección de las bolsas El uso de guantes, mascarilla y uniforme
son indispensables.
Traslado de bolsas para
segregación
El traslado de las bolsas pesadas se debe
hacer con ayuda de una persona de
apoyo, para evitar accidentes
Pesado de bolsas
El pesado de las bolsas se debe realizar
de manera secuencial, para reducir el
tiempo de trabajo verificando bien los
códigos.
Clasificación
Para la clasificación es indispensable la
utilización de los guantes, mascarilla,
gorras de protección, mandiles, lentes,
TESIS
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etc.
Aplicación de métodos de
caracterización de polímeros
Aplicar los métodos de reconocimiento
de polímeros que no cuenten con
identificación en el envase.
Disposición final
Una vez terminada la labor de
clasificación se debe hacer la disposición
final de los RRSS en un lugar adecuado
para evitar la generación de un foco
infeccioso. Fuente: Elaboración propia
4.3 PROCEDIMIENTO
4.3.1 Estudio de caracterización de RRSS
Para poder aplicar los métodos de reconocimiento de polímeros reciclables o
reaprovechables es indispensable conocer qué porcentaje de los residuos generados en
el lugar está conformado por residuos plásticos.
El estudio de caracterización de los RRSS municipal implica la determinación de una
serie de características importantes entre ellas está el conocimiento de la composición
de los RRSS generados en el distrito, la composición se determina clasificando los
residuos según los grupos que indica la tabla N° 33.
Tabla N° 25: Clasificación de RRSS municipal
N° Tipo de residuos sólidos
1 Materia Orgánica
2 Madera, Follaje
3 Papel
4 Cartón
5 Vidrio
6 Plástico en general
7 Tetrapak
8 Metal
9 Telas, textiles
10 Pilas
11 Restos de medicinas, etc
12 Residuos Sanitarios
TESIS
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13 Residuos Inertes
14 Otros(RAEE) Adaptación: Guía metodológica para la elaboración de EC-RSM
Una vez establecida la cantidad de plásticos producidos se inicia con la aplicación de
métodos de caracterización de polímeros reciclables y separarlos de los no reciclables.
Imagen N°04: Pesado de muestras
Fuente: elaboración propia, pesado de las muestras en campo
Imagen N°05: Clasificación de polímeros
Fuente: elaboración propia, clasificación de tipo de envases
TESIS
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4.3.2 Métodos de caracterización de residuos plásticos reaprovechables
Debido a su amplio campo de aplicación en el embalaje y envasado la mayor parte de
los desperdicios plásticos son de origen doméstico, el sector comercial también genera
residuos poliméricos pero en menor cantidad, a continuación se procede a la
caracterización de estos residuos, tanto de origen domiciliario como de origen no
domiciliario.
La codificación de los envases ayuda a su clasificación rápida, aun así se les aplicó los
métodos de caracterización para confirmar su grupo polimérico de procedencia. La
generación de RRSS poliméricos que no cuentan con el código de identificación, que
no son una cantidad despreciable son motivo de investigación estricta sometidos a los
métodos de caracterización de polímeros reaprovechables, observándose las
características de reacción frente a cada uno de ellos.
Para realizar los métodos de caracterización de polímeros es importante mencionar que
se trabaja solo con una porción pequeña del objeto a identificar, el tamaño y la
presentación de las muestras dependerá mucho del método aplicado.
En el siguiente cuadro se muestran las características de los materiales poliméricos a ser
sometidos a los métodos de reconocimiento.
Tabla N°26: Residuos poliméricos con y sin identificación generados en el distrito de la
Joya
Muestra Polímero Aplicación
1 PET
Botellas de bebidas, envases de
jabón líquido, aceites, radiografías
etc.
2 HDPE Envases de champú, envases de
yogurt, baldes de pintura, etc.
3 PVC Tuberías de agua, envases de
aceite.
4 LDPE Films que sirven de embalaje.
5 PP
Film para alimentos, tapas y
envases de comida (táperes),
envases uso en microondas.
6 PS Platos, cubiertos descartables,
envases pequeños de yogurt.
7 OTROS Sachet de diferentes productos de
limpieza.
TESIS
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8 A Film de embalaje, film de color,
envoltura de cerveza.
9 B Juguetes
10 C Envases de insumos de limpieza(
champú)
11 D Envases de alimentos (vinagre y
postres).
12 E Bateas de limpieza ( lavadores,
baldes, jaboneras)
13 F Utensilios de cocina
14 G Envases de productos nutricionales
15 H Artículos de bebes ( biberones,
talcos, perfumes)
16 I
Artículos y envases de belleza
(labiales, cremas, bloqueadores,
etc.)
17
J
Plantillas de calzado ( zapatillas)
Artículos de ferretería Fuente: Elaboración propia
Un porcentaje de los residuos poliméricos encontrados poseen identificación con el
código correspondiente que ayudaron a su fácil clasificación, los métodos de
caracterización serán aplicados a ambos grupos, pero con más énfasis en el grupo de
polímeros no identificados con el código respectivo.
Como primer filtro de clasificación para los residuos no identificados se hace una
separación según la funcionalidad y aplicación, como se aprecia en el cuadro anterior.
A continuación se inicia con los métodos de caracterización propiamente dichos para el
reconocimiento y clasificación de polímeros reciclables o también denominados
termoestables.
Es necesaria la aplicación de varios métodos de caracterización para lograr identificar al
residuo polimérico, pues podemos estar frente a un polímero reciclado en más de una
oportunidad y que no necesariamente sea puro.
Las muestras poliméricas que serán sometidas a los métodos de caracterización deben
poseer ciertas características que no influyan en el resultado según sea el método
aplicado, para lo cual se debe considerar:
Deben ser sólidas y compactas ( ninguna bolsa o espuma de PS)
Deben tener mínimas dimensiones
No debe presentar restos de sustancias que afecten el resultado, etc.
TESIS
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4.3.1.1 Método de separación de densidades
Para este ensayo utilizamos la información mostrada en el cuadro N°15, las muestras
denominadas con letras de la A a la J previamente pasaron por el primer filtro según el
tipo de aplicación, en este ensayo se utilizó agua y alcohol como agente de
diferenciación de densidades. Como se muestra en el capítulo III la diferencia de
densidades hará que unas queden suspendidas en la superficie y otras sedimenten.
Tabla N° 27: Soluciones con diferentes densidades
Fuente: Elaboración propia
Agua como medio de separación
Como se puede apreciar en la tabla, la diferencia de densidades a temperatura ambiente
ocasionó la separación de estos, aquí podemos notar características que nos dan señal el
grupo al cual podrían pertenecer. Aquellos que permanecen suspendidos en la superficie
poseen una densidad mayor a 1 gr/cm3 a temperatura ambiente y aquellos que
sedimentan poseen una densidad menor a la del agua; en el primer caso de las muestras
suspendidas podríamos empezar a identificar que se trata de PE tanto de baja como de
alta densidad y el polipropileno, en el segundo caso las muestras que sedimentan
pueden ser PET, PVC O PS.
Alcohol como medio de separación
El alcohol utilizado en la experimentación posee una concentración de 46° y una
densidad de 0.92 gr/cm3, con esta densidad se pretende separar al PP (d= 0.90gr/cm3-
0.91gr/cm3) del PE (d=0.95gr/cm3-0.96gr/cm3).
En caso fuera necesario también se tiene el alcohol con una concentración de 96° cuya
densidad es mucho menor y bordea los 78gr/cm3.
ANÁLISIS DE FLOTACIÓN
Flota en agua
(d=1gr/cm3)
Flota en alcohol
46°
(d=0.92gr/cm3)
Flota en alcohol
96°
(d=0.78gr/cm3)
TESIS
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4.3.1.2 Método de separación por solubilidad
En esta parte de los ensayos se utiliza la acetona como medio de solubilidad para el
reconocimiento del PS, PVC y el PE tanto de alta como de baja densidad. La reacción
que se espera ya sea de hinchamiento o disolución nos permitirá reconocer al polímero
en cuestión,
Tabla N° 28: Disolvente de polímeros
Fuente: Ficha de seguridad, Winkler
Luego de transcurridos aproximadamente 3 horas, se procede a analizar las muestras
colocadas en los recipientes acondicionados para este método, las muestras reaccionan
e distinta manera y en distinto tiempo una de otra según sea su composición, en algunos
casos se produce un ligero hinchamiento, en otros casos las muestras se sueldan entre
ellas debido a que empiezan a solubilizarse, y otras muestras no presentan reacción
alguna a la acetona.
Al culminar este método podemos decir con certeza la pertenencia de algunas muestras
a un determinado grupo de polímero reciclable.
4.3.1.3 Método de reacción a la llama
Concluido el ensayo de solubilidad y ya habiéndose identificado gran cantidad de la
muestras, pasamos a la aplicación del método de reacción a la llama. Para este método
se trabajó con las muestras de la misma manera que en los ensayos anteriores a fin de
confirmar su grupo polimérico, a pesar de ser denominado un ensayo toxico e irritante,
es necesaria su aplicación.
Para la experimentación con las muestras se tomó en cuenta los siguientes aspectos:
DISOLVENTE ACETONA
Punto de ebullición 56.5 oC
Punto de fusión -94 oC
Densidad 0.788 g/ ml
Indice de refracción 1.3591 ( a 20 oC)
Presión de vapor 185 mm de Hg
Solubilidad Miscible con agua
TESIS
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Cantidad y color de humo
Color de llama
Combustibilidad
Tipo de fusión
Olor de la llama
4.3.1.4 Método por calorimetría para polímeros
La aplicación de este método implico que el grupo de polímeros sin código de
identificación ya fuese categorizado de acuerdo a las características que presentaron al
ser sometidas a los anteriores métodos de caracterización mostrados en la tabla N° 63.
De los grupos de PET, HDPE, PVC, LDPE, PP, PS ya establecidos se trabaja con una
muestra al azar, que debe contar con un grado de división mínimo, las muestras deben
estar en estado sólido y mantenerse en contacto con la mayor parte de la superficie de la
capsula de aluminio.
El equipo utilizado es un DSC 3+ METTLER TOLEDO, el cual nos proporcionara los
termogramas correspondientes a cada muestra con el método programado según sea
necesario.
Para la muestra de PET el método aplicado fue el siguiente:
Tabla N° 29: Método aplicado para la muestra de PET
METODO
Muestra PET
Peso de la muestra 1.7 mg
Muestra de referencia Aluminio
Velocidad de
calentamiento
20K/min
Temperatura de inicio 25°C
Temperatura final 300°C
Gas de enfriamiento N2
Flujo de gas 50ml/min
TESIS
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Para la muestra de HDP
Tabla N° 30: Método aplicado para la muestra de HDPE
Para la muestra de PVC
Tabla N° 31: Método aplicado para la muestra de PVC
METODO
Muestra PVC
Peso de la muestra 3.2 mg
Muestra de referencia Aluminio
Velocidad de
calentamiento
5K/min
Temperatura de inicio 0°C
Temperatura final 130°C
Gas de enfriamiento N2
Flujo de gas 50ml/min
Para la muestra de LDPE
Tabla N° 32: Método aplicado para la muestra de LDPE
METODO
Muestra LDPE
Peso de la muestra 1.8 mg
Muestra de referencia Aluminio
Velocidad de
calentamiento
5K/min
Temperatura de inicio 0°C
Temperatura final 150°C
Gas de enfriamiento N2
Flujo de gas 50ml/min
METODO
Muestra HDPE
Peso de la muestra 2.2 mg
Muestra de referencia Aluminio
Velocidad de
calentamiento
5K/min
Temperatura de inicio 0°C
Temperatura final 150°C
Gas de enfriamiento N2
Flujo de gas 50ml/min
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 69
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Para la muestra de PP
Tabla N° 33: Método aplicado para la muestra de PP
METODO
Muestra Polipropileno
Peso de la muestra 4.8 mg
Muestra de referencia Aluminio
Velocidad de
calentamiento
20k/min
Temperatura de inicio -40°C
Temperatura final 180°C
Gas de enfriamiento N2
Flujo de gas 50ml/min
Para la muestra de PS
Tabla N° 34: Método aplicado para la muestra de PS
METODO
Muestra PS
Peso de la muestra 1.9 mg
Muestra de referencia Aluminio
Velocidad de calentamiento 5K/min
Temperatura de inicio 0°C
Temperatura final 300°C
Gas de enfriamiento N2
Flujo de gas 50ml/min
TESIS
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CAPITULO V: ANALISIS DE RESULTADOS
5.1 VALIDACIÓN DE MUESTRAS
El cumplimiento del trabajo en campo nos lleva al análisis y validación de dicho
estudio corroborando que el número de muestras cumpla con las especificaciones
mencionadas, como son los 4 días consecutivos como mínimo de entrega de residuos y
el análisis estadístico según sea el valor real de la desviación estándar de la GPC
(generación per-cápita) de RRSS generados en el distrito.
