Sede Lima Centro Carrera Profesional de Ingeniería Mecatrónica Proyecto Integrador DISEÑO DE UN PROTOTIPO DE UNA MÁQUINA TRITURADORA DE BOTELLAS DE PLÁSTICO PET PARA EL CAMPUS LIMACENTRO UTP EMPLEANDO LA METODOLOGIA 2206 INTEGRANTES ECHEVARRIA VASQUEZ, MAYRA RAQUIEL U20239522 HACHO CHIPA, JULIO CESAR U20222514 CRUZ CRUZADO, ESDRAS U17202160 BUENDIA FLORES, JONATAN DANIEL 1624578 Lima, Perú Ciclo Regular agosto 2022 ÍNDICE 1 Introducción ................................................................................................................... 3 1.1 Planteamiento del problema............................................................................... 3 1.1.1 Situación problemática ..................................................................................... 4 1.1.2 Solución del Problema ..................................................................................... 4 1.1.3 Objetivo general y específicos ......................................................................... 5 1.2 Antecedentes del Problema ........................................................................................ 6 2 metodología del Proyecto ........................................................................................ 11 2.1 Marco metodológico ............................................................................................. 11 3 desarrollo de la Solución.......................................................................................... 16 3.1 Levantamiento de Información ............................................................................. 16 3.2 Diseño de Planos ................................................................................................... 23 3.3 Diseño mecánico ................................................................................................... 28 4. Resultados................................................................................................................... 43 4.1 Resultados de la obtención de requisitos .............................................................. 43 4.2 Resultados de la arquitectura y diseño del sistema ............................................... 45 4.3 Resultados de la implementación de elementos del sistema................................. 45 4.4 Resultados de la integración y verificación del sistema ....................................... 46 5 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA ............................................................................. 47 6 ANEXOS ..................................................................................................................... 49 1 Introducción 1.1 Planteamiento del problema Según MINAM [1] en las últimas décadas se ha presenciado que la degradación y la contaminación ambiental en el Perú según y el mundo se ha incrementado generación tras generación, lo cual ha afectado enormemente el planeta en el que vivimos y a los seres que habitamos en ella. Trayendo consigo impactos adversos en la salud como infecciones respiratorias, cáncer de pulmón, enfermedades cardiacas, entre otras enfermedades a causa de la exposición a contaminantes del aire. Uno de los residuos que más abundan en los vertederos ilegales, playas y zonas de desechos son los residuos plásticos. En 2021, SPDA [2] menciona que Perú genera casi 8 millones de toneladas de residuos al año, de los cuales el 46% de ellos son materiales plásticos. Debido a ello ha optado por reciclar dichos materiales plásticos para su posterior reutilización en nuevos productos o materia prima, sin embargo, a pesar de ello, no se ha logrado ver tangiblemente un beneficio. Esto a causa de que, según el medio nacional RPP Noticias [3], solo el 4% de las 900.000 toneladas de plástico que se desechan son recicladas. Lo cual puede asociarse a la poca practicidad que existe para lograr reciclar las botellas que han sido consumidas. Debido a ello, a través de los años se han implementado diversos tipos de estrategias y máquinas que puedan facilitar dicha función. Sin embargo, no son completamente eficientes debido a que muchas de ellas no son automatizadas, no cuentan con una estructura robusta o no se encuentran estrictamente diseñados para el tipo de aplicación en la que se basa el presente proyecto. 