La presente investigación se realizó en una empresa manufacturera, en la cual el problema es, la baja productividad que presenta el proceso actual, teniendo en cuenta la capacidad de diseño que tiene el área de rotomoldeo, la empresa deja de percibir gran cantidad de ingresos mensuales que se traduce como pérdidas directas; por lo que se planteó como objetivo principal realizar una propuesta de mejora en el área de rotomoldeo de la empresa para incrementar su productividad. Se desarrolló un diagnóstico del proceso actual, se verificó el historial de la productividad y teniendo en cuenta la capacidad de diseño de planta, se procedió a calcular la eficiencia con la que cuenta el proceso actual, obteniendo como resultado la cantidades de producción diaria, estos datos recopilados se utilizaron para dar idea a la propuesta, la cual se elaboró utilizando el software ProModel, permitiendo a través de la simulación, incrementar la eficiencia de 47% a 87%, y así mantener en óptimas condiciones el nivel de producción del área; por último se evaluó la productividad pre y post mejora, presentando un aumento de 14 a 26 tanques producidos por día, lo que se vio reflejado en el incremento de ingresos para la empresa, que pasó de S/.235200 a S/.436800 por mes.

En la actualidad, los diversos procesos industriales generan grandes cantidades de residuos sólidos que, en su mayoría, no son reciclados y ocasionan daños irremediables al medio ambiente. En respuesta a esta problemática, la Pontificia Universidad Católica del Perú, financiada por el Fondo para la Innovación, Ciencia y Tecnología (FINCyT), desarrolla un proyecto de investigación que estudia el sinterizado de plásticos reciclados y madera recuperada para obtener materiales compuestos útiles para la industria. Como parte de este estudio, en el presente trabajo se diseña el sistema mecánico de rotación biaxial de un equipo de moldeo rotacional para laboratorio que, en conjunto con los sistemas de calentamiento y enfriamiento, elabora productos huecos de este material compuesto con forma cilíndrica o prismática rectangular. Este sistema mecánico sujeta los moldes, proporciona los giros necesarios para el moldeo durante el calentamiento y enfriamiento del material, y los transporta hacia las otras estaciones para cumplir con todas las etapas del proceso. El diseño óptimo fue el resultado de la aplicación de la metodología según la norma VDI 2221 y se siguieron las etapas especificadas para el diseño hasta obtener una solución óptima: Comprensión de la solicitud, concepción de la solución, evaluación de posibles alternativas, y desarrollo del proyecto óptimo definitivo. Se realizaron los cálculos necesarios para determinar y estimar las fuerzas dinámicas y estáticas que se ejercen en la operación. De esta manera, se verificó la resistencia de los materiales a los esfuerzos que se generan y se dimensionaron los componentes del sistema mecánico de rotación biaxial para cumplir su función. Como resultado, se obtuvo un brazo mecánico cuyos elementos expuestos al calor soporten una temperatura superficial de 300°C. El giro principal lo proporciona un motorreductor de 0,55 kW y el secundario, otro motorreductor de 0,37 kW. Ambas velocidades de rotación son reguladas por un variador de frecuencia de control vectorial. Además, el sistema trabaja con una carga máxima de 70kg y la traslada hacia la estación de calentamiento o enfriamiento según se requiera sobre rieles antivolteo.

El uso de silo bolsa en Argentina es continuo y creciente. En este sistema económico de envasado hermético, basado en películas de polietileno, se almacena la mitad de la producción granaria actual. Además, la exportación de esta tecnología, representa una importante fuente de divisas para Argentina. Su principal problema, es la rotura de la bolsa por la acción de alimañas, perdiéndose la hermeticidad dentro de la misma. El objetivo general de esta tesis es desarrollar un proceso de producción de películas con superficie modificada por inclusión de partículas de talco, basado en el sistema de soplado de películas de polietileno a fin de incorporar propiedades repelentes de alimañas y/o agentes biocidas. En tal sentido, se plantea una solución viable y sostenible al problema: incorporar repelentes a la superficie externa de la bolsa de forma que estos sean retenidos sin dificultar la manipulación para el trabajador rural. Para ello se propuso modificar la superficie inerte del polietileno, de modo tal de favorecer la retención y liberar controladamente un repelente que se adiciona sobre la superficie del silo bolsa en campo (sistema similar al de fumigación). Inicialmente, se estudió la fluidodinámica del sistema de enfriamiento del proceso de soplado, lo que permitió identificar los fenómenos que contribuyen a la adhesión de las partículas si las mismas se suspenden en esa corriente de aire de enfriamiento. Se analizaron todas las variables involucradas en el proceso de soplado básico, para diseñar el dispositivo que permita la modificación in-situ y en continuo, con velocidades de producción reales. Para el diseño se tuvieron en cuenta: el proceso de soplado en sí mismo, la modificación deseada, los aspectos económicos y la inocuidad del proceso propuesto tanto para el operador como para el ambiente. Se diseñó el sistema de modificación, se lo modeló fluidodinámicamente y se lo simuló usando ANSYS FLUENT. Se construyó el sistema propuesto a escala semi industrial que incluye una cámara de confinamiento de partículas y un sistema de dosificación y alimentación de las mismas a la corriente de aire enfriamiento. Se montó el sistema real, se lo puso en marcha y se verificaron los resultados del modelo y simulación. Se verificó que las películas sin modificar obtenidas con el sistema propuesto conservan las propiedades finales de las sopladas con el sistema convencional. El sistema desarrollado permite obtener películas modificadas con partículas en su superficie, sin usar adhesivos. En tal sentido, se soplaron películas con distintas dosificaciones de talco, en condiciones de operación normales y con dos temperaturas de extrusión. Las películas modificadas superficialmente conservan todas sus propiedades mecánicas. Se probó además que la presencia de las partículas de talco en la superficie de las películas favorece la absorción de agentes activos tanto de carácter hidrofílico como hidrofóbico. Se consiguió demostrar que los agentes activos pueden ser incorporados sobre la película modificada incrementando su retención, alcanzándose completamente el objetivo general propuesto. Concluyendo, se consiguió desarrollar un proceso sencillo, económico y sostenible de modificación superficial de películas que permite retener agentes activos con alta viabilidad tecnológica / The use of silo bag in Argentina grows continuously as it is an economic system of hermetic packaging that preserves grain quality for long time. Silo bag is a convenient storage system based on polyethylene films where half of the current grain production is stored. Nowadays, this technology is exported meaning an important source of currencies for Argentina. The main silo bag problem is the breakage of the bag by the action of different animals like rodents, losing the auto-modified atmosphere inside it. The aim of this thesis is to develop a production process for films with modified surfaces by the inclusion of talc particles based on the polyethylene blown film extrusion process. In this sense, a viable and sustainable solution is presented: to incorporate repellents to surface modified bag in a second step in order to increase their retention, to delay release and minimize difficulties for farm worker manipulation. Initially, the fluidodynamic of the blown process cooling system was studied, which allows identifying phenomena that contribute to particles adhesion if they are suspended in the cooling air stream. Every variable involved in the basic blown process was analyzed for the device design, which allows the in situ modification with actual production speed. The following factors were taken into account in device design: blown process itself, desired modification, economical aspects, and safety for operators and environment. The modified system was modeled and simulated employing ANSYS FLUENT. It was built at a semi-industrial scale, including a confinement chamber for particles; and a dosing and feeding device to incorporate talc into cooling air stream. The new system was installed, started up and the results from the modeling and simulation were verified. Also, it could be seen that films without modifications obtained with the proposed system present final properties similar to those blown with conventional system. The system presented in this thesis allows obtaining modified films with particles on their surface without the use of adhesives. Films were blown with different talc dosages using standard operation conditions and two extrusion temperatures. Surface modified films conserve all their mechanical properties and biaxiality. The presence of talc particles in films surface promotes the absorption of both hydrophilic and hydrophobic active agents. It was demonstrated that active agents can be incorporated over the modified film by atomizing in a second step, increasing its retention and successfully reaching the general objective proposed. In conclusion, the development of a simple, economical and sustainable process for polyethylene films surface modification with a high technological feasibility was achieved allowing the retention of active agents

Las canteras que se usan para la construcción vial en Chota, no cumplen con la gradación, plasticidad y resistencia, por lo que son mezcladas, para cumplir con los estándares de afirmado, subbase o base, siendo así, buscando darle un aporte ambiental el estudio tuvo como fin “Analizar las propiedades físico-mecánicas de una base granular tratada con adición de PET reciclado triturado, cantera Chuyabamba, Chota, 2021”. El estudio experimental tuvo como muestra a la base granular natural con suelo de la cantera Chuyabamba y la base granular tratada con adición de PET reciclado triturado. Como parte del estudio se recolectaron botellas plásticas de los botaderos de la ciudad de Chota, luego pasaron por un proceso de lavado, secado y triturado con diámetro de 2.00 mm, para ser mezclado en porcentajes de 0, 10, 20 y 30% respecto al peso del suelo natural. Se verificó que el suelo de la cantera Chuyabamba, no cumple con los requisitos técnicos del MTC (2014) para una base granular, no obstante, al utilizar PET al 10, 20 y 30%, la mezcla granular mejora sus características, pero a pesar de aumentar el CBR al 100% de la M.D.S. hasta 76.80, 78.20 y 77.60%, sigue estando por debajo del mínimo especificado por el MTC (2014), no obstante, la diferencia es de tan solo 1.80%. Finalmente, al comparar técnicamente las propiedades de la “base granular tratada con adición de 20% de PET reciclado triturado” y la base granular natural, se demostró que la base tratada presenta mejores características que el suelo natural, además de que permite reducir en un 90% la cantidad de residuos plásticos en los botaderos y calles de la ciudad, siendo beneficioso su usanza en la construcción de carreteras o reparación de pavimentos de vías chotanas.

Esta investigación evaluó las características físicas y mecánicas de unidades de albañilería confinada de concreto con plástico PET para la construcción de muros portantes, para comprobar si se puede integrar plástico PET triturado en el concreto para su fabricación. Para ello, se determinó la dosificación apropiada para la muestra patrón con una resistencia que corresponda al tipo 17 según la Norma Técnica Peruana 399.601, el cual comparte características similares a ladrillos de arcilla tipo V según la E.070, se reemplazó en peso el agregado grueso por el plástico PET en porcentajes ascendientes de 5%,10%,15%,20% y 25%, se adicionó también la dosificación 5% y 10% de PET en relación al peso del cemento. Elaborados los ladrillos, se ensayaron para conocer la resistencia a la compresión de la unidad(f’b), se descartó los porcentajes de 15% y 25% ya que no cumple con los requisitos mínimos por resistencia, mientras que los ladrillos patrón, 5%,10%,20%, +5% y +10% tuvieron resistencias de 183.88 Kg/cm2, 188.26 Kg/cm2, 241.03 Kg/cm2, 201.51 Kg/cm2, 208.66 Kg/cm2 y 189.44 Kg/cm2 respectivamente, posteriormente se realizó el ensayo de pilas(f’m) con resistencias de 103.61 Kg/cm2 y 67.38 Kg/cm2, 95.02 Kg/cm2, 104.06 Kg/cm2, 88.60 Kg/cm2, 78.95Kg/cm2 respectivamente, se realizó el ensayo de muretes (v’m), se obtuvo 1.21MPa, 1.09 MPa, 1.45MPa, 1.27MPa, 1.31MPa y 1.34MPa respectivamente. Se concluyó que las propiedades físicas y mecánicas de las unidades de albañilería de concreto y plástico PET triturado cumplen los requisitos, siendo la dosificación óptima la de 10% de reemplazo del peso del agregado grueso por plástico.

La gestión de los residuos plásticos en la región Lambayeque en su mayoría, se depositan en los distintos botaderos, generando daños ambientales, económicos y sociales. Por ello, el presente proyecto tiene como objetivo general diseñar una planta productora de tableros de partículas a partir de los residuos plásticos con bambú o cascarilla de arroz. La metodología del presente estudio inició con el diagnóstico actual de los residuos plásticos, bambú y cascarilla de arroz, luego se realizó el estudio de mercado de los tableros de partículas para determinar la demanda del proyecto, también, se elaboró la propuesta de un diseño de planta para producir tableros de partículas a partir de los residuos plásticos con bambú o cascarilla de arroz donde se utilizaron diversos métodos de ingeniería, por último se evaluó un estudio económico financiero para determinar rentabilidad del proyecto. Como resultados existe 979,57 t de residuos plásticos acopiados, además existe suficiente disponibilidad del bambú y cascarilla de arroz, en cuanto al mercado se estableció iniciar con el 2 % al 4 % de la demanda insatisfecha siendo, 455 911 planchas, también, se determinó que la ubicación óptima es el distrito de Pomalca, además cuenta con una capacidad utilizada de 62,53 % para el primer año, y, se determinó el área total de la fábrica de 2 558,24 m2, finalmente en el estudio económico financiero se obtuvo un VAN de S/. 618 222,47 y un TIR de 35,26 %, siendo mayor al TMAR de 10,90 %.

Desde hace 25 años la empresa familiar “Arribasplata Seguin” viene produciendo juguetes, cuyas partes principales son fabricadas artesanalmente mediante moldeo rotacional, en el que se emplean polímeros termoplásticos como materia prima. Dado que todo el proceso se hace a mano, no se pueden controlar los parámetros del proceso ni las características del producto; asimismo, el tamaño y la cantidad de los juguetes que se fabrican están limitados por la destreza, experiencia y condición física de la persona que realiza el trabajo. Para resolver estos problemas y mejorar la producción de juguetes, la empresa ha decido implementar un equipo de moldeo rotacional, capaz de hacer girar un arreglo de moldes huecos simultáneamente en dos ejes perpendiculares, al mismo tiempo que se calienta dentro de un horno para que el material contenido en los moldes pueda adherirse homogéneamente a la superficie interior de los mismos y, luego de ser enfriados, den como resultado productos huecos de espesor más uniforme, mejor calidad y en mayor cantidad. El objetivo del presente trabajo es diseñar un sistema mecánico de rotación biaxial, de 400 kg de capacidad de carga y 300°C de temperatura máxima de trabajo, para la fabricación de juguetes de polímeros termoplásticos mediante moldeo rotacional. El diseño del sistema mecánico de rotación biaxial se realizó según la metodología recomendada por la Asociación de Ingenieros Alemanes (Verein Deutscher Ingenieure, VDI 2221) cuyo título es “Métodos para el desarrollo y diseño de sistemas técnicos y productivos”. Con ayuda de la recomendación, el proceso de diseño se llevó a cabo de forma ordenada y según las cuatro etapas que sugiere el documento. Durante la primera etapa se identificaron las características generales de todo el equipo de moldeo rotacional, con el fin de conocer su influencia sobre el sistema de rotación. En la segunda etapa se plantearon cuatro conceptos de solución que fueron evaluados con ayuda de un análisis técnico-económico para identificar el concepto de solución óptimo. Finalmente, durante la tercera y cuarta, se desarrollaron todos los detalles del diseño concernientes al sistema de rotación. En conclusión, se ha diseñado un sistema mecánico de rotación biaxial para la fabricación de juguetes de polímeros termoplásticos mediante moldeo rotacional. El sistema mecánico es capaz de hacer girar un conjunto de moldes en dos direcciones perpendiculares con una velocidad máxima de 20 rpm, al mismo tiempo que se calientan dentro de una cámara que puede llegar hasta los 300 °C.

La presente tesis se basa en la mejora del proceso de fabricación de portapapeles en una pequeña empresa, perteneciente a la industria de confecciones de plástico. Asimismo, la finalidad de este trabajo es implementar las herramientas de Lean Manufacturing para mejorar el proceso productivo de la empresa e incrementar sus utilidades, como también analizar si el proyecto es viable económicamente. En primer lugar, se definen las herramientas de análisis de procesos y de Lean Manufacturing; esto permite tener una idea de lo que se está trabajando durante todo el desarrollo de la tesis. Luego, se utilizan estrategias de ingeniería para determinar los problemas principales: el deficiente nivel de producción y los productos defectuosos; además, se aplica la teoría de los 7+1 desperdicios, para identificar las actividades que no son aprovechadas en su totalidad, debido a los desperdicios generados en ellas. Por otro lado, para determinar las causas de este problema principal hallado, se realiza el diagrama de Ishikawa, con ayuda del desarrollo de la técnica de “los 5 Porqués”. Esto permite identificar las causas raíz en cada recurso, entre ellos, las máquinas, el material, el método, la medida y los operarios. Además, se elabora el diagrama de Pareto para identificar las causas principales. Después, se analizan las herramientas de Lean Manufacturing a utilizar: Andón y Jidoka, celdas de manufactura y Poka Yoke; además, la estrategia ergonómica usada en algunas actividades, como también otras contramedidas escogidas. Se platean soluciones para cada desperdicio hallado, con el objetivo de minimizarlos o, en el mejor de los casos, eliminarlos. Se logra con la aplicación de todas estas herramientas una producción extra anual de 5,550 cajas de portapapeles, lo que equivale a un ingreso anual de S/. 60,672. Se evalúa el impacto positivo en los siguientes indicadores: Utilización de la planta y OEE. Se logra la propuesta de aumentar la Utilización en al menos 90%, ya que después de aplicar las propuestas de mejora con las herramientas Lean, este indicador se incrementa al 97%. Asimismo, el indicador OEE alcanza un valor del 91%, mayor al valor aceptable de por lo menos 85%. Finalmente, se evalúa el impacto económico de la propuesta de mejora, es decir, se calcula la inversión que se debe realizar para implantar las herramientas analizadas y su viabilidad económica. Se concluye que esta propuesta sí es viable en un horizonte de dos (02) años, ya que la inversión inicial realizada de S/. 116,287 genera un valor presente neto (VPN) de S/. 11,208, mayor a 0; una tasa interna de retorno (TIR) de 22%, mayor a la tasa de descuento (COK) brindado por el gerente general de 15%; y un indicador de beneficio/costo (B/C) de 1.08, lo que significa que por cada sol invertido en el proyecto se va a recibir una ganancia de 0.08 soles.

El avance de la tecnología en el mundo ha permitido la optimización de los procesos productivos en la industria y por ende la mejora en calidad y costos, ésta también se ha dado en la fabricación de envases plásticos elaborados por maquinarias termoformadoras, las cuales cumplen las funciones de calentar, moldear, cortar y enfriar dicho material. El calentamiento del material en forma de lámina, se efectúa en un horno. El horno está conformado por dos superficies calefactoras paralelas entre sí, cada superficie está dividida en filas de resistencias de cerámica y en el centro de cada fila de la superficie superior se ubican las termocuplas que dan el valor de temperatura al PLC. Estas termocuplas se encuentran en el interior del horno y son unidas al controlador mediante cables de compensación con ayuda de borneras. Se ha comprobado que en el proceso de calentamiento actual de los hornos se presenta fallas de comunicación, debido a frecuentes rupturas de los cables. De esta manera, la presente tesis tiene como objetivo general diseñar una interfaz de comunicación inalámbrica para monitorear el horno de termoformadora de envases plásticos, reduciendo la susceptibilidad a fallas y mejorando la eficiencia del proceso de producción. El diseño consiste de dos módulos de comunicación: uno de transmisión y otro de recepción, separados por una distancia menor a 5 metros. Asimismo, se considera que los datos se deben recibir como máximo cada 100ms con una resolución mínima de 1°C. El desarrollo de la propuesta implica el diseño de módulos de recepción y transmisión de datos de temperatura. Así como, el análisis de los componentes que se adecúen a los requerimientos de envío y recepción de la señal. Finalmente, se concluye la eficiencia del diseño de la interfaz de comunicación de datos y se verifica con los resultados obtenidos mediante la simulación entre las termocuplas de un horno de termoformadora y el controlador.

El acceso a una vivienda propia con buenas condiciones sigue siendo un sueño lejano para muchas familias en el mundo. Además, el incremento de residuos por plástico PET es preocupante teniendo en cuenta el aumento de consumo de este material por la demanda de servicios delivery ante las nuevas medidas sanitarias. La pandemia actual también influyó en la economía de muchas familias de escasos recursos económicos, reduciendo así la posibilidad de acceder a una vivienda propia con materiales comúnmente utilizados (concreto, acero y ladrillo de arcilla cocidos, entre otros). El propósito de esta investigación determinar las nuevas tecnologías constructivas usando plástico PET. Para ello se analizarán distintas investigaciones previas desde el año 2015.