DESARROLLO DE UN SISTEMA INYECCION DE PLASTICOS DE DOS ETAPAS PARA EL APROVECHAMIENTO DE POLIETILENO RECICLADO

Abstract

Los procesos de manufactura son muy importantes para el desarrollo económico de cualquier país, estos procesos se enfocan en la fabricación o transformación de materiales crudos (materia prima) en elementos funcionales. Los constantes avances en investigación de materiales se enfocan en buscar mejores productos finales que tengan un impacto ambiental reducido y a su vez bajo costo en su producción. El problema de los plásticos radica en su durabilidad y su difícil degradación, lo que conduce a la contaminación ambiental y representa una amenaza para la vida marina y la salud humana. Como solución, se propone un prototipo de inyección de 2 etapas, con el cual se busca promover la reutilización del plástico y generar un impacto positivo a nivel social y ambiental. Para esto se usa la metodología de diseño mecatrónico, que combina la ingeniería mecánica, electrónica y de control para crear una solución innovadora y sostenible como apoyo al manejo de plásticos y su impacto en el medio ambiente. La validación del prototipo se realiza en probetas inyectadas, las cuales se rigen por la norma ASTM D638, siendo sometidas a pruebas de tracción por medio de una máquina universal de ensayos con el fin de observar los datos que esta genera respecto a las propiedades mecánicas de cada probeta y también siendo aplicadas a la espectroscopia RAMAN para observar de manera gráfica y porcentual que tanto químicamente el componente del material usado en la probeta se encuentra realmente en ésta, además de analizar si existen otros componentes que hagan parte del polímero usado para la fabricación de la probeta, asegurando así la calidad y fiabilidad de los resultados obtenidos en el proceso de desarrollo de la máquina prototipo. La finalización del proyecto concluye con la fabricación de una inyectora de 2 etapas que permite un proceso eficiente de transformación del polietileno. La primera etapa es la extrusión, donde el material se funde y se transporta a la siguiente etapa; esta segunda etapa es la inyección, donde el polietileno fundido se inyecta en moldes específicos para producir productos plásticos con formatos específicos. Se identificaron variables críticas y parámetros óptimos para el procesamiento del polietileno mediante extrusión e inyección, siendo el control de velocidad y temperatura fundamentales para un funcionamiento eficiente. La elección de acero inoxidable facilitó la transmisión disipación de calor en el sistema, así como su seguridad estructural. Los ensayos mecánicos en las probetas inyectadas demostraron que la adición de PP al PEAD mejora la flexibilidad del polietileno de alta densidad para su inyección, pero sus propiedades mecánicas pueden degradarse si la mezcla no es homogénea. De esta forma, los resultados obtenidos con la máquina prototipo validan la fabricación de productos útiles y promueven la reutilización de polímeros reciclados en Popayán.