3 1.1.1 Situación problemática Los envases de plástico desechable son productos que son ampliamente utilizado por todas las personas. Los envases descartables son fabricados con diferentes materiales y uno de ellos es el denominado PET en sus siglas como: tereftalato de polietileno. El PET es el material más usado para la fabricación de envases para bebidas carbonatadas, recipiente de agua de mesa y otros. Después de su uso son desechados en los océanos y en los campos de cultivo, lo que ocasiona un gran problema que es la contaminación ambiental. Por un lado, muchas personas han visto una oportunidad en el reciclaje de polímeros PE, ya que en Perú hay unas 180 000 personas que se dedican al reciclaje y cerca de 500 000 personas que son dependientes económicamente de la industria de reciclaje [4]. Por tal motivo, los estudiantes de UTP hemos realizado una encuesta virtual a 100 estudiantes (sede central) y como resultado se obtuvo que 80% de estudiantes consumen agua en botellas descartables y almacenan en los tachos de UTP. Estos tachos a veces rebalsan de los desechos ya que el personal de limpieza no se abastece en juntar en centro de acopio general. 1.1.2 Solución del Problema En el presente proyecto se busca incentivar desarrollo ambiental del Perú al implementar los conocimientos adquiridos durante la carrera para contribuir con el planeta a través de técnicas de rápido reciclaje. Para ello se propone diseñar y prototipar una máquina recuperadora de botellas plásticos PET que se encargará de triturar dicho material para reducir el volumen en sede central de UTP. 4 De esta forma se logra simplificar el problema del almacenaje, se evita la contaminación de las botellas en el transcurso de ser recicladas, se disminuye los gastos en transporte y gastos de procedimientos intermedios entre procesos en las plantas recicladoras, etc. Y así lograr facilitar el procedimiento que atraviesan las botellas de plástico PET y fomentar la cultura de reciclaje en el país. 1.1.3 Objetivo general y específicos 1.1.3.1 Objetivo general Diseñar un prototipo de una máquina trituradora de botellas de plásticos PET para el campus Lima-Centro de UTP empleando la metodología VDI 2206. 1.1.3.2 Objetivos específicos ➢ Identificar los requerimientos de una máquina trituradora de botellas de plásticos PET para el campus Lima-Centro de UTP empleando la metodología VDI 2206. ➢ Realizar el diseño y arquitectura del sistema de una máquina trituradora de PET para alcanzar el concepto de solución optimo. ➢ Implementar los elementos de la máquina trituradora de PET para el prototipado de la máquina. ➢ Realizar la integración y verificación de una máquina trituradora de PET para realizar la discusión de resultados finales. 5 1.2 Antecedentes del Problema En el presente proyecto de investigación, se brinda el estado actual de las investigaciones previas sobre el diseño y prototipo de máquinas trituradoras de botellas PET post-comsumo, con la finalidad de una nueva propuesta de desarrollo que consiste en triturarlo, transformarlo en hojuelas y luego convertirlo en objetos cotidianos, piezas mecánicas, para producir botellas nuevas y otros, por medio de procesos de soplado, inyección y extrusión. Para empezar con la investigación del tema propuesto, se analizan las tendencias de las investigaciones anteriores que han sido realizados a nivel nacional e internacional. 1.2.1 ANTECEDENTE Nº1 En la investigación: “DISEÑO DE UNA MÁQUINA TRITURADORA PARA PLÁSTICO PET”, el objetivo fue realizar un diseño detallado de un artefacto que pueda moler adecuadamente los plásticos PET. El objeto de estudio fue la máquina que se planteó desarrollar. Cabe mencionar que el autor realizó su investigación basada en la siguiente distribución: como primer paso, se investigó las características relevantes al proyecto de los plásticos PET, así como los parámetros y estándares de calidad necesarios para su adecuada trituración con fines futuros de reciclaje. Como segundo paso, se procedió a realizar una indagación de los diversos tipos de cortes existentes y seleccionar el más adecuado según fuentes para su selección. Seguido a ello, como tercer paso, se realizaron los cálculos necesarios para determinar el sistema de corte, estructura de la máquina, esfuerzos en el software de Solid Edge, selección del motor y relacionados al sistema de transmisión. Como cuarto paso, se realizó el análisis de elementos finitos en la estructura para corroborar que la máquina no presentara deformación o desplazamiento