El análisis estadístico se aplica únicamente a las muestras domiciliarias a diferencia de
los establecimientos, siendo los primeros los más importantes por la envergadura sobre
el territorio y que además se hace complicado su recojo por ausencia de los miembros
de la familia en casa.
5.1.1 Muestras domiciliarias
La tabla N° 43 nos muestra el resultado del peso generado diariamente de RRSS por los
pobladores participantes en el estudio, de los cuales se descarta aquellos que no
entregaron sus residuos mínimamente 4 días consecutivos
Tabla N° 35: Muestras que cumplen con el número de días validos
N° de
vivienda Código
Número
de
habitantes
Generación de Residuos Sólidos Domiciliaria
Número
de días
recogidas
Día 0 Día 1 Día
2
Día
3
Día
4
Día
5
Día
6 Día 7
Kg Kg Kg Kg Kg Kg Kg Kg
1 V-01 4 3.100 2.10 0.00 1.90 2.00 0.00 2.60 3.40 5
2 V-02 1 2.800 0.00 0.35 1.56 1.00 1.65 0.00 0.00 5
3 V-03 2 0.000 0.00 1.55 2.15 0.00 2.10 1.30 0.00 4
4 V-04 3 5.050 0.00 0.00 2.45 7.60 3.45 4.47 0.00 4
5 V-05 4 8.250 0.00 0.00 6.75 5.30 3.65 2.15 3.70 5
6 V-06 1 0.000 0.55 0.87 0.45 0.62 0.42 0.58 0.66 7
7 V-07 5 0.000 3.80 4.25 5.10 2.50 4.10 3.90 5.50 7
8 V-08 3 0.550 1.28 1.43 1.13 1.34 1.27 1.22 1.54 7
TESIS
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9 V-09 3 0.000 1.35 1.41 1.18 1.31 1.05 1.21 1.48 7
10 V-10 2 2.950 0.00 1.20 3.35 1.35 0.70 4.65 1.30 6
11 V-11 3 0.000 1.55 1.43 1.66 0.00 1.55 1.24 1.90 6
12 V-12 3 2.200 1.53 1.62 1.38 1.47 1.51 1.39 1.58 7
13 V-13 4 1.750 1.44 1.80 1.70 1.64 2.24 2.50 2.70 7
14 V-14 2 0.550 0.82 0.78 0.96 0.85 0.97 0.95 0.83 7
15 V-15 1 0.000 0.30 0.45 0.00 0.88 0.62 0.00 0.76 5
16 V-16 1 0.100 0.35 0.39 0.67 0.80 0.45 0.56 0.34 7
17 V-17 3 0.000 4.20 6.50 0.70 0.40 1.55 1.23 2.70 7
18 V-18 2 1.800 0.78 0.96 0.78 0.90 1.10 0.88 0.80 7
19 V-19 3 0.000 1.30 1.10 0.90 1.68 1.48 1.29 1.80 7
20 V-20 3 2.900 5.15 5.30 4.70 4.20 5.00 3.40 2.70 7
21 V-21 1 0.700 0.78 0.56 0.89 0.59 0.93 0.48 0.65 7
22 V-22 4 2.050 1.20 1.85 3.10 1.17 1.65 1.95 2.10 7
23 V-23 3 0.700 1.21 1.45 1.43 1.23 1.18 1.32 1.17 7
24 V-24 1 0.000 0.50 0.80 0.70 0.65 0.45 0.57 0.99 7
25 V-25 3 2.100 1.50 1.60 1.65 1.40 1.00 2.00 0.00 6
26 V-26 6 0.000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.40 1
27 V-27 3 7.700 5.60 4.25 6.20 4.05 2.70 1.90 2.30 7
28 V-28 6 0.000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0
29 V-29 4 0.000 0.65 0.96 1.18 3.65 2.14 2.20 2.90 7
30 V-30 5 0.000 0.80 0.00 0.60 0.00 0.00 0.00 0.00 2
31 V-31 3 0.000 0.98 1.15 2.10 0.00 2.43 0.00 2.56 5
32 V-32 5 0.000 3.25 1.10 5.70 3.10 0.00 2.85 2.90 7
33 V-33 7 0.000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0
34 V-34 3 0.000 1.49 1.61 1.32 1.67 1.45 1.52 0.00 6
35 V-35 5 0.000 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 1
36 V-36 2 0.000 0.89 0.94 0.78 0.82 0.93 0.83 0.96 7
37 V-37 4 0.000 3.50 2.95 6.50 3.85 7.30 0.00 4.30 6
38 V-38 5 0.450 2.50 2.70 2.84 3.10 3.20 2.54 2.96 7
39 V-39 4 0.000 3.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1
40 V-40 3 0.150 1.05 3.00 2.07 2.59 0.00 1.27 1.01 6
41 V-41 3 0.000 9.40 0.50 1.34 1.55 3.60 2.00 0.45 7
42 V-42 5 0.000 5.20 1.90 4.20 7.80 0.00 1.75 0.70 7
43 V-43 4 0.000 2.00 0.00 3.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2
44 V-44 2 0.000 0.93 0.00 1.34 0.99 0.91 0.89 0.94 6
45 V-45 3 0.950 3.10 0.00 0.00 2.50 3.70 1.69 0.00 4
46 V-46 4 0.000 2.25 1.95 2.10 1.97 2.38 1.80 2.11 7
47 V-47 3 3.700 1.35 4.10 1.45 2.65 1.05 2.35 0.70 7
48 V-48 3 3.500 1.50 0.00 2.55 2.05 2.30 1.50 1.20 6
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 72
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN
49 V-49 2 1.150 0.05 1.05 1.05 1.43 1.45 0.00 1.22 7
50 V-50 1 0.000 1.40 0.00 0.50 0.50 0.00 0.00 1.10 4
51 V-51 4 5.900 3.95 0.40 1.15 4.80 0.85 1.75 0.45 7
52 V-52 3 0.000 0.00 1.36 1.73 1.52 1.70 1.45 1.25 6
53 V-53 4 1.300 1.15 1.89 2.30 2.10 1.60 2.10 3.15 7
54 V-54 3 0.000 2.50 0.99 1.67 1.85 1.32 1.65 2.98 7
55 V-55 4 2.800 0.00 3.90 3.40 2.10 0.99 0.75 0.95 6
56 V-56 3 0.000 1.41 1.22 1.32 1.27 1.35 1.14 1.38 7
57 V-57 6 0.000 4.65 4.70 4.21 3.98 3.79 4.26 0.00 7
58 V-58 2 0.000 2.10 0.80 0.95 0.90 0.00 1.35 2.00 6
59 V-59 2 3.300 1.08 0.94 0.96 1.03 0.00 1.18 0.89 6
60 V-60 2 7.450 1.05 1.35 1.65 2.25 2.40 2.10 2.80 7
61 V-61 3 0.000 1.27 1.42 1.37 1.15 1.10 1.46 1.32 7
62 V-62 5 3.150 3.10 0.35 1.00 4.45 0.00 3.65 2.80 6
63 V-63 4 0.000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0
64 V-64 2 0.900 0.64 0.95 0.90 0.74 0.81 0.77 1.30 7
65 V-65 3 0.000 0.00 1.38 1.47 1.90 1.65 1.15 1.48 6
66 V-66 1 0.400 0.40 0.30 0.80 0.80 0.80 0.40 0.70 7
67 V-67 3 0.950 1.62 1.50 1.70 1.55 1.79 1.55 1.38 7
68 V-68 2 0.000 2.68 2.40 1.15 3.25 1.50 1.62 5.60 7
69 V-69 2 0.000 4.10 0.00 0.00 6.55 0.45 1.95 0.00 4
70 V-70 2 1.450 1.35 0.00 2.05 0.30 1.25 1.30 1.40 6
71 V-71 1 0.000 0.54 0.67 0.86 0.45 1.00 1.10 0.51 7
72 V-72 3 0.500 2.30 0.00 3.20 0.98 1.50 1.75 0.75 6
73 V-73 3 2.500 0.00 1.56 1.68 1.62 1.53 1.49 1.97 6
74 V-74 4 0.000 1.45 1.50 1.75 3.90 0.00 1.75 1.87 6
75 V-75 4 0.000 1.00 0.50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2
76 V-76 3 2.100 2.80 1.79 1.50 2.15 1.36 1.48 0.00 6
77 V-77 4 0.000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0
78 V-78 4 0.450 1.80 1.40 1.20 1.62 2.20 2.00 2.15 7
79 V-79 4 0.000 1.80 1.53 1.72 1.68 1.69 1.83 1.74 7
80 V-80 4 0.000 0.00 4.50 1.65 1.63 1.50 1.42 1.37 6
81 V-81 1 1.200 0.60 0.79 0.50 0.80 0.90 0.60 0.40 7
82 V-82 5 0.000 10.45 6.60 5.50 9.80 0.00 1.60 14.35 7
83 V-83 3 0.000 0.00 0.00 2.57 3.50 4.00 3.10 3.70 5
84 V-84 3 0.000 1.32 1.31 1.17 1.21 1.26 1.37 1.34 7
85 V-85 3 0.550 1.10 2.10 1.15 1.70 0.00 1.75 2.40 6
86 V-86 3 0.000 0.00 0.70 0.90 0.00 0.00 0.00 0.00 2
87 V-87 2 0.250 1.20 0.83 0.73 0.91 0.71 0.93 0.72 7
88 V-88 4 0.000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 73
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN
89 V-89 3 0.340 1.90 1.10 2.40 2.56 1.76 1.88 2.35 7
90 V-90 4 0.000 2.20 0.00 2.10 1.90 2.25 1.80 2.40 6
91 V-91 4 0.000 3.20 2.91 3.49 3.90 2.55 2.66 2.34 7
92 V-92 3 2.450 2.00 1.76 1.50 0.75 2.20 1.35 1.65 7
93 V-93 1 0.000 0.00 0.65 0.78 0.43 0.32 0.55 0.86 6
94 V-94 6 0.000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0
95 V-95 3 8.300 0.00 2.00 1.52 1.65 1.43 1.23 1.35 6
96 V-96 3 0.000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0
97 V-97 4 0.000 0.00 2.10 1.98 1.65 3.40 3.10 5.40 6
98 V-98 3 0.000 1.80 1.60 1.35 2.10 1.45 1.58 1.94 7
99 V-99 2 1.650 1.05 0.85 3.05 0.75 0.82 0.95 1.00 7
Fuente: Elaboración propia, análisis estadístico.
De las 99 viviendas empadronadas inicialmente, 14 de ellas no cumplieron con la
cantidad de entrega mínima requerida por lo que fueron descartadas quedando un total
de 85 muestras hábiles que pasaran a ser analizados estadísticamente.
La GPC se determina dividiendo el promedio de los 7 días recogidos entre el número
de habitantes de cada vivienda, de igual manera la desviación estándar se calcula de las
85 muestras válidas hasta el momento.
Tabla N° 36: Generación per cápita por muestra
N° de
vivienda Código
Número
de
habitantes
Generación de Residuos Sólidos
Domiciliaria GPC
Día 1 Día
2
Día
3
Día
4
Día
5
Día
6 Día 7
Kg Kg Kg Kg Kg Kg Kg Kg/persona/día
1 V-01 4 2.10 0.00 1.90 2.00 0.00 2.60 3.40 0.43
2 V-02 1 0.00 0.35 1.56 1.00 1.65 0.00 0.00 0.65
3 V-03 2 0.00 1.55 2.15 0.00 2.10 1.30 0.00 0.51
4 V-04 3 0.00 0.00 2.45 7.60 3.45 4.47 0.00 0.86
5 V-05 4 0.00 0.00 6.75 5.30 3.65 2.15 3.70 0.77
6 V-06 1 0.55 0.87 0.45 0.62 0.42 0.58 0.66 0.59
7 V-07 5 3.80 4.25 5.10 2.50 4.10 3.90 5.50 0.83
8 V-08 3 1.28 1.43 1.13 1.34 1.27 1.22 1.54 0.44
9 V-09 3 1.35 1.41 1.18 1.31 1.05 1.21 1.48 0.43
10 V-10 2 0.00 1.20 3.35 1.35 0.70 4.65 1.30 0.90
11 V-11 3 1.55 1.43 1.66 0.00 1.55 1.24 1.90 0.44
12 V-12 3 1.53 1.62 1.38 1.47 1.51 1.39 1.58 0.50
13 V-13 4 1.44 1.80 1.70 1.64 2.24 2.50 2.70 0.50
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 74
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN
14 V-14 2 0.82 0.78 0.96 0.85 0.97 0.95 0.83 0.44
15 V-15 1 0.30 0.45 0.00 0.88 0.62 0.00 0.76 0.43
16 V-16 1 0.35 0.39 0.67 0.80 0.45 0.56 0.34 0.51
17 V-17 3 4.20 6.50 0.70 0.40 1.55 1.23 2.70 0.82
18 V-18 2 0.78 0.96 0.78 0.90 1.10 0.88 0.80 0.44
19 V-19 3 1.30 1.10 0.90 1.68 1.48 1.29 1.80 0.45
20 V-20 3 5.15 5.30 4.70 4.20 5.00 3.40 2.70 1.45
21 V-21 1 0.78 0.56 0.89 0.59 0.93 0.48 0.65 0.70
22 V-22 4 1.20 1.85 3.10 1.17 1.65 1.95 2.10 0.47
23 V-23 3 1.21 1.45 1.43 1.23 1.18 1.32 1.17 0.43
24 V-24 1 0.50 0.80 0.70 0.65 0.45 0.57 0.99 0.67
25 V-25 3 1.50 1.60 1.65 1.40 1.00 2.00 0.00 0.44
26 V-27 3 5.60 4.25 6.20 4.05 2.70 1.90 2.30 1.29
27 V-29 4 0.65 0.96 1.18 3.65 2.14 2.20 2.90 0.49
28 V-31 3 0.98 1.15 2.10 0.00 2.43 0.00 2.56 0.44
29 V-32 5 3.25 1.10 5.70 3.10 0.00 2.85 2.90 0.54
30 V-34 3 1.49 1.61 1.32 1.67 1.45 1.52 0.00 0.43
31 V-36 2 0.89 0.94 0.78 0.82 0.93 0.83 0.96 0.44
32 V-37 4 3.50 2.95 6.50 3.85 7.30 0.00 4.30 1.01
33 V-38 5 2.50 2.70 2.84 3.10 3.20 2.54 2.96 0.57
34 V-40 3 1.05 3.00 2.07 2.59 0.00 1.27 1.01 0.52
35 V-41 3 9.40 0.50 1.34 1.55 3.60 2.00 0.45 0.90
36 V-42 5 5.20 1.90 4.20 7.80 0.00 1.75 0.70 0.62
37 V-44 2 0.93 0.00 1.34 0.99 0.91 0.89 0.94 0.43
38 V-45 3 3.10 0.00 0.00 2.50 3.70 1.69 0.00 0.52
39 V-46 4 2.25 1.95 2.10 1.97 2.38 1.80 2.11 0.52
40 V-47 3 1.35 4.10 1.45 2.65 1.05 2.35 0.70 0.65
41 V-48 3 1.50 0.00 2.55 2.05 2.30 1.50 1.20 0.53
42 V-49 2 0.05 1.05 1.05 1.43 1.45 0.00 1.22 0.45
43 V-50 1 1.40 0.00 0.50 0.50 0.00 0.00 1.10 0.50
44 V-51 4 3.95 0.40 1.15 4.80 0.85 1.75 0.45 0.48
45 V-52 3 0.00 1.36 1.73 1.52 1.70 1.45 1.25 0.43
46 V-53 4 1.15 1.89 2.30 2.10 1.60 2.10 3.15 0.51
47 V-54 3 2.50 0.99 1.67 1.85 1.32 1.65 2.98 0.62
48 V-55 4 0.00 3.90 3.40 2.10 0.99 0.75 0.95 0.43
49 V-56 3 1.41 1.22 1.32 1.27 1.35 1.14 1.38 0.43
50 V-57 6 4.65 4.70 4.21 3.98 3.79 4.26 0.00 0.61
51 V-58 2 2.10 0.80 0.95 0.90 0.00 1.35 2.00 0.58
52 V-59 2 1.08 0.94 0.96 1.03 0.00 1.18 0.89 0.43
53 V-60 2 1.05 1.35 1.65 2.25 2.40 2.10 2.80 0.97
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 75
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN
54 V-61 3 1.27 1.42 1.37 1.15 1.10 1.46 1.32 0.43
55 V-62 5 3.10 0.35 1.00 4.45 0.00 3.65 2.80 0.44
56 V-64 2 0.64 0.95 0.90 0.74 0.81 0.77 1.30 0.44
57 V-65 3 0.00 1.38 1.47 1.90 1.65 1.15 1.48 0.43
58 V-66 1 0.40 0.30 0.80 0.80 0.80 0.40 0.70 0.60
59 V-67 3 1.62 1.50 1.70 1.55 1.79 1.55 1.38 0.53
60 V-68 2 2.68 2.40 1.15 3.25 1.50 1.62 5.60 1.30
61 V-69 2 4.10 0.00 0.00 6.55 0.45 1.95 0.00 0.93
62 V-70 2 1.35 0.00 2.05 0.30 1.25 1.30 1.40 0.55
63 V-71 1 0.54 0.67 0.86 0.45 1.00 1.10 0.51 0.73
64 V-72 3 2.30 0.00 3.20 0.98 1.50 1.75 0.75 0.50
65 V-73 3 0.00 1.56 1.68 1.62 1.53 1.49 1.97 0.47
66 V-74 4 1.45 1.50 1.75 3.90 0.00 1.75 1.87 0.44
67 V-76 3 2.80 1.79 1.50 2.15 1.36 1.48 0.00 0.53
68 V-78 4 1.80 1.40 1.20 1.62 2.20 2.00 2.15 0.44
69 V-79 4 1.80 1.53 1.72 1.68 1.69 1.83 1.74 0.43
70 V-80 4 0.00 4.50 1.65 1.63 1.50 1.42 1.37 0.43
71 V-81 1 0.60 0.79 0.50 0.80 0.90 0.60 0.40 0.66
72 V-82 5 10.45 6.60 5.50 9.80 0.00 1.60 14.35 1.38
73 V-83 3 0.00 0.00 2.57 3.50 4.00 3.10 3.70 0.80
74 V-84 3 1.32 1.31 1.17 1.21 1.26 1.37 1.34 0.43
75 V-85 3 1.10 2.10 1.15 1.70 0.00 1.75 2.40 0.49
76 V-87 2 1.20 0.83 0.73 0.91 0.71 0.93 0.72 0.43
77 V-89 3 1.90 1.10 2.40 2.56 1.76 1.88 2.35 0.66
78 V-90 4 2.20 0.00 2.10 1.90 2.25 1.80 2.40 0.45
79 V-91 4 3.20 2.91 3.49 3.90 2.55 2.66 2.34 0.75
80 V-92 3 2.00 1.76 1.50 0.75 2.20 1.35 1.65 0.53
81 V-93 1 0.00 0.65 0.78 0.43 0.32 0.55 0.86 0.51
82 V-95 3 0.00 2.00 1.52 1.65 1.43 1.23 1.35 0.44
83 V-97 4 0.00 2.10 1.98 1.65 3.40 3.10 5.40 0.63
84 V-98 3 1.80 1.60 1.35 2.10 1.45 1.58 1.94 0.56
85 V-99 2 1.05 0.85 3.05 0.75 0.82 0.95 1.00 0.61
GPC 0.59
DESVEST(
Si) 0.22 Fuente: Elaboración propia, análisis estadístico.
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 76
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN
𝑍 = 𝑋 −𝑋𝑖
Si
Se determina el intervalo de sospecha usando la fórmula:
Fórmula N° 3: Valor de Zc
C
Fuente: Guía CEPIS
Donde:
X :Promedio de la GPC total
Xi :Promedio de GPC de cada vivienda
S :Desviación estándar
A continuación se descarta aquellos valores de Zc según la siguiente regla:
Si:
Zc > 1.96, se descarta
La tabla N° 45 da como resultado cuatro datos que superan el 1.96 y que no cumplen
con las especificaciones, siendo inválidas para nuestra base de datos.
Tabla N° 37: Aplicación de Zc
N° de vivienda Código
GPC
X-Xi (X-Xi)/Si Z
Kg/persona/día
1 V-01 0.43 0.16 0.731 0.731
2 V-02 0.65 -0.06 -0.263 0.263
3 V-03 0.51 0.09 0.380 0.380
4 V-04 0.86 -0.26 -1.174 1.174
5 V-05 0.77 -0.18 -0.790 0.790
6 V-06 0.59 0.00 -0.002 0.002
7 V-07 0.83 -0.24 -1.072 1.072
8 V-08 0.44 0.15 0.687 0.687
9 V-09 0.43 0.16 0.734 0.734
10 V-10 0.90 -0.30 -1.355 1.355
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 77
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN
11 V-11 0.44 0.15 0.661 0.661
12 V-12 0.50 0.09 0.417 0.417
13 V-13 0.50 0.09 0.409 0.409
14 V-14 0.44 0.15 0.680 0.680
15 V-15 0.43 0.16 0.724 0.724
16 V-16 0.51 0.08 0.374 0.374
17 V-17 0.82 -0.23 -1.027 1.027
18 V-18 0.44 0.15 0.667 0.667
19 V-19 0.45 0.14 0.614 0.614
20 V-20 1.45 -0.86 -3.824 3.824
21 V-21 0.70 -0.10 -0.467 0.467
22 V-22 0.47 0.13 0.568 0.568
23 V-23 0.43 0.16 0.733 0.733
24 V-24 0.67 -0.07 -0.327 0.327
25 V-25 0.44 0.16 0.699 0.699
26 V-27 1.29 -0.69 -3.091 3.091
27 V-29 0.49 0.10 0.463 0.463
28 V-31 0.44 0.15 0.684 0.684
29 V-32 0.54 0.05 0.234 0.234
30 V-34 0.43 0.16 0.718 0.718
31 V-36 0.44 0.15 0.683 0.683
32 V-37 1.01 -0.42 -1.881 1.881
33 V-38 0.57 0.03 0.114 0.114
34 V-40 0.52 0.07 0.309 0.309
35 V-41 0.90 -0.30 -1.358 1.358
36 V-42 0.62 -0.02 -0.104 0.104
37 V-44 0.43 0.16 0.731 0.731
38 V-45 0.52 0.07 0.308 0.308
39 V-46 0.52 0.07 0.323 0.323
40 V-47 0.65 -0.06 -0.257 0.257
41 V-48 0.53 0.06 0.285 0.285
42 V-49 0.45 0.15 0.651 0.651
43 V-50 0.50 0.09 0.412 0.412
44 V-51 0.48 0.12 0.516 0.516
45 V-52 0.43 0.16 0.729 0.729
46 V-53 0.51 0.08 0.366 0.366
47 V-54 0.62 -0.02 -0.110 0.110
48 V-55 0.43 0.16 0.716 0.716
49 V-56 0.43 0.16 0.712 0.712
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 78
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN
50 V-57 0.61 -0.02 -0.075 0.075
51 V-58 0.58 0.01 0.062 0.062
52 V-59 0.43 0.16 0.705 0.705
53 V-60 0.97 -0.38 -1.690 1.690
54 V-61 0.43 0.16 0.712 0.712
55 V-62 0.44 0.15 0.686 0.686
56 V-64 0.44 0.16 0.696 0.696
57 V-65 0.43 0.16 0.724 0.724
58 V-66 0.60 -0.01 -0.034 0.034
59 V-67 0.53 0.06 0.287 0.287
60 V-68 1.30 -0.71 -3.155 3.155
61 V-69 0.93 -0.34 -1.515 1.515
62 V-70 0.55 0.05 0.205 0.205
63 V-71 0.73 -0.14 -0.626 0.626
64 V-72 0.50 0.09 0.416 0.416
65 V-73 0.47 0.12 0.550 0.550
66 V-74 0.44 0.16 0.696 0.696
67 V-76 0.53 0.06 0.289 0.289
68 V-78 0.44 0.15 0.672 0.672
69 V-79 0.43 0.16 0.732 0.732
70 V-80 0.43 0.16 0.720 0.720
71 V-81 0.66 -0.06 -0.282 0.282
72 V-82 1.38 -0.79 -3.512 3.512
73 V-83 0.80 -0.21 -0.940 0.940
74 V-84 0.43 0.16 0.735 0.735
75 V-85 0.49 0.11 0.476 0.476
76 V-87 0.43 0.16 0.723 0.723
77 V-89 0.66 -0.07 -0.320 0.320
78 V-90 0.45 0.14 0.627 0.627
79 V-91 0.75 -0.16 -0.711 0.711
80 V-92 0.53 0.06 0.261 0.261
81 V-93 0.51 0.08 0.355 0.355
82 V-95 0.44 0.16 0.692 0.692
83 V-97 0.63 -0.04 -0.166 0.166
84 V-98 0.56 0.03 0.132 0.132
85 V-99 0.61 -0.01 -0.056 0.056
CPC 0.59
DESVEST(Si) 0.22
Fuente: Elaboración propia, análisis estadístico.
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 79
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN
Una vez eliminados los datos, se calcula la nueva GPC y la desviación estándar.
Tabla N° 38: Determinación de la GPC y Desviación Estándar
N° de
vivienda Código
GPC
Kg/persona/día
1 V-01 0.43
2 V-02 0.65
3 V-03 0.51
4 V-04 0.86
5 V-05 0.77
6 V-06 0.59
7 V-07 0.83
8 V-08 0.44
9 V-09 0.43
10 V-10 0.90
11 V-11 0.44
12 V-12 0.50
13 V-13 0.50
14 V-14 0.44
15 V-15 0.43
16 V-16 0.51
17 V-17 0.82
18 V-18 0.44
19 V-19 0.45
20 V-21 0.70
21 V-22 0.47
22 V-23 0.43
23 V-24 0.67
24 V-25 0.44
25 V-29 0.49
26 V-31 0.44
27 V-32 0.54
28 V-34 0.43
29 V-36 0.44
30 V-37 1.01
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 80
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN
31 V-38 0.57
32 V-40 0.52
33 V-41 0.90
34 V-42 0.62
35 V-44 0.43
36 V-45 0.52
37 V-46 0.52
38 V-47 0.65
39 V-48 0.53
40 V-49 0.45
41 V-50 0.50
42 V-51 0.48
43 V-52 0.43
44 V-53 0.51
45 V-54 0.62
46 V-55 0.43
47 V-56 0.43
48 V-57 0.61
49 V-58 0.58
50 V-59 0.43
51 V-60 0.97
52 V-61 0.43
53 V-62 0.44
54 V-64 0.44
55 V-65 0.43
56 V-66 0.60
57 V-67 0.53
58 V-69 0.93
59 V-70 0.55
60 V-71 0.73
61 V-72 0.50
62 V-73 0.47
63 V-74 0.44
64 V-76 0.53
65 V-78 0.44
66 V-79 0.43
67 V-80 0.43
68 V-81 0.66
69 V-83 0.80
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 81
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN
70 V-84 0.43
71 V-85 0.49
72 V-87 0.43
73 V-89 0.66
74 V-90 0.45
75 V-91 0.75
76 V-92 0.53
77 V-93 0.51
78 V-95 0.44
79 V-97 0.63
80 V-98 0.56
81 V-99 0.61
GPC 0.55
DESVEST(Sf) 0.15 Fuente: Elaboración propia, validación del número de muestras.
La desviación estándar calculada se reemplaza en la formula N°2, y se calcula el
número de muestras validad para este estudio.
Reemplazando:
n: Número de muestras
Z: 1.96
𝝈: 0.15 Kg / hab/día
E: 0.053 Kg/hab/día
N: 7884 viviendas
𝑛 =(1.96)2(7884)(0.15)2
(7884 − 1)(0.053)2 + (1.96)2(0.15)2
𝑛 =(3.84)(7884)(0.0225)
(7883)(0.0028) + (3.8416)(0.0225)
𝑛 =681.178
(22.07) + (0.240)
𝑛 =681.178
(22.31)= 31
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 82
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN
La cantidad de muestras resultante es 31, como el número de viviendas que quedaron
fue 81 entonces el número de muestras para el estudio es válido.
Quedando válida el número de muestras domiciliarias se toma como valor oficial de la
GPC 0.55 Kg/persona/día.
La generación diaria de RRSS de origen domiciliario del distrito de la Joya la
obtenemos multiplicando la GPC calculada por la proyección de la población actual
como se muestra a continuación:
Tabla N° 39: Generación domiciliaria diaria de RRSS en el distrito de la Joya
Población proyectada
GPC calculada
(Kg/hab/día)
Generación diaria
(Kg/día)
𝑷𝑭(𝟐𝟎𝟏𝟔) = 𝟑𝟐𝟗𝟕𝟏
0.55 18134.05
Fuente: Elaboración propia, generación diaria de RRSS en el distrito de la Joya.
Son más de 18 toneladas de RRSS producidos diariamente según la proyección del
estudio de caracterización de RRSS de origen domiciliario.
5.1.2 Muestras no domiciliarias
Las muestras no domiciliarias en su mayoría cumplen con las mínimas condiciones de
validez, de acuerdo al rubro al que pertenecen la generación de RRSS varia
notablemente, sin embargo servirá como base guía en la cobranza de arbitrios
municipales dependiendo de la cantidad de RRSS que el establecimiento pueda
acumular. A continuación la generación diaria de RRSS correspondiente a cada rubro.
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 83
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN
Tabla N° 40: Generación diaria de RRSS de origen No Domiciliaria según rubro
FUENTE DE
GENERACIÓ
N
CÓDI
GO
GENERACÍON DE RESIDUOS
NO DOMICILIARIOS
GENERA
CIÓN
PROMED
IO
DIARIO
Canti
dad
de
locale
s
GENERA
CIÓN
DISTRIT
AL
TOTAL
POR
FUENTE
DE
GENERA
CIÓN
kg Kg kg Kg kg Kg kg/día Kg/día
Transporte C-01 0.00 0.00 1.05 2.65 2.70 1.40 1.94
TOTAL 1.94 8 15.49
Abarrotes C-02 0.65 4.60 4.75 0.00 0.00 0.00 2.04
Abarrotes C-03 0.00 0.00 0.60 0.15 2.10 0.00 0.53
Abarrotes C-05 0.00 0.00 0.10 0.20 0.20 0.30 0.18
Abarrotes C-14 0.00 0.00 1.00 1.70 1.05 0.00 0.54
Abarrotes C-16 0.80 0.40 0.70 0.45 0.85 0.00 0.52
Abarrotes C-25 0.00 0.90 0.95 0.00 0.35 0.00 0.43
Abarrotes C-26 0.80 0.60 0.85 0.00 0.00 0.00 0.43
Abarrotes C-27 0.70 0.00 0.00 1.55 0.65 0.75 0.52
Abarrotes C-35 0.00 0.00 0.50 0.45 0.45 0.00 0.35
Abarrotes C-39 0.45 0.60 1.20 0.60 0.00 0.75 0.72
Abarrotes C-60 0.00 1.10 1.90 1.35 2.30 1.45 1.38
Abarrotes C-69 1.45 14.2 0.45 1.80 2.35 0.00 3.41
Abarrotes C-73 0.55 4.55 6.95 3.25 4.75 0.40 3.49
Abarrotes C-79 0.20 0.00 1.05 1.45 1.70 0.25 0.74
Abarrotes C-81 0.00 0.70 0.95 0.35 0.70 0.50 0.51
Abarrotes C-86 0.00 0.75 0.00 3.10 1.80 0.25 0.84
Abarrotes C-87 0.00 5.90 4.30 0.00 3.80 4.25 3.16
TOTAL 1.16 221 257.03
Agencia C-62 0.00 0.55 0.50 0.60 0.00 0.00 0.49
TOTAL 0.49 7 3.4
Agro C-10 7.45 4.45 2.85 0.35 0.00 0.00 2.75
Agro C-12 0.00 0.00 0.10 0.15 0.10 0.00 0.11
Agro C-13 0.45 1.50 0.25 0.60 0.35 0.00 0.48
Agro C-17 0.20 0.15 0.40 0.80 0.00 0.00 0.22
Agro C-46 0.00 1.00 0.00 0.25 3.00 0.00 0.94
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 84
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN
Agro C-47 2.80 1.70 1.55 2.50 3.75 0.00 2.06
Agro C-65 0.00 0.30 0.65 0.25 0.00 0.00 0.25
Agro C-68 9.35 5.55 7.30 1.20 0.00 0.00 3.46
Agro C-78 0.20 0.50 0.00 0.15 0.25 0.00 0.20
TOTAL 1.16 44 51.19
Bazar librería C-30 3.75 0.60 1.45 0.70 1.35 2.10 1.61
Bazar librería C-36 2.30 0.65 0.70 1.75 2.70 0.90 1.78
Bazar librería C-42 0.20 0.40 0.30 1.00 0.00 0.00 0.64
Bazar librería C-58 0.00 2.10 1.45 2.20 2.65 3.30 1.81
Bazar librería C-59 1.55 1.55 2.05 1.90 0.00 0.00 1.37
Bazar librería C-77 0.00 0.00 0.30 0.35 0.00 2.20 0.53
Bazar librería C-82 0.10 0.15 0.15 0.20 0.15 0.00 0.12
Bazar librería C-84 0.40 0.30 0.00 0.40 0.00 0.15 0.31
TOTAL 1.02 20 20.45
Botica C-09 0.00 0.45 0.40 0.80 0.00 0.00 0.30
Botica C-23 0.40 0.75 3.55 0.00 2.50 0.00 1.08
Botica C-34 0.45 0.35 0.55 0.90 1.45 0.65 0.65
Botica C-37 0.65 0.25 0.10 0.00 0.20 0.30 0.29
Botica C-38 0.45 0.40 0.00 1.25 0.00 0.00 0.50
Botica C-40 0.25 0.45 0.00 0.95 0.90 0.95 0.56
Botica C-57 0.00 0.00 0.15 0.65 0.05 0.00 0.15
TOTAL 0.50 26 13.11
Boutique C-06 2.55 1.50 0.10 3.30 0.70 0.75 1.34
TOTAL 1.34 5 6.68
Emporio C-24 0.00 0.00 0.20 0.25 0.50 0.55 0.21
TOTAL 0.21 5 1.07
Empresa C-44 1.35 1.40 4.15 2.10 1.05 4.00 2.46
TOTAL 2.46 25 61.61
Ferretería C-49 9.05 2.20 1.50 3.30 2.15 3.05 3.49
Ferretería C-54 0.00 0.85 0.40 0.35 0.00 0.00 0.34
Ferretería C-55 0.50 0.00 0.45 0.00 0.40 0.00 0.24
Ferretería C-66 0.00 4.20 4.20 2.40 0.00 0.00 1.89
Ferretería C-80 0.80 0.00 0.00 1.50 1.60 0.65 0.71
Ferretería C-83 0.20 0.50 0.10 0.65 0.10 1.15 0.39
TOTAL 1.18 11 12.95
Hostal C-19 2.30 0.25 1.60 0.25 0.35 0.60 0.76
TOTAL 0.76 6 4.59
Internet C-04 0.00 0.00 0.70 1.60 0.65 0.00 0.55
Internet C-08 0.00 0.00 0.30 0.50 4.35 0.15 0.89
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Internet C-11 2.05 0.00 0.50 0.40 0.00 0.00 0.50
Internet C-20 0.15 1.25 0.00 0.80 0.00 0.00 0.36
TOTAL 0.58 37 21.28
Minimarket
(otros) C-29 0.30 0.20 0.05 0.15 0.20 0.30 0.24
TOTAL 0.24 116 27.34
Mueblería C-75 0.15 0.45 0.30 0.40 0.00 0.00 0.24
Mueblería C-76 0.10 0.00 0.30 4.45 0.00 0.00 1.27
TOTAL 0.76 2 1.51
Oficina C-07 0.00 0.00 2.75 1.20 1.55 0.00 1.58
TOTAL 1.58 4 6.31
Panadería C-22 0.45 1.00 0.00 0.60 0.85 1.95 0.74
Panadería C-61 0.00 2.50 4.95 4.95 1.85 0.00 2.04
TOTAL 1.39 10 13.89
Quiosco C-32 0.30 0.90 0.50 1.30 0.00 0.55 0.62
TOTAL 0.62 6 3.73
Restaurante C-15 1.20 5.45 8.05 6.20 7.45 12.1
0 7.33
Restaurante C-18 0.50 0.70 6.25 4.20 7.25 1.20 3.63
Restaurante C-41 5.50 0.00 1.30 1.55 0.95 0.00 1.33
Restaurante C-45 5.05 4.55 1.50 1.95 14.0
6 2.85 5.49
Restaurante C-50 1.10 2.25 10.4
0 6.45 5.95 6.40 4.74
Restaurante C-67 0.00 1.15 10.1
0 4.95
11.9
5 8.15 5.46
TOTAL 4.66 67 312.28
Salón de belleza C-21 0.00 0.40 0.00 0.55 0.05 0.00 0.16
Salón de belleza C-85 2.85 1.00 0.85 0.00 0.00 0.00 0.82
TOTAL 0.49 10 4.89
Taller C-70 9.65 5.10 3.55 3.80 4.90 0.00 4.24
Taller C-71 2.80 2.60 1.00 3.70 1.80 0.00 2.42
Taller C-72 0.20 1.00 0.40 0.00 0.00 0.00 0.29
TOTAL 2.31 26 60.17
Venta de gas C-51 0.00 2.30 3.70 2.90 3.75 3.15 2.79
TOTAL 2.79 4 11.17
Venta de madera
y esteras C-74 5.00 5.00 2.15 5.00 3.30 0.00 2.92
TOTAL 2.92 6 17.53
Vidriería C-88 0.00 3.95 2.80 2.75 0.00 0.00 1.80
TOTAL 1.80 5 9
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Mercado M 59.5
0
52.8
0
56.5
0
48.0
0
62.3
0
55.0
0 55.87
TOTAL 55.87 1 55.87
I.
EDUCATIVAS I.E.
180.
00
188.
00
184.
30
190.
10
200.
00
176.
30 186.45
186.45 1 186.45
Barrido de
Calles L.P.
420.
50
432.
30
390.
70
340.
9.
430.
00
440.
00 422.70
TOTAL 422.70 1 422.7
TOTAL DE RESIDUOS NO DOMICILIARIOS GENERADOS POR DIA
(Kg/día) 1601.69
Fuente: Elaboración propia, muestras no domiciliarias.
La generación de RRSS de origen no domiciliario haciende a un total de 1.602
toneladas diarias.
La generación total de RRSS diaria del distrito de la Joya es 19.7 toneladas, con un
GPC promedio de 0.60 kg/hab/día.
5.2 COMPOSICIÓN DE RRSS
En el estudio de caracterización, una etapa fundamental es la clasificación de los
residuos para establecer su composición, los resultados de esta proceso permitirá a la
entidad municipal implementar programas de mitigación o reducción de RRSS
mediante el reaprovechamiento de los mismos. Mientras mayor sea la generación de
residuos reaprovechables, más factible y sostenible será la implementación de
programas de segregación, los grupos de residuos reaprovechables son principalmente
los metales, cartones, papeles, vidrios y por supuesto los polímeros o más comúnmente
conocidos como plásticos.
Tabla N° 41: Composición de RRSS del distrito de la Joya
N° Tipo de residuos
sólidos
Composición de Residuos Sólidos
Municipal Composición
porcentual D ND Total
Kg Kg Kg %
1 Materia Orgánica 310.80 369.24 680.04 52.65%
2 Madera, Follaje 5.00 26.95 31.95 2.47%
3 Papel 23.05 28.43 51.48 3.99%
4 Cartón 28.85 78.45 107.30 8.31%
5 Vidrio 12.55 44.50 57.05 4.42%
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 87
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6 Plásticos en general 79.40 115.82 195.22 15.11%
7 Tetrapak 1.55 2.30 3.85 0.30%
8 Metal 10.85 10.85 21.70 1.68%
9 Telas, textiles 2.50 12.75 15.25 1.18%
10 Pilas 0.50 0.85 1.35 0.10%
11 Restos de medicinas,
etc
0.20 3.70 3.90 0.30%
12 Residuos Sanitarios 37.40 31.55 68.95 5.34%
13 Residuos Inertes 14.40 37.35 51.75 4.01%
14 Otros(RAEE) 0.05 1.80 1.85 0.14%
Total 1291.64 100.00% Fuente: Elaboración propia
La materia orgánica como era de esperarse ocupa el primer lugar en porcentaje de
generación con un 52.65%, seguido de un importante 15.11% de residuos plásticos.
Grafico N°04: Composición de RRSS del distrito de la Joya
Del 15 % de residuos plásticos que se producen, la mayor parte son residuos
reaprovechables, como vimos en el capítulo III, por su versatilidad y excelentes
52.65%
2.47%3.99%
8.31%
4.42%
15.11%
0.30%1.68%
1.18%
0.10%
0.30%
5.34%
4.01%
0.14%
Materia Orgánica
Madera, Follaje
Papel
Cartón
Vidrio
Plastico en generalTetrapak
Metal
Telas, textiles
Pilas
Restos de medicinas, etc
Residuos Sanitarios
Residuos Inertes
Otros(RAEE)
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 88
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propiedades los termoplásticos abarcan en su mayoría el mercado sobre todo en
artículos de uso común.
Con la aplicación de los métodos de caracterización se podrá diferenciar los plásticos
reaprovechables de los no reaprovechables.
5.3 MÉTODOS APLICADOS
Para lograr uno de los objetivos planteados, es importante la aplicación de los métodos
de reconocimiento de los residuos poliméricos reaprovechables con lo que podremos
tener una visión completa de la cantidad que se puede recuperar reduciendo el
porcentaje que tiene como destino el botadero actual.
5.3.1 Del método de separación por diferencia de densidades
Aquí un resumen de las muestras sometidas a los líquidos con diferentes densidades y
su reacción tanto de sedimentación como de suspensión al estar en contacto con ellas:
Tabla N° 42: Separación por medios densos
MUESTRA ANÁLISIS DE FLOTACIÓN
GRUPO RESIDUO
Flota en
agua
(d=1gr/cm3
)
Flota en alcohol
46°
(d=0.92gr/cm3)
Flota en alcohol
96°
(d=0.78gr/cm3)
A
Film de papel
higiénico
Si Si Si
Film de cerveza en lata Si Si Si
Envoltura de sal Si Si Si
B Juguetes Si Si Si
C Envase de champú Si Si Si
D Envase de vinagre No - -
Cubierta de postres No - -
E
Lavadores Si Si Si
Balde Si Si Si
Jaboneras Si Si Si
F Utensilios de cocina Si Si No
G Envases de productos Si No -
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Fuente: Elaboración propia
Se observa con gran sorpresa que la mayoría de las muestras tiene una densidad menor a
la esperada lo que nos indica que se trataría de polímeros que combinaron materia prima
con materia reciclada, la mezcla de ambos genera una disminución tanto en la densidad
como en el índice de fluencia.
5.3.2 Del método de separación por solubilidad
La reacción a este disolvente debe darse por parte de aquellos polímeros que
pertenezcan al grupo 3 y 6 según el código de identificación.
Cuadro N° 43: Separación por solubilidad
nutricionales
H
Biberones Si Si Si
Talcos Si Si Si
Medicina Si Si Si
I
Cremas Si Si Si
Labiales Si Si Si
Bloqueadores Si Si Si
J
Plantillas No - -
Tubos No - -
MUESTRA TIPO DE
REACCION
GRUPO RESIDUO ACETONA
A
Film de papel
higiénico
Sin reacción
Film de cerveza
en lata
Sin reacción
Envoltura de sal Sin reacción
B Juguetes Hinchamiento
C Envase de
champú
Sin reacción
D
Envase de vinagre Disolución
Cubierta de
postres
Disolución
E
Lavadores No hay reacción
Balde No hay reacción
Jaboneras No hay reacción
F Utensilios de
cocina
No hay reacción
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 90
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Fuente: Elaboración propia
Imagen N° 06: Solubilidad de la muestra A
Fuente: Elaboración propia
5.3.3 Del método de separación por reacción a la llama
Sometidos a combustión cada una de las muestras, se identificó todas las reacciones
características según el grupo polimérico de procedencia.
Cuadro N° 44: Separación por reacción a la llama
MUESTRAS
CANTIDAD
Y COLOR
DE HUMO
COLOR DE
LA LLAMA
CONBUTIBILIDAD TIPO DE
FUSION OLOR
A
Film de papel
higiénico
Muy poco,
blanco
Amarilla Continua Funde rápido
y gotea
A vela
Film de
cerveza en
lata
Muy poco,
blanco
Amarilla Continua Funde rápido
y gotea
A vela
G
Envases de
productos
nutricionales
No hay reacción
H
Biberones No hay reacción
Talcos No hay reacción
Medicina No hay reacción
I
Cremas No hay reacción
Labiales No hay reacción
Bloqueadores No hay reacción
J
Plantillas Disolución
Tubos Disolución
TESIS
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Envoltura de
sal
Muy poco,
blanco
Amarilla Continua Funde rápido
y gotea
A vela
B Juguetes Poco/blanco Verde –azul Continua Funde rápido
y gotea
Intenso
a vela
C Envase de
champú
Muy poco/
blanco
Amarillo azul Si Funde rápido
y gotea
Suave
vela
D
Envase de
vinagre
Bastante/Negro Amarillo No Se ablanda/
no gotea
Irritante
Cubierta de
postres
Poco/ negro Amarillo Continua pastoso Gas
natural
E
Lavadores Poco/ Blanco Amarillo/Azul Continua Lenta/Gotea A vela
Balde Poco/ Blanco Amarillo/Azul Continua Lenta/Gotea A vela
Jaboneras Poco/ Blanco Amarillo/Azul Continua Lenta/Gotea A vela
F Utensilios de
cocina
Poco/Blanco Amarillo/azul Si Rápido/gotea A vela
G
Envases de
productos
nutricionales
Muy poco,
blanco
Amarilla Continua Funde rápido
y gotea
A vela
H
Biberones Sin humo Amarillo/Azul Continua Funde rápido
y gotea
Intenso
a vela
Talcos Muy poco,
blanco
Amarilla Continua Funde rápido
y gotea
A vela
Medicina Muy poco,
blanco
Amarilla Continua Funde rápido
y gotea
A vela
I
Cremas Muy poco,
blanco
Amarilla Continua Funde rápido
y gotea
A vela
Labiales Poco/Blanco Amarillo/azul Continua Funde rápido
y gotea
A gas
natural
Bloqueadores Poco/Blanco Amarillo/azul Continua Funde rápido
y gotea
A gas
natural
J Plantillas Blanco/ Verde/azul No Se ablanda Irritante
Tubos Blanco/ Verde/azul No Se ablanda Irritante Fuente: Elaboración propia, clasificación de residuos según su aplicación.
Del resultado obtenido según la tabla anterior todas muestran características propias de
algún grupo de polímeros ya sea según su grado de densidad, su grado de solubilidad
frente a al a acetona o su reacción al ser sometidos a combustión.
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Imagen N° 07: Ensayo ala llama
Fuente: Elaboración propia, ensayo a la llama.
5.3.4 Del método de separación por calorimetría diferencial
Los termogramas obtenidos que se muestran a continuación son analizados y
comparados con el banco de información de cada uno de los polímeros que indican su
Tg, Tc y Tm según sea el caso en su estado puro con la finalidad de determinar su grupo
de polimérico:
Imagen N° 08: Muestra granulada para el ensayo DSC
Fuente: Elaboración propia, muestra granulada de plástico.
Imagen N° 09: Sellado del crisol conteniendo la muestra para en el ensayo DSC
Fuente: Elaboración propia, sellado del crisol con la muestra de polímero.
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a) Muestra de PET
Termograma N° 01: Muestra de PET
Análisis:
El termograma obtenido muestra todas las fases de transición que experimenta un PET
como son la Tg, Tc y Tm representadas en las curvas A, B, y C. La Tg es representada
como la inflexión de la curva A, mientras que la Tc y la Tm son representados por los
picos de las curvas B y C respectivamente
- CURVA “A”
Tabla N°45: Análisis de la muestra de PET, curva A
INTEGRAL -1.60mJ
PUNTO DE
COMIENZO
81.45°C
PICO 84.64 °C
PUNTO FINAL 90.78°C
LIMITE
IZQUIERDO
81.45°C
LIMITE DERECHO 96.36°C
LINEA DE TIPO DE BASE
TESIS
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- CURVA “B”
Tabla N° 46: Análisis dela muestra de PET, curva B
INTEGRAL 49.39mJ
PUNTO DE
COMIENZO
145.96°C
PICO 161.35 °C
PUNTO FINAL 174.85°C
LIMITE
IZQUIERDO
112.24°C
LIMITE DERECHO 203.62°C
LINEA DE TIPO DE BASE
- CURVA “C”
Tabla N°47: Análisis dela muestra de PET, curva C
INTEGRAL -52.27mJ
PUNTO DE
COMIENZO
227.91°C
PICO 244.26 °C
PUNTO FINAL 251.49°C
LIMITE
IZQUIERDO
195.22°C
LIMITE DERECHO 265.36°C
LINEA DE TIPO DE BASE
b) Muestra de HDPE
Termograma N° 02: Muestra de HDPE
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Análisis:
La muestra elegida para el DSC del grupo de polímeros de HDPE nos presenta su
punto de fusión en la única curva que se desarrolló durante el incremento de
temperatura según el método aplicado, esta temperatura está dada por el pico que indica
un valor de 126.4 °C.
Tabla N° 48: Análisis de la muestra de HDPE
INTEGRAL -29.54Mj
PUNTO DE
COMIENZO
88.12°C
PICO 126.4 °C
PUNTO FINAL 135.34 °C
LIMITE
IZQUIERDO
58.56°C
LIMITE DERECHO 140.4°C
LINEA DE TIPO DE BASE
c) Muestra de PVC
Termograma N° 03: Muestra de PVC
TESIS
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Análisis:
El análisis del termograma reveló una Tg de 84,8ºC (como se esperaba para el PVC),
pues se encuentra dentro del rango característico para este polímero.
Tabla N° 49: Análisis de la muestra de PVC
d) Muestra de LDPE
Termograma N°04: Muestra de LDPE
Análisis:
El termograma obtenido muestra una diferencia clara con respecto a la muestra de un
HDPE en su temperatura de fusión, a pesar de que se trata del mismo material, la
INTEGRAL -26.4Mj
PUNTO DE
COMIENZO
75.3°C
PICO 84.8 °C
PUNTO FINAL 98.2 °C
LIMITE
IZQUIERDO
74.1°C
LIMITE DERECHO 101.8°C
LINEA DE TIPO DE BASE
TESIS
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disminución de su densidad hace que su Tm también disminuya, siendo ambas
propiedades directamente proporcionales.
Tabla N°50: Análisis de la muestra de LDPE
INTEGRAL -22.43mJ
PUNTO DE
COMIENZO
62.5°C
PICO 114.7 °C
PUNTO FINAL 126.5°C
LIMITE
IZQUIERDO
28.92°C
LIMITE DERECHO 133.6°C
LINEA DE TIPO DE BASE
e) Muestra de PP
Termograma N° 05: Muestra de PP
Análisis:
El estudio del termograma perteneciente al PP nos muestra una Tg de -25 °C como se
esperaba, al haberle aplicado un método que inició en un calentamiento hasta los 180
°C, continuando con el enfriamiento hasta los -40°C y finalmente un nuevo
calentamiento hasta los 180 °C. Las curvas A y C indican la temperatura de fusión
típica del PP.
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 98
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- CURVA “A”
Tabla N° 51: Análisis de la muestra de PP, curva A
INTEGRAL -290.29mJ
PUNTO DE
COMIENZO
152.28 °C
PICO 162.40 °C
PUNTO FINAL 172.18°C
LIMITE
IZQUIERDO
144.45°C
LIMITE DERECHO 175.92°C
LINEA DE TIPO DE BASE
- CURVA “B”:
Tabla N° 52: Análisis de la muestra de PP, curva B
INTEGRAL 474.01mJ
PUNTO DE
COMIENZO
127.77 °C
PICO 122.93 °C
PUNTO FINAL 114.20°C
LIMITE
IZQUIERDO
152.96°C
LIMITE DERECHO 92.30°C
LINEA DE TIPO DE BASE
- CURVA “C”
Tabla N° 53: Análisis de la muestra de PP, curva C
INTEGRAL -445.88Mj
PUNTO DE
COMIENZO
150.94°C
PICO 162.73 °C
PUNTO FINAL 171.87°C
LIMITE
IZQUIERDO
119.72°C
LIMITE DERECHO 179.79°C
LINEA DE TIPO DE BASE
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 99
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f) Muestra de PS
Termograma N° 06: Muestra de PP
Análisis:
Según el análisis del termograma correspondiente a la muestra del grupo de PS
muestra una Tg de 90°C, pues se le considera como punto medio de la extensión de
la línea base de la curva o inflexión característica de un PS.
Tabla N° 54: Análisis de la muestra de PS
INTEGRAL -1.45mJ
PUNTO DE
COMIENZO
85.60°C
PICO 98.5 °C
PUNTO FINAL 110.3 °C
LIMITE
IZQUIERDO
85.55°C
LIMITE DERECHO 111.4°C
LINEA DE TIPO DE BASE
5.4. CONSOLIDADO
La capacidad de reacción a cada uno de los métodos de identificación de polímeros
aplicados nos muestra su respectiva procedencia, como se muestra en la tabla N° 63.
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 100
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Tabla N°55: Identificación de las muestras
Fuente: Elaboración propia
Según los resultados de la tabla anterior se puede consolidar la cantidad total que
representan los diferentes grupos de polímeros reciclables del total de la generación de
residuos plástico en el distrito de la Joya. Cabe mencionar que existe un porcentaje
importantísimo de material que no se puede reaprovechar en este estudio se estimó un
33.75% del total de polímeros generados pertenecen a bolsas de usos diario, embalaje,
film, plásticos termoestables, etc, es decir, que poco más de 1tn de plástico no tiene
valor comercial dentro del reciclaje.
MUESTRA POLIMERO CODIGO
GRUPO RESIDUO
A
Film de papel
higiénico
LDPE 4
Film de cerveza
en lata
LDPE 4
Envoltura de sal LDPE 4
B Juguetes
C Envase de
champú
HDPE 2
D
Envase de vinagre PVC 3
Cubierta de
postres
PS 6
E
Lavadores HDPE 2
Balde HDPE 2
Jaboneras HDPE 2
F Utensilios de
cocina
HDPE 2
G
Envases de
productos
nutricionales
HPDE 2
H
Biberones PP 5
Talcos HDPE 2
Medicina HDPE 2
I
Cremas HDPE 2
Labiales HDPE 2
Bloqueadores HDPE 2
J
Plantillas PVC 3
Tubos PVC 3
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 101
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Los plásticos reaprovechables representan la diferencia entre el 15.11% menos los
1006.52 kg que no lo son, quedando como resultado un 10.01% de residuos aptos para
ser comercializados.
Tabla N°56: Generación porcentual de residuos poliméricos reaprovechables del
distrito de la Joya
Polímero
Composición de residuos poliméricos
reciclables Composición
porcentual Domiciliario No Domiciliario TOTAL
Kg Kg Kg %
PET 31.4 32.76 64.16 54.7
HDPE 5.78 5.63 11.41 9.7
PVC 0.9 0.9 1.8 1.5
LDPE 6.55 14.40 20.95 17.9
PP 4.4 4.38 8.78 7.5
PS 2.70 4.05 6.75 5.8
Otros( PMMA, ABS) 1.77 1.6 3.37 2.9
TOTAL 117.22 100.00 Fuente: Elaboración propia
Para conocer exactamente el equivalente de la generación en kg diarios de polímeros
reaprovechables del distrito de la Joya a continuación la siguiente tabla.
Tabla N°57: Residuos poliméricos reaprovechables en kg por día
GENERACION DIARIA DE
RESISDUOS POLIMERICOS
REAPOVECHABLES ( kg/día)
Polímero Composición
porcentual
Composición
en (kg/día)
1975.5
PET 55.00% 1086.5
HDPE 10.00% 197.6
PVC 2.00% 39.5
LDPE 18.00% 355.6
PP 7.00% 138.3
PS 6.00% 118.5
Otros( PMMA, ABS) 2.90% 57.3
TOTAL 1.0 1993.3 Fuente: Elaboración propia
TESIS
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CAPITULO VI: CONCLUSIONES
La generación diaria de los RRSS del distrito de la Joya es de 19735.72 Kg/día.
Los residuos poliméricos en general representan un 15.11% de la generación
total diaria de los residuos.
Por el grado de contaminación que presentan algunas muestras, el 33% de
residuos poliméricos se descarta.
Del total de polímeros re aprovechables un 79% está debidamente identificado
con su código correspondiente a diferencia del resto.
Se estima que el distrito de la Joya genera diariamente 1975 Kg/día , de
polímeros reaprovechables , dentro de los cuales se producen 1085 Kg de PET ,
197 Kg de HDPE , 39 Kg de PVC, 355 Kg de LDPE , 138 Kg de PP ,118 de PS
y 57Kg de otros.
La aplicación del método de diferencia de densidades nos permite identificar con
mayor facilidad al PET, PS y al PVC debido a que sus densidades superan 1.00
gr/cm3 a diferencia de los otros polímeros.
La aplicación del método de solubilidad resulto adecuada para el fácil
reconocimiento del PS, PE y PVC debido a la grado de cristalinidad que
presentan estos polímeros y el grado de solubilidad similar entre ellos y por
supuesto del disolvente.
La presencia de grupos halógenos dentro de la estructura de los polímeros se
manifiesta atreves de la variación en el color de la llama en el ensayo de
combustión, como es en el caso del Cl que muestra un color verde azulado
característico del PVC.
TESIS
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Si bien es cierto la baja densidad de los polímeros favorece en su traslado y gran
variedad de aplicación, es uno de los que mayor volumen ocupa en los botaderos
informales ubicados a los alrededores de la población dañando el territorio.
TESIS
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA 104
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BIBLIOGRAFIA
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ANEXO A
Propiedades y transiciones de los polímeros más comunes
Estructura
química
Densida
d
(g/cm3)
Módulo
de
elasticid
ad
(mpa)
Dure
za
(shor
e d)
Resisten
cia al
impacto
(kj/m2)
Punto
de
fusión(
°c)
Tg Tm Tc
PET (C10H8O
4)n
1.34-
1.39 59-72
94-
101
0.01-
0.04
244-
254 80 265 140
HDP
E
(-CH2-
CH2-)n
0.94-
0.97 850 66
sin
rotura 127 -35 a -120 135 130-135
PVC (C2H3Cl)
n
1,37-
1,42 30 81-85 53.4 150 81 150 -
LDP
E
(-CH2-
CH2-)n
0.91-
0.94 30 41-46
106-
112 -20 a -125
106-
112
PP (C3H6)n 0.98 40-60 85-90 2
-15 a -25 160
PS (C8H8)n 1.04
100
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ANEXO B
MANUAL: APLICACIÓN DE MÉTODOS DE
CARACTERIZACIÓN PARA EL RECONOCIMIENTO
DE RESIDUOS POLIMÉRICOS
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Este manual fue elaborado por miembros egresados de la escuela profesional de
ingeniería de materiales de la prestigiosa Universidad Nacional de San Agustín de
Arequipa, como aporte para los interesados en el tema, esperando les sirva como
referencia.
Institución:
Universidad Nacional de San Agustín
Elaboración:
Jallasi Inca Ayde
Ccahuana Huayta Pamela
Revisión:
Equipo de asesoramiento
Diciembre 2017- Arequipa-Perú
TESIS
2
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA
CONTENIDO
1. OBJETIVOS ......................................................................................................................... 4
2. ÁMBITO DE APLICACIÓN ................................................................................................ 4
3. MARCO NORMATIVO ....................................................................................................... 4
4. DEFINICIONES ................................................................................................................... 4
5. DESARROLLO .................................................................................................................... 6
5.1. MÉTODO DE SEPARACIÓN POR DIFERENCIA DE DENSIDADES .................... 6
5.1.1. DENSIDADES DE POLIMEROS ........................................................................ 6
5.1.2. MATERIALES...................................................................................................... 7
5.1.3. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA .................................................................. 7
5.1.4. MEDIOS DENSOS DE SEPARACIÓN ............................................................... 7
5.1.5. LLENADO DE FICHA TÉCNICA. ..................................................................... 8
5.2. MÉTODO DE SEPARACIÓN POR SOLUBILIDAD ................................................. 8
5.2.1. SOLUBILIDAD DE POLÍMEROS ...................................................................... 8
5.2.2. MATERIALES...................................................................................................... 9
5.2.3. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA .................................................................. 9
5.2.4. SOLUBILIDAD DE POLÍMEROS EN ACETONA ............................................ 9
5.2.5. LLENADO DE FICHA TÉCNICA ...................................................................... 9
5.3. MÉTODO DE SEPARACIÓN POR REACCIÓN A LA LLAMA ............................ 10
5.3.1. COMBUSTIÓN .................................................................................................. 10
5.3.2. MATERIALES.................................................................................................... 10
5.3.3. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA ................................................................ 10
5.3.4. PROCEDIMIENTO ............................................................................................ 10
5.4. MÉTODO DE SEPARACIÓN POR CALORÍMETRIA DIFERENCIAL ................ 11
5.4.1. ENSAYO DE CALORÍMETRIA POR DIFERENCIAL DE BARRIDO .......... 11
5.4.2. MATERIALES.................................................................................................... 11
5.4.3. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA ................................................................ 12
5.4.4. PROCEDIMIENTO ............................................................................................ 12
TESIS
3
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6. DIAGRAMA DE FLUJOS ................................................................................................. 13
6.1. DIAGRAMA DE FLUJO POR SEPARACIÓN DE MEDIOS DENSOS .................. 13
6.2. DIAGRAMA DE FLUJO POR SOLUBILIDAD ....................................................... 14
6.3. DIAGRAMA DE FLUJO DE REACCION A LA LLAMA....................................... 15
6.4. DIAGRAMA DE FLUJO POR CALORIMETRIA POR DIFERENCIAL DE
BARRIDO ............................................................................................................................... 16
7. ANEXOS ........................................................................................................................... 177
7.1. FICHA TECNICA N°1 ............................................................................................. 177
7.2. Tabla Nº1: Separación por reacción a la llama ........................................................... 18
7.3. DIAGRAMAS DE IMÁGENES ................................................................................. 19
7.3.1. ENSAYO POR MEDIOS DENSOS ........................................................................... 19
7.3.2. DIAGRAMA DE ENSAYO DE SOLUBILIDAD ............................................. 19
7.3.3. DIAGRAMA DE ENSAYO POR REACCIÓN A LA LLAMA ........................ 20
7.3.4. DIAGRAMA DE IMÁGENES DE ENSAYO DE CALORIMETRIA .............. 21
TESIS
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1. OBJETIVOS
Servir como instrumento para la aplicación correcta de los métodos de
caracterización de residuos poliméricos aplicando el procedimiento
correspondiente a cada muestra a ensayar logrando identificar su composición
y por consiguiente su capacidad de reaprovechamiento.
2. ÁMBITO DE APLICACIÓN
Este manual es aplicable para todo aquel que esté interesado en conocer más
acerca de los polímeros comúnmente conocidos como plásticos.
Con este instrumento es posible determinar el tipo de polímero del cual está
elaborado un artículo plástico común que puede ser Polietilen tereftalato (PET),
polietileno de alta densidad (HDPE), Policloruro de vinilo (PVC), polietileno de
baja densidad (LDPE), polipropileno (PP) y poliestireno (PS); todos estos
enumerados del 1 al 6 respectivamente según las norma ASTM. La reinserción
de los residuos poliméricos en la cadena de producción dependerá del grado de
pureza que presenten en su composición (% de material virgen) el que se verá
reflejado en la reacción que presenten una vez sometidos a cada uno de los
métodos de caracterización.
3. MARCO NORMATIVO
Norma ASTM D-792, método A-3, para ensayo de plásticos sólidos.
4. DEFINICIONES
Polímero: Macromoléculas formadas por la unión repetida de una o
varias moléculas unidas por enlaces covalentes.
Estructura cristalina: Los polímeros con capacidad de cristalizar son
aquellos cuyas moléculas son química y geométricamente regulares en su
estructura.
TESIS
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Estructura amorfa: El estado amorfo puede ser alcanzado por
agrupación de macromoléculas lineales o ramificadas sin que exista un
principio ordenador de la disposición de las cadenas, o bien por
estructuras fuertemente reticuladas que suelen poseer una disposición
irregular de las cadenas.
Sistema semicristalino: Las propiedades finales de un sistema
semicristalino están relacionadas con el grado de cristalización,
estructura de los cristalitos laminares, su tamaño y distribución de dichos
tamaños, de la región interfacial y amorfa.
Densidad: Es la relación entre la masa y el volumen. Para un mismo
volumen, en una estructura cristalina el peso será mayor (hay más
cadenas) que en una estructura amorfa, siendo la densidad también
mayor.
Solubilidad: La solubilidad de un polímero varía en función de su
estructura química y del peso molecular, siendo más fácilmente solubles
las fracciones de bajo peso molecular
Combustibilidad: Propiedad química de los materiales a reaccionar con
el oxígeno mientras se emite una energía radiante. La combustibilidad de
un material es un requisito para que prenda.
Inflamabilidad: Es otra propiedad que depende de varios factores, como
la intensidad y la duración de la fuente de calor, la estructura química y
de los aditivos.
La calorimetría de barrido diferencial (DSC): es la técnica de
medición para detectar transiciones endotérmicas y exotérmicas, como la
determinación de temperaturas de transformación y la entalpía de sólidos
y líquidos como una función de la temperatura. Por ello, tanto la muestra
como la referencia se mantienen casi a la misma temperatura durante
todo el experimento y el flujo de calor podrá ser medido.
TESIS
6
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5. DESARROLLO
La aplicación de un solo método de caracterización puede ser suficiente para la
identificación de los polímeros reaprovechables más comunes siempre y cuando
su composición sea pura, en caso que se esté trabajando con un polímero
reciclado será necesario la aplicación de dos o más de estos métodos.
5.1. MÉTODO DE SEPARACIÓN POR DIFERENCIA DE DENSIDADES
5.1.1. DENSIDADES DE POLIMEROS
Para iniciar con este ensayo es muy importante conocer las densidades de
los polímeros más comunes que genera la población.
Las densidades pueden variar de acuerdo a la estructura de cada
polímero, es por eso, que existe un rango dentro del cual se maneja
cada, el cuadro que a continuación se muestra nos permitirá la
clasificación adecuada.
POLIMERO DENSIDADES EN g cm 3
Polietileno de alta densidad 0,94 a 0,97
Polietileno de baja densidad 0,91 a 0,93
Polipropileno 0,90 a 0,91
Policloruro de vinilo 1,39 a 1,40
Polimetacrilato de metilo 1,19 a 1,20
Poliestireno 1,04 a 1,10
Nylon 66 1,2 a 1,3
Polietilentereftalato de etileno 1,33 a 1,39
Poliacrilonitrilo 1,33 a 1,39
Politetrafluoetileno 2,0 a 2,3
TESIS
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5.1.2. MATERIALES
1. Envase de 1lt.(aprox.), de preferencia transparente.
2. Medio denso
- Agua (250 ml)– densidad 1gr/cm3
- Agua(105 ml) + alcohol isopropilico (100ml) – densidad de
0.93 gr/cm3
- Agua (250 ml)+ NaCl(5 a 7 gr) – densidad de 1.1. gr/cm3
3. Bureta (utensilio para agitar la solución)
4. Muestras de polímero (2cmx2cm Aprox.)
5.1.3. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
La muestra debe presentar las siguientes características:
Ser solido
Con estructura consistente
No se considera como muestras las bolsas o espumas de PS
Libre de contaminantes que alteren su densidad ( aceites,
adhesivos)
Debe ser del menor tamaño posible para facilitar su
manipulación (5cm x 5cm como máximo) que se pueda
introducir en un envase con aproximadamente 200ml del
medio denso.
5.1.4. MEDIOS DENSOS DE SEPARACIÓN
Los medios para la separación por diferencia de densidades deben
tener un rango que vaya desde 0.85 a 1.45 aproximadamente, ya que
las densidades de los polímeros fluctúan dentro de ese rango. Se
puede trabajar con soluciones preparadas de sales y alcoholes según
sea necesario
I Si Flota en Agua
Quiere decir que tienen una densidad menor a 1 gr/cm3
II Flotan en Solución Alcohólica
Cuando la muestra flota en agua es necesario realizar otra prueba
para reducir el número de probabilidades de identificación, se coloca
en una solución alcohólica al 50% la cual tiene una densidad 0.93
gr/cm3 si la muestra flota tiene una densidad menor a 0.93 gr/cm3
pero si no flota tendrá una densidad entre 0.93 a 1 gr/cm3
TESIS
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III Flotan en Solución Diluida de Sal
Si la nuestra no flota en agua se introduce en una solución diluida de
sal que tendrá una densidad entre 1 y 1.1 gr/cm3
IV Flotan en Solución Concentrada de Sal
Esta solución presenta una densidad de aproximadamente 1.2 gr/cm3
por lo tanto la muestra que flote tendrá una densidad entre 1.1 y 1.2
gr/cm3
V No Flotan en Ninguna Solución
Si la muestra no flota en la solución concentrada de sal quiere decir
que tiene una densidad mayor a 1.2 gr/cm3
5.1.5. LLENADO DE FICHA TÉCNICA.
Una vez terminado el ensayo llenar los datos en la ficha N°1.
5.2. MÉTODO DE SEPARACIÓN POR SOLUBILIDAD
5.2.1. SOLUBILIDAD DE POLÍMEROS
La disolución de un polímero ocurre en dos etapas:
- En la primera etapa las moléculas de disolvente se difunden
lentamente dentro del polímero produciendo el hinchamiento del
mismo. El proceso de disolución puede detenerse en esta fase, si las
fuerzas intermoleculares polímero-polímero (reticulación,
cristalinidad o enlaces por puentes de hidrogeno) son lo
suficientemente grande como para impedirlo.
- En caso de que estas fuerzas puedan superarse por la formación de
interacciones intensas polímero-disolvente, tendrá lugar la segunda
etapa de la disolución. El proceso de disolución puede ser bastante
lento (días o semanas) para materiales de muy alto peso molecular.
La disolución puede ser de manera total o parcial dependiendo del peso
molecular. Los disolventes más comunes son benceno, tetrahidrofurano,
dimetilformamida, dietiléter, ácido fórmico y acetona, habiendo una gran
variedad de disolventes nos enfocaremos en la reacción de los polímeros
frente a la acetona.
TESIS
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5.2.2. MATERIALES
1. Envase hermético de 200ml. (aprox.), de preferencia transparente.
2. Medio solvente (Acetona con coeficiente de solubilidad
HILDEBRANT de 9)
3. Bureta (utensilio para agitar la solución)
4. Muestras de polímero (2cmx2cm Aprox.)
5.2.3. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
Libre de impurezas
Puede ser sólida, film, espuma, etc.
De menor tamaño posible para ser introducido en un envase y
si es necesario ser sellado para evitar la evaporación del
solvente hasta observar alguna reacción del polimero.
5.2.4. SOLUBILIDAD DE POLÍMEROS EN ACETONA
El ensayo que comúnmente se realiza es el de solubilidad en acetona, en el
cual se deben apreciar las siguientes características:
Solubilidad de polímeros en acetona
MATERIAL PEAD PEBA PP PVC PS PET
Solubilidad en
acetona
no no no si Si no
Hinchamiento si si no si - no
Fuente: Los materiales plásticos en tecnología industrial
Conociendo la reacción de los polímeros frente a la acetona mostrado en el
cuadro anterior será fácil su reconocimiento; es importante mencionar que la
reacción no se da de manera inmediata en todos los polímeros, algunos
pueden tomar barias horas en mostrar su reacción contrariamente a lo que
ocurre con las espumas de PS que se disuelven al instante.
5.2.5. LLENADO DE FICHA TÉCNICA
Una vez terminado el ensayo llenar los datos en la ficha N°1.
TESIS
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5.3. MÉTODO DE SEPARACIÓN POR REACCIÓN A LA LLAMA
5.3.1. COMBUSTIÓN
La combustión o reacción a la llama es un proceso en el cual la superficie
sólida del polímero o del polímero gasificado reacciona con el oxígeno del
aire con una llama visible (combustión llameante) o sin una llama visible
(combustión sin llama).
La propagación de la llama es un proceso en el cual el frente de la pirolisis
acompañado por llama o sin ella, se extiende más allá del punto de origen.
5.3.2. MATERIALES
1. Mechero bunsen
2. Pinzas
3. Encendedor
4. Muestras de plásticos (muestras de 1cm x 1cm)
5.3.3. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
1. Las muestras a ensayar deben ser cortadas de un tamaño de 1cm por
1cm, considerando que el espesor debe estar en el rango de 1mm a 3
mm.
5.3.4. PROCEDIMIENTO
1. Sujetar la muestra con las pinzas por un extremo y acercar al
mechero Bunsen el otro extremo, no mayor a una distancia de 2cm,
ya que esto provocaría que se tomen datos erróneos y la extinción
rápida de las muestras.
2. La muestra debe permanecer según norma UL 94 HORIZONTAL, un
tiempo de 10 a 30 segundos en contacto con la llama.
A partir de la reacción que se va a producir tomaremos en consideración los
siguientes fenómenos:
- La cantidad y color del humo que produce, la observación se realizará
mientras el plástico arda. El color puede variar desde blancuzco hasta negro
y la cantidad de humo desde casi inapreciable hasta una gran cantidad.
- Color de la llama, varía entre azulado, amarillo-anaranjado y verdoso.
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- Combustibilidad se observa si la llama se extingue cuando se retira el
mechero, si arde con dificultad, si chisporrotea o es una llama intensa.
- Tipo de fusión, se debe observar si el plástico se funde fácilmente y gotea, si
se descompone, si toma consistencia de goma o si se carboniza. (se debe
mantener la llama durante 8 ó 10 segundos).
- Olor de la combustión Este es un ensayo muy subjetivo pero intentaremos
clasificar el olor en: picante e irritante, a cuerno quemado, a vela, a gas
natural.
3. Anota los resultados en la tabla N°1.
4. Compara los datos obtenidos de la tabla N° 1 con los proporcionados
en la ficha técnica N°1 y llega a una conclusión acerca del plástico
en cuestión.
5.4. MÉTODO DE SEPARACIÓN POR CALORÍMETRIA
DIFERENCIAL
“EL SIGUIENTE MÉTODO DEBERA SER EJECUTADOO POR
PERSONAL CALIFICADO CON CONOCIMIENTO DEL
FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO DSC. “
5.4.1. ENSAYO DE CALORÍMETRIA POR DIFERENCIAL DE BARRIDO
Es una técnica térmica en la que se miden las diferencias en la cantidad de
calor aportado a una sustancia y a una sustancia de referencia en función de
la temperatura de la muestra, cuando las dos están sometidas a un programa
de temperatura controlado.
5.4.2. MATERIALES
1. Muestras de polímeros identificados
2. Equipo DSC 3+ METTLER TOLEDO.
3. Selladora METTLER TOLEDO
4. Crisoles de aluminio
5. Balanza analítica digital.
6. Pinza
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5.4.3. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
1. Cortar las muestras en trozos lo más pequeño posible, de forma laminar para así
dar más calidad y precisión a las medidas, ya que, cuando mayor sea la
superficie de contacto entre la muestra y el foco calefactor, más rápidamente se
difundirá el calor a toda la masa de la muestra
5.4.4. PROCEDIMIENTO
1. Pesar el crisol, seguidamente tarar la balanza y añadir los trozos de la muestra
al ras del crisol para volver a pesar.
- En nuestro caso trabajaremos con un intervalo de masas entre 4 y 6.5 mg.
Este intervalo no es muy grande, lo cual es importante para evitar efectos
adicionales relacionados con el retraso térmico (a mayor masa, las
temperaturas de fusión se van desplazando hacia la derecha), que podrían
interferir en nuestro análisis comparativo.
- Es importante que las muestran se corten para que cubran el fondo de la
cápsula al máximo posible. En diagrama N° 2 se observa el proceso de cómo
se cargan las muestras en las cápsulas de aluminio.
2. Las cápsulas, tal y como se muestra en el diagrama N°2, se sellan con una tapa
de aluminio para impedir que por problema de dilatación o descomposición de
la muestra, ésta se proyecte fuera de la cápsula contaminando el instrumento de
medida.
3. Una vez sellada la cápsula que contiene la muestra a analizar se coloca la
cápsula en el pocillo del DSC. En el pocillo de referencia se ha colocado una
cápsula de igual forma y tipo que las que contienen las muestras a analizar pero
vacía.
- Introducir la muestra de referencia y la muestra a ensayar dentro del
calorímetro.
- Programar las temperaturas de trabajo e iniciar el programa, teniendo en
cuenta los datos de la tabla Nº 3.
- Anotar y comparar las temperaturas obtenidas con las temperaturas teóricas
de la tabla N°2.
- Elaborar el consolidado final de acuerdo a las tablas de resultados de los
ensayos realizados, ya que la capacidad de reacción a cada uno de los
métodos de identificación nos muestra la procedencia de cada residuo.
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6. DIAGRAMA DE FLUJOS
6.1. DIAGRAMA DE FLUJO POR SEPARACIÓN DE MEDIOS DENSOS
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6.2. DIAGRAMA DE FLUJO POR SOLUBILIDAD
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6.3. DIAGRAMA DE FLUJO DE REACCION A LA LLAMA
ENSAYO DE REACCION A LA
Cortar las muestras de un tamaño de 1x1
Acercar la muestra por un extremo al mechero
Observar las caracteristicas como:
cantidad y color de blanco
negro
con hollin
sin hollin
sin hollin
con hollin
PEAD , PEBD
PP,PVC
PS,PE
OTRO
color de la llama
PEAD, PEBD,PP
amarrillo y centro azul
contornoverdePVC
AmarilloPS
AmarilloanarajandoPET
OTRO
SI
NO
SI
NO
NO
NO
SI
SI
SI
NO
Combustibilidadcontinua ardiendo tras quitar del mechero
PEAD, PEBD,PP,PS,PET
autoextinguiblePV
SI
NO
Tipo de fusion Funde y gotea
Se ablanda
Pastoso
Gotea
PEAD, PEBD,PP
PVC
PS
PET
OTRO
SI
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
Olor
SI
Vela recien apagada
Asfixiante
Gas
Dulzon
PEAD, PEBD,PP
PVC
PS
PET
NO
NO
NO
NO
SISI
SI
SI
SI
OTRO
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS POLIMÉRICOS REAPROVECHABLES DEL DISTRITO DE LA JOYA
6.4. DIAGRAMA DE FLUJO POR CALORIMETRIA POR
DIFERENCIAL DE BARRIDO
ENSAYO DE CALORIMETRIA POR DIFERENCIAL DE BARRIDO
Cortar las muestras lo mas pequeño posible para que la superficie de contacto sea la mayor al momento del
ensayo
Pesar el crisol y tarear la balanza, seguidamente añadir los trozos de la muestra y pesar .
intervalo de masas entre 4 a 6.5 mg
Los crisoles seran sellados con tapas de aluminio para evitar problemas de dilatacion y contaminacion
Una vez sellada la capsula sera colocada dentro del pocillo del equipo DSC , juntamente con una capsula
sellada vacia.
Programamos las temperaturas segun los datos solicitados.
seguidamente comparamos las temperaturas de nuestras muestras con las temperaturas teoricas
-Temperatura de transicion vitrea(Tg).-Temperatura de
fusion(Tm)-Temperatura de
Tg: -35 a -120( C) Tm:135( C)
PEAD
Si la temperatura esta dentro del intervalo indicado ,es un polimero ?
Tg: -15 a -25( C) Tm:160( C)
PP
Tg: 81( C)Tm:150( C)
PVC
Tg: -20 a -125 ( C) Tm:106 a 112( C) PEBD
Tg: 80 ( C) Tm:265( C
PET
SI
SI
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
NO
OTRO
TESIS
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7. ANEXOS
7.1. FICHA TECNICA N°1
TEORIC
O PRA
CTICO
TEORIC
OPRA
CTICO
TEORIC
OPRA
CTICO
TEORIC
OPRA
CTICO
TEORIC
OPRA
CTICO
TEORIC
OPRA
CTICO
TEORIC
OPRA
CTICO
11,3
3 a 1,3
9Ins
oluble
, no
hincha
Humo n
egro co
n
hollin
Amaril
lo
anaran
jado
Continu
a ardie
ndo
tras qu
itar el
meche
ro
Gotea
Dulzon
80265
PET
20,9
4 a 0,9
7Ins
oluble
,
hincha
Muy p
oco bl
anco
Amaril
lo cent
ro
azul
Continu
a ardie
ndo
tras qu
itar el
meche
ro
Funde
rapido
y
gotea
A vela
recien
apagad
a -35
a -120
135PEA
D
31,3
9 a 1,4
0Sol
uble ,
hincha
Bastan
te blan
duzco
Contor
no ver
deLlam
a
autoex
tinguib
leSe
abland
aInte
nso asf
ixiante
81150
PVC
40,9
1 a 0,9
3Ins
oluble
,
hincha
Muy p
oco bl
anco
Amaril
lo cent
ro
azul
Continu
a ardie
ndo
tras qu
itar el
meche
ro
Funde
rapido
y
gotea
A vela
recien
apagad
a -20
a -125
106 a 1
12PEB
D
51,0
4 a 1,1
0Ins
oluble
, no
hincha
Sin hu
moAm
arillo c
entro
azul
Continu
a ardie
ndo
tras qu
itar el
meche
ro
Funde
rapido
y
gotea
Intenso
a vela
recien
apaga
da-15
a -25
165PP
60,9
0 a 0,9
1sol
uble
Negro
con ho
llinAm
arillo
Continu
a ardie
ndo
tras qu
itar el
meche
ro
Se vue
lve pa
stosa
Gas na
tural
90 a 100
PS
CODIG
O DE
MUEST
RAITE
MPO
LIMERO
ENSAYO
DE SEP
ARACIO
N POR
CALOR
IMETRI
A
DIFERE
NCIAL
TEMPER
ATURA
DE
TRANSI
CION V
ITREA
(°C)
TEMPER
ATURA
DE FUS
ION
(°C)
RANGO
DE
DENSID
ADES
TEORIC
O(gr/c
m3)
RANGO
DE
DENSID
ADES
PRACTI
CO(gr/
cm3)
TIPO D
E
REACCI
ON
TEORIC
A
TIPO D
E
REACCI
ON
PRACTI
CA
ENSAYO
POR R
EACCIÓ
N A LA
LLAMA
ENSAYO
DE
SOLUBI
LIDAD
(MEDIO
SOLUBL
E ACET
ONA)
ENSAYO
POR D
IFEREN
CIA DE
DENSID
ADES
CANTID
AD Y C
OLOR D
E HUM
OCO
LOR DE
LA LLA
MACO
MBUST
IBILIDA
DTIP
O DE FU
SION
OLOR
TESIS
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7.2. Tabla Nº1: Separación por reacción a la llama
MUESTRAS
CANTIDAD
Y COLOR
DE HUMO
COLOR
DE LA
LLAMA
COMBUSTIBILIDAD TIPO DE
FUSION OLOR
A
AA
AB
TESIS
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7.3. DIAGRAMAS DE IMÁGENES
7.3.1. ENSAYO POR MEDIOS DENSOS
7.3.2. DIAGRAMA DE ENSAYO DE SOLUBILIDAD
Clasificación de residuos
poliméricos (envases, utensilios,
etc, )
Sacar un trozo pequeño de cada
envase para realizar el ensayo
Introducir los trozos de cada
envase en el medio denso y
observar si flota o no.
Introducir el trozo
de polímero en el
envase y añadir la
acetona.
Espera un
momento y
observar el tipo
de reacción de la
muestra
Clasificación de
residuos poliméricos
(envases, utensilios,
Sacar un trozo
pequeño de cada
envase para realizar el
TESIS
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7.3.3. DIAGRAMA DE ENSAYO POR REACCIÓN A LA LLAMA
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA (Cortar las muestras de un tamaño de 1cmx1cm)
SUJETAR LAS MUESTRAS POLIMÉRICAS CON LA PINZA
ACERCAR LA MUESTRA POLIMÉRICA AL MECHERO BUNSEN POR UN EXTREMO
OBSERVAR LAS CARACTERÍSTICAS TALES COMO OLOR DE HUMO , COLOR , ETC.
ADQUISICIÓN DE DATOS
COMPARACIÓN DE DATOS
TESIS
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7.3.4. DIAGRAMA DE IMÁGENES DE ENSAYO DE CALORIMETRIA
PREPARACION DE LA MUESTRA (Cortar la muestra lo mas pequeño posible)
PESADO DE LA CAPSULA DE ALUMINIO Y TAREADO DE LA BALANZA
AÑADIR LA MUESTRA EN EL CRISOL PARA SER PESADO
PROCESO DE SELLADO DEL CRISOL CON LA MUESTRA
COLOCACION DE LA CAPSULA DE LA MUESTRA Y CAPSULA DE REFERENCIA EN EL EQUIPO DSC
PROGRAMACION DE DATOS PARA EL ENSAYO DSC
TOMA DE DATOS PARA EL CUADRO COMPARATIVO