En los últimos años, ha habido un aumento significativo en la atención internacional hacia la acumulación de plásticos en el mar. Aunque se han realizado esfuerzos para cuantificar fuentes y cantidades exactas de residuos, así como entender sus impactos, estos intentos siguen siendo limitados. Para abordar esta problemática, herramientas como el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) deben ser mejoradas e incluir indicadores que estén relacionados con el potencial daño ambiental de las partículas plásticas en la naturaleza. Además, se requiere el desarrollo de inventarios de ciclo de vida (ICV) que contemplen los flujos de plásticos mal gestionados que ingresan al medio ambiente. En este contexto, esta tesis de doctorado presenta dos objetivos principales. Por un lado, diseñar una metodología para la cuantificación de flujos plásticos que estarían entrando al océano desde fuentes terrestres, con el fin de impulsar la creación de ICVs que los incluyan. Por otro lado, desarrollar una categoría de impacto de agotamiento de recursos abióticos que considere el efecto de la disipación de polímeros plásticos en la naturaleza. La primera parte del estudio permitió identificar diferentes barreras antrópicas y naturales que afectan el movimiento de los residuos hacia el mar, y diseñar una ecuación que ilustre la relevancia de los efectos de retención de plásticos. En la segunda parte, se desarrolló una categoría de impacto ambiental para cuantificar las consecuencias de estos flujos de materiales mal manejados dentro del ACV. La categoría de impacto, llamada marine circularity loss, cuantifica la pérdida de materiales plásticos en el océano que no podrían reingresar a la cadena de valor. Se espera que estos avances en la cuantificación de flujos de residuos plásticos y sus impactos en el océano permitan una toma de decisiones más adecuada frente a esta situación. / In recent years, the accumulation of marine plastic has gained international attention. However, attempts to quantify sources, magnitudes, and related impacts of marine waste in a more precise way are still limited. It is important that tools, such as the Life Cycle Assessment (LCA), include linkages to the potential environmental damage generated by plastic particles in nature. Likewise, life cycle inventories (LCI) must be developed including flows of mismanaged plastics that enter nature. In this context, this doctoral thesis has two main objectives. On the one hand, to design a methodology for the quantification of plastic flows that may be entering the ocean from terrestrial sources, in order to promote the creation of ICVs that include them. On the other hand, the development of an abiotic resource depletion impact category which considers the effect of the dissipation of plastic polymers in nature. The first part of the study made it possible to identify different anthropogenic and natural barriers that affect the movement of waste towards the sea, and to design an equation that allowed illustrating the relevance of the effects of plastic retention. The second part, an environmental impact category to quantify the consequences of these mismanaged material flows within the LCA was developed. The impact category, called marine circularity loss, quantifies the loss of plastic materials in the ocean that are not able to re-enter the economic value chain. It is expected that these advances in the quantification of plastic waste flows and their impacts on the ocean will allow for more appropriate decision-making to address this situation.

Memoria para optar al título de Arquitecto

Incorpora fibras de cuero y sintetiza cobre nanométrico en una matriz vinílica (policloruro de vinilo), con el fin de obtener laminados reforzados para aplicarlos como superficies bactericidas. Se propone el planeamiento experimental, seguido del diseño de experimentos y el análisis estadístico. Los resultados de la investigación se estructuran en tres bloques: en el primero, se estudia el efecto de la concentración del plastificante, de la temperatura y tiempo de plastificación sobre el brillo y la dureza de los laminados vinílicos sin reforzar. Se seleccionan como condiciones óptimas de operación para la formulación del material una concentración de plastificante de 70 por cien de resina, una temperatura de 200°C con un tiempo de plastificación de 120 segundos dentro de la estufa. En el segundo bloque, se estudia la influencia del tamaño y concentración de la fibra de cuero incorporado, sobre las propiedades mecánicas de tensión de rotura, porcentaje de alargamiento a la rotura y el módulo de elasticidad de los laminados vinílicos reforzados. Se seleccionan como tamaño de RCuero de 180 µm y un porcentaje de 12,5 por cien de resina. En el tercer bloque, se evalúa la implementación de tres metodologías de preparación de laminados vinílicos reforzados con cobre en el plastificante. Se caracteriza la fase de Cu en los laminados obtenidos, utilizando espectrofotometría UV-Vis, EDXF, DRX, TGA y la actividad antimicrobiana frente a las cepas de la Escherichia coli (ATCC*25922TM).

El nuevo modelo de gestión logística propuesto contribuirá en la optimización del proceso logístico de la empresa, ayudará a mejorar la integración entre las áreas y a un ordenamiento de los procesos.

Ingeniera Civil Química / El consumo de plásticos aumenta incesantemente y dado el tiempo que requieren para degradarse, la acumulación en el planeta podría llegar a ser insostenible. Por otro lado la vida de hoy no sería factible sin los plásticos, pero su producción tampoco es sustentable ya que su materia prima es el petróleo. Una alternativa que se está desarrollando en el mundo son los bioplásticos, estos están hechos a partir de recursos renovables y/o se degradan en menos tiempo sin generar residuos que alteren el equilibrio natural. En Europa la mayor demanda de plásticos es de la industria de los envases, por lo que resulta de gran importancia desarrollar alternativas amigables con el medio ambiente. Estas deben ser de igual calidad que los envases convencionales y ser capaces de cumplir con todas sus funciones. Esto se logra combinando las propiedades de distintos materiales. Este trabajo se desarrolló en conjunto con la empresa HYC packaging, dedicada al rubro de los envases plásticos flexibles. El proceso que ellos realizan consta de las siguientes etapas: Extrusión, impresión, laminación, rebobinado, corte y sello. El objetivo general de este trabajo es evaluar alternativas de proceso que bajo las condiciones operacionales actuales de HYC packaging permitan desarrollar una línea de producción de envases plásticos a partir de materiales compostables. Los materiales compostables tienen como principal característica que se biodegradan en condiciones de compostaje generando como residuo Agua, CO2, biomasa y compuestos inorgánicos. Este proceso dura 6 meses, lo mismo que la materia orgánica que normalmente se encuentra en plantas de compostaje. Una ventaja de trabajar con estos materiales es que se certifican por las normas ASTM D6400 en EEUU y EN13432 en Europa. Se desarrollaron dos envases, uno para café y uno para frutos secos. Para el primero se utilizó Ecoflex de BASF, un poliéster compostable hecho a partir de subproductos del petróleo. Se hicieron dos pruebas industriales de extrusión con las cuales no se lograron encontrar las condiciones de operación para un producto satisfactorio por lo que no se continuó con su desarrollo. Para el segundo se utilizó un film de acetato de celulosa con recubrimiento de PVdC (NKA de innovia) y un film de PLA transparente (NTSS de taghleef), ambos hechos a partir de recursos renovables. Se logró una buena impresión y una laminación y sellado aceptables, pero mejorables. En conclusión se logró un gran avance en el camino para producir envases a partir de materiales compostables, pero es necesario seguir haciendo pruebas para lograr mejores resultados.

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O uso de materiais poliméricos vem conquistando, com o passar dos anos, novos campos de aplicações, e substituindo com sucesso muitos componentes que tradicionalmente eram fabricados em materiais metálicos. Os aços AISI P20, DIN 1.2738 e DIN 1.2711 são utilizados na manufatura de moldes para plásticos não clorados, em que a usinagem é o item mais oneroso em seu custo total, uma vez que grande quantidade de material é removida na forma de cavacos para sua fabricação. A dureza do aço é a propriedade mais especificada nessas aplicações, em que se destacam duas famílias de produtos: 30 e 40 HRC. Moldes com 40 HRC são utilizados quando se desejam alto grau de polibilidade e resistência ao desgaste abrasivo, porém sua usinagem é difícil e onerosa. Portanto, o objetivo do presente trabalho é estudar o desenvolvimento de um aço para moldes plásticos de 40 HRC com elevada usinabilidade, sem perdas em sua polibilidade. Foram fundidas ligas com variações composicionais em escala laboratorial e forjadas em condições industriais. Esses materiais foram caracterizados em relação à temperabilidade, resposta ao tratamento térmico, propriedades mecânicas, avaliação microestrutural pelas técnicas de MO e MEV, e analisadas suas soldabilidade e usinabilidade. Baseado nos resultados obtidos foi produzido um lingote industrial de 33 t, que originou um bloco forjado de grandes dimensões (900 mm x 1.000 mm x 3.000 mm). Tanto em escala piloto quanto na industrial, o aço apresenta elevada temperabilidade e boa homogeneidade microestrutural e de dureza. Sua usinabilidade em fresamento é superior a do aço DIN 1.2711 e, ainda assim, mantém elevado nível de polibilidade e boa resposta à texturização. As vantagens do aço proposto em relação ao de norma alemã são: o menor teor de carbono (0,26%) que reduz o nível de segregação do material, favorecendo uma microestrutura homogênea; o tratamento de micro-inclusões com Ca-Si, que contribui com uma boa usinagem, e o baixo teor de Ni em sua composição diminuindo o custo da matéria prima.

El tema del calentamiento global es un gran debate entre políticos, científicos, la industria y la sociedad en general. Se discute desde su existencia hasta su severidad, sus potenciales causas, así como sus efectos en los sistemas globales tales como el clima, la ecología y particularmente en la vida de las personas. En este contexto, es indiscutible que las emisiones de dióxido de carbono y otras que intensifican el efecto invernadero han aumentado dramáticamente, a la par de nuestro consumo energético. Para revertir esta situación, por un lado, es impostergable el desarrollo de tecnologías que permitan aprovechar fuentes de energía renovable como la fluvial o la marítima que, por cierto, son abundantes en el Perú y, por otro, la utilización de materiales reciclados se hace cada vez más exigente para contribuir con el cuidado del medio ambiente. Una aplicación que sintetiza ambas soluciones, es la fabricación de rodetes de turbinas con materiales reciclados de bajo peso para garantizar el aprovechamiento eficiente de la energía de los ríos y mares. El objetivo de este trabajo es el diseño de una turbina de corriente libre tipo propeller utilizando plásticos reciclados reforzados con madera recuperada. El diseño de la turbina propeller realizado en el presente trabajo comprende las siguientes etapas: En primer lugar, se identificaron los parámetros necesarios para el diseño. Luego de un análisis energético, se procedió a realizar el dimensionamiento inicial del rotor de la turbina y mediante un análisis mecánico se determina el diseño final de la geometría y los materiales de los álabes. A continuación se diseñan los demás componentes y accesorios de la turbina. Por último, se realizan los planos y costos de fabricación. Se ha diseñado una turbina tipo propeller de eje inclinado a 30° con el plano horizontal, 2m de diámetro y tres álabes con perfil NACA 4412 en su sección transversal; capaz de desarrollar una potencia máxima en el eje de 1,1 kW. Para el diseño de los álabes se ha considerado que éstos serán fabricados en dos etapas: inicialmente el núcleo de los álabes se obtendrá por moldeo de un material compuesto de matriz de polipropileno reciclado reforzado con partículas de madera capirona recuperada y, finalmente, recubiertas con dos capas de material compuesto de fibra de vidrio y resina poliéster; reduciendo considerablemente los costos y tiempos de fabricación en comparación a los álabes fabricados en su totalidad con este último material compuesto. / Tesis

La presente tesis es planteada con el objetivo de diseñar una máquina automática compacta que permita reciclar plástico ABS, proveniente de las piezas funcionales en desuso de los laboratorios de la PUCP, y convertirlo en filamentos para impresión 3D. Se determinó que el diseño del sistema mecatrónico contará con tres estaciones interconectadas que realizan un proceso específico: triturar, extruir y enrollar el filamento de ABS. Este diseño permite que la maquina pueda realizar cada proceso independiente, con lo cual se obtiene mínimamente 0.5 kg de filamento ABS para impresión 3D de distintos diámetros comerciales de forma continua. Además, el diseño contempla la posibilidad del reciclaje de otros tipos de plástico con propiedades mecánicas y físicas similares al ABS. Así, se abordan los cálculos de diseño mecánico, los análisis de resistencia de distintos materiales mediante simulaciones computacionales, la selección de componentes, la propuesta del control del sistema, y los planos de ensamble y despiece para su fabricación. De esta manera, se obtiene un estimado del costo de diseño y fabricación para un ejemplar de aproximadamente S/33,000.00. / Tesis

La soldadura por fricción batido FSW, es un nuevo método en la tecnología de unión de plásticos; a diferencia de las aplicaciones tradicionales en aleaciones de aluminio en el caso de los plásticos requiere el desarrollo de herramientas y procedimientos para conseguir uniones de la calidad requerida. La investigación en FSW de polímeros se ha enfocado hasta ahora en la unión de planchas planas, en este documento se presenta un método para unir mediante FSW tuberías plásticas de polietileno para gas natural, las propiedades mecánicas de la unión se evalúan mediante ensayos de resistencia a la tracción, se estudiaron además las superficies de fractura y se analizó la microestructura de las uniones soldadas. / Tesis