que pudiera afectar la misma, esto a través del software Solid Works. En el quinto paso, se elaboraron los planos de ubicación, 6 fabricación, ensamble y montaje para indicar el procedimiento a la hora de querer construir la máquina, así como la elaboración de los manuales correspondientes para el funcionamiento y el sostenimiento del equipo. Y, como último paso, se hizo una valoración a nivel ambiental y financiera para determinar viabilidad, impactos y costos de la máquina. Como resultado de la investigación se obtuvo a través de la evaluación de las diferentes alternativas de corte, cálculos de fuerzas, análisis, se logró realizar conjuntamente el óptimo diseño de una máquina capaz de triturar adecuadamente los plásticos PET. Conclusión: En el presente trabajo, el autor, para cumplir su objetivo de la disminución de botellas plásticas de PET en los botaderos y calles de la ciudad, buscó el desarrollo de un diseño adecuado a las demandas de las empresas recicladoras, además de realizar los cálculos y consideraciones necesarias en el desarrollo de la máquina a nivel de ingeniería. La investigación refiere aportes procedimentales y teóricos asociados al diseño mecánico de la investigación que nos permitirán poder abordar óptimamente la elaboración de los elementos de la máquina en nuestra versión del diseño de un artefacto triturador de plásticos PET. [5] 1.2.2 ANTECEDENTE Nº2 El objetivo de Taco, Víctor; Gonzales, Oscar; Bonifaz, Paola; en la investigación realizado: “Design and construction of a low-density plastic crushing and granulating machine as a recycling tool” fue el diseño y construcción de una maquina recicladora y granuladora de plástico PET. Respecto a la metodología aplicada es VDI 2221, en donde se detalla el diseño conceptual, matriz morfológica, análisis de propuesta óptima, diseño y simulación del sistema. En población o muestra fueron las botellas PET de 500 ml. Como resultado de la investigación fue brindar una herramienta de buena calidad por medio de la implementación 7 de diferentes elementos que constituirán este prototipo como son ejes de transmisión, selección de rodamientos, engranajes, cuchillas de cizalladura, selección del motorreductor, estructura de soporte, también se puede encontrar la selección de los elementos eléctricos y electrónicos para la automatización de los procesos, comprobando que todos estos parámetros cumplan con los objetivos de este trabajo. Conclusión: el tiempo promedio que se demora el prototipo en cizallar el plástico PET con las cuchillas diseñadas es de 14,6 segundos, mejorando la producción de las hojuelas. Se determinó que la producción en un lapso de 24 horas da como resultado una cantidad de 5.918 botellas. El prototipo de acuerdo con los resultados obtenidos daría una producción anual de 19 toneladas de hojuelas de plástico PET. Aporte: Diseño mecánico y selección de componentes mecánicos [6]. 1.2.3 ANTECEDENTE Nº3 El objetivo de Gamarra, Arturo; Taípe, José; Arellano, Mario; Alfonso, Yovany; Samaniego, Percy y Serpa, Christian en la investigación: “Desing of a crusher prototype to improve the crushing performance of type PET bottles” fue diseñar un prototipo de trituradora cuya geometría de cuchilla de corte permita mejorar el rendimiento de trituración de botellas tipo PET. El estudio realizado corresponde al tipo de investigación tecnológica, ya que, mediante la aplicación de las metodologías de diseño mecánico, se buscó mejorar el rendimiento de una trituradora de botellas tipo PET; el nivel de investigación es experimental, debido a que, considerando el tipo de geometría de la cuchilla de corte, se buscó determinar aquel que proporciona mayor rendimiento de trituración y también se consideró la metodología VDI 2221. En la población o muestra es un prototipo de trituradora de botellas tipo PET. Resultados: mediante el análisis de la varianza (ANOVA) de un factor, se determinó que para un nivel de confianza del 95 % el tipo de geometría C (cuchilla con 3 uñas) proporciona 8 mayor rendimiento de trituración con un valor promedio de 21.72 kg/. Conclusiones: La obtención de los resultados del rendimiento de trituración de esta investigación considerada en el ANOVA tuvo en cuenta sólo un factor (Tipo de geometría de corte) ya que tiene una influencia en el rendimiento de trituración. Aporte: geometría de la cuchilla de corte ya que se buscó determinar aquel que proporciona mayor rendimiento de trituración [7]. 1.2.4 ANTECEDENTE Nº4 El objetivo de Luz, Carlos, Edith, Javier en su investigación “Diseño y prototipo de una máquina trituradora de PET” fue crear una máquina robusta que pueda moler descartables PET y se pueda comercializar a cualquier industria e incluso para uso doméstico, debido a su diseño compacto, amigable para el usuario, ya que su adquisición fuese a un bajo costo eso hace la diferencia a máquinas industriales, para poder generar el PET. Los autores establecieron cinco pasos para desarrollar el proyecto: como primer paso se elaboró los Planos y especificaciones, donde se tomó muy en calor el motor, ya que un buen torque es indispensable para moles descartable. Segundo las especificaciones del Cortador construcción de la Navaja es ACERO SISA A2 debido a sus características las cuales ofrece una combinación de buena tenacidad. Tercero Simulación de navajas y ejes donde es vista las fuerzas ejercidas en las navajas se muestran las fuerzas ejercidas en uno de los ejes. Cuarto determinar el peso total del sistema, ya que ese peso obtenido es base para determinar el motor a utilizar, en este caso se tiene un peso 18.7 𝑙𝑏𝑠(~8.48 𝑘𝑔) y se está tomando un rango del 50% más en peso como tolerancia de peso, así que se parte que el motor deberá mover 13 k/m .Quinto materia prima de construcción A2,Cold roll ,Laminado, Motor de 1 HP,1750 RPM, Motorreductor 2.14hp .Como resultado de la investigación en cuanto a simulaciones 9 los autores decidieron construir dos tolvas para mayor producción y determinaron que el HACER SISA A2 era más que suficiente para dicha aplicación. Conclusión: en el presente trabajo los autores buscaron realizar una máquina trituradora de plásticos PET, que sea eficiente cumpliendo con su propósito, de bajo costo, fácil de utilizar y de transportar. De acuerdo a estos requerimientos no fue necesario crear una máquina tan compleja, por lo que los autores diseñaron una máquina la cual cuenta con una fácil adaptación.Esta investigación tomada como referencia, nos aporta la selección precisa del tiempo de metal a escoger para la parte mecánica, el análisis de estructuras por elemento finito , la selección de motor ,modelo de cálculos de estructura[8]. 1.2.5 ANTECEDENTE Nº5 Por su parte, Cajusol efectuó un estudio denominado: “diseño de una máquina trituradora de botellas de plástico de 25 kg/h para la empresa recicladora “bravo”- Túcume, Lambayeque”. La investigación tuvo como objetivo Diseñar una máquina trituradora de botellas de plástico de 25 kg/h para obtener un beneficio económico en la empresa “BRAVO”, Túcume-Lambayeque. La metodología utilizada es casi experimental. En cuanto a la población y muestra no es aplicable para este tipo de investigación. Los resultados mostraron que la cantidad promedio de almacenamiento diarios es de 200 Kg/día, también la cantidad de kilos procesados en el chancado de botellas promedio es de 86.6 Kg/día. Además, una de las dificultades que se presenta es una compactación y triturado insuficiente. Esto hace posible realizar más cálculos de parámetros para cumplir con las expectativas de la empresa. De igual forma, utilizando una matriz de criterios ponderados, se realizó el diseño de la configuración, dando como resultado la transmisión del reductor como ganador. El 10 diseño paramétrico permite evaluar diferentes diámetros para ejes con tres materiales y de esta manera es posible encontrar el diámetro adecuado logrando un factor de seguridad igual o mayor a 2.5 para mantener un diseño cuidadoso. Esto hace que el equipo sea una opción económicamente deseable. La investigación refiere aportes tales como las encuestas realizadas a los trabajadores que trabajan con el plástico triturado de las botellas y así poder tomarlas en cuenta en trabajos posteriores [9]. 2 metodología del Proyecto 2.1 Marco metodológico 2.1.1 Enfoque La investigación realizada corresponde al tipo de enfoque cuantitativo, ya que se ha estudiado la eficiencia de trituración de las cuchillas y el rendimiento de la máquina se fundamentó con mediciones numéricas. Según [10], en el enfoque cuantitativo se realiza la colección y el estudio de datos para contrarrestar la interrogante de la investigación y constatar la hipótesis planteada. 2.1.2 Alcance La presente investigación corresponde al alcance descriptivo, ya que el objetivo del proyecto es construir un prototipo de una trituradora de PET, ya que se describió el funcionamiento de la máquina y sus respectivos componentes electromecánicos, identificar las diferencias que existentes de trituradoras y describir las partes. Según [11], el alcance descriptivo es explicar la situación, las propiedades, los factores y técnicas presentes y hecho que suceden en el desarrollo de la investigación. 11 2.1.3 Diseño metodológico Para contrarrestar los datos de los variables que intervienen en el diseño de la trituradora de PET, se va a optar por el procedimiento del método experimental, ya que se pretende diseñar las partes y luego ensamblar, simular las partes de la máquina y la fabricación del prototipo. Según [12], el experimento consiste en analizar a las variables distinguidas por el investigador y verificar los resultados obtenidos de las variables analizados. 2.1.4 Técnica En la presente investigación se ha utilizado la técnica de modelado y simulación para obtener los datos del diseño de la trituradora de PET, ya que la modelación y la simulación son indispensables para el análisis, diagnóstico de sistemas ingenieriles y para el proceso del diseño. En las investigaciones realizadas [5] [9] los investigadores han utilizado la técnica de modelado para diseñar los componentes necesarios y la simulación para predecir el comportamiento de los elementos mecánicos de sus respectivas investigaciones. 2.1.5 Instrumento Los datos para la construcción de la trituradora de PET se van a obtener con el instrumento: software de modelamiento y simulación, ya que el software hace posible establecer una valoración final antes de que los sistemas sean construidos. Por consiguiente, para el modelado de la maquina se utilizará SolidWorks; el cual es un software de modelamiento en 2D y 3D de elementos mecánicos. De la misma forma, en las investigaciones ya mencionadas anteriormente [5] [9], los autores han utilizado SolidWorks para modelar los componentes mecánicos de sus proyectos y para simular las partes de la máquina trituradora de PET. 12 2.2 Metodología de desarrollo tecnológico El desarrollo tecnológico se ha realizado con la metodología VDI 2206 Figura 2.1 metodología VDI 2206 Figura 2.2 Organización del proyecto según VDI 2206 13 2.3 Desarrollo de la metodología de desarrollo tecnológico 2.3.1 Sistema propuesto El sistema propuesto de trituración inicia con la carga de material mediante una tolva por donde se alimenta con el material, el corte se efectúa por medio cuchillas rotativas que van triturando el plástico convirtiéndolo en pequeñas hojuelas y también está provista de una criba que permita pasar el material como se indica en la figura 2.3. Figura 2.3 Sistema propuesto 14 2.3.2 Estructura EDT La implementación del proyecto fue abordada desde la norma VDI 2206 y planteada en la estructura de desglose del trabajo que señala el PMBOK. La implementación de este proyecto se ha dividido en 5 fases, tal como se puede ver en la figura 2.4 partiendo desde la obtención de requerimientos hasta las pruebas realizadas en el prototipo. Figura 2.4 EDT del proyecto de investigación En la primera fase se recopiló las necesidades y exigencias del cliente para lo cual se hizo uso de una lista de exigencias, un análisis de máquinas de similares características a la solicitada, el uso de una matriz morfológica que permite definir tres alternativas de solución 15 conociendo las funciones que debe cumplir el diseño, siendo evaluadas técnica y económicamente. Este proceso permitió escoger la mejor alternativa de solución. Por consiguiente, en la segunda fase empezamos con plantear un cronograma de trabajo donde se definirían los tiempos de cada proceso, también se plantearon los objetivos, metodología a seguir, y se detalló la propuesta de solución planteada en el primer proceso. En la tercera fase se realizaron los cálculos pertinentes para determinar voltajes, fuerza necesaria, amperaje según las características de los componentes utilizados, además de realizar los diseños eléctricos en QElectroTech, LCD, mecánico a través de los antecedentes y la programación en PLC en OpenPLC para finalmente implementar el prototipo. Seguido a ello, en la cuarta fase se pulieron los detalles del prototipo, tales como identificar errores y corregirlos empíricamente. Como última fase se realizaron pruebas de funcionamiento finales con diversas botellas de plástico PET y se realizó un análisis según sus resultados para su posterior exposición y realización del informe. 3 desarrollo de la Solución 3.1 Levantamiento de Información 3.3.1 Obtención de requisitos A continuación, se muestra los requerimientos de la trituradora: 16 PROYECTO: LISTA DE EXIGENCIAS CLIENTE: EDICION 1 REDACTADO POR: Diseño de un prototipo de una máquina trituradora de plástica PET para el campus sede central de UTP • Cesar Hacho (CH) • Daniel Buendía (DB) • Esdras Cruz (EC) • Mayra Echevarría (ME) PAG. 1 de 4 FECHA: 10/10/2022 NOMENCLATURA: E: Exigencia D: Deseado CAMBIOS (FECHA) 08/10/2022 08/10/2022 D/ E E E E 08/10/2022 DESCRIPCION RESPONSABLES FUNCIONAMIENTO: • La máquina sea capaz de triturar las botellas PET de manera automática, continua, rápida y C.H. y M.E. eficiente. • Capacidad de almacenar 50 Kg de hojuelas en el cajón de desechos. GEOMETRIA: • El tamaño de la máquina exprimidora debe ser lo más compacto posible:90x60x180(cm). D.B. y E.C. FUERZA: • Se requiere una fuerza de aplastamiento para triturar a las botellas • La estructura debe soportar las fuerzas aplicadas. C.H. y M.E. 17 CAMBIOS (FECHA) 08/10/2022 LISTA DE EXIGENCIAS D/ E E 08/10/2022 E E 08/10/2022 D E 08/10/2022 EDICIÒN 1 DESCRIPCION CINEMATICA: • Los ejes de las cuchillas realizarán movimiento angular o de rotación. ENERGIA: • El funcionamiento de la máquina es eléctrico de 220v con 60 Hz. • Los engranajes que están conectados con los ejes de las cuchillas transmiten potencia mecánica. PAG. 2 de 4 RESPONSABLES D.B. y E.C. C.H. y M.E. MATERIA: • La máquina debe permitir botellas de tipo PET como máximo de 3L.(longitud 38cm y diámetro de 17) • La máquina dispondrá un depósito para tapas y agua sobrante. D.B. y E.C.. SEÑALES: • La máquina contará con las indicaciones necesarias para su fácil operación y mantenimiento. • La máquina tendrá indicadores luminosos en el panel de control. C.H. y M.E. 18 CAMBIOS (FECHA) LISTA DE EXIGENCIAS D/ E E D 08/10/2022 D 08/10/2022 E E 08/10/2022 08/10/2022 08/10/2022 E E EDICION 1 DESCRIPCION SEGURIDAD Y MEDIO AMBIENTE: • Los mecanismos de la maquina serán confiables y brindará seguridad a las personas en el manejo y mantenimiento. • La máquina también tendrá luz de emergencia tipo torre con sirena. • La máquina y los insumos no contaminaran el medio ambiente. PAG. 3 de 4 RESPONSABLES D.B. y E.C. ERGONOMIA: • No se realizará malas posturas ya que el tamaño de la maquina estará acorde al tamaño promedio de los C.H. y M.E. trabajadores. FABRICACIÒN: • Las estructuras serán soldadas y dobladas en talleres D.B. y E.C. metalmecánicos. • Se utilizarán maquinas herramientas convencionales y computarizadas para fabricar algunas piezas de la maquina trituradora. CONTROL: • Se cumplirá con las normas y/o especificaciones técnicas de calidad (ISO 9001). • Se contará con un procedimiento de trabajo para su uso eficiente de la máquina. C.H. y M.E. MONTAJE: • La máquina será versátil, es decir de fácil montaje e instalación, así como su desmontaje y desinstalación. D.B. y E.C. Permitiendo poder trabajar en diferentes lugares. 19 CAMBIOS (FECHA) 08/10/2022 LISTA DE EXIGENCIAS D/ E E 08/10/2022 E 08/10/2022 E EDICION 1 DESCRIPCION PAG. 4 de 4 RESPONSABLES TRANSPORTE: • El tamaño de la máquina trituradora de PET será fácil de D.B. y E.C. transportar ya que es desmontable y liviano. USO: • La máquina trituradora tendrá un amplio tiempo de vida útil. • La máquina trituradora deberá ser lo menos ruidosa posible. • La máquina está pensada para UTP, con fines de investigación para luego replicar en otros lugares públicos. C.H. y M.E. MANTENIMIENTO: • El mantenimiento de la máquina trituradora será cada D.B. y E.C. 3 meses periódicos. • La limpieza o retiro del producto(hojuelas) será Cada 5 meses periódicos aproximado. COSTOS: • El costo de la máquina deberá estar acorde a la economía de Perú. • Los costos máximos de fabricación se estimarán con la lista de materiales. 08/10/2022 E C.H. y M.E. 20 De la misma forma se presenta la matriz de funciones que nos permite determinar la opción optima del sistema a implementar: 21 CONCEPTO DE SOLUCIÓN 3 Figura 3.1 Vistas del concepto solución 22 3.2 Diseño de Planos 3.2.1 Arquitectura y diseño del sistema A. Planos Eléctricos Figura 3.2 Diagrama eléctrico del sistema 23 24 25 26 27 3.3 Diseño mecánico 28 29 30 31 32 33 34 35 3.3.1 Implementación de elementos del sistema El sistema propuesto se ha modelado en SolidWorks tal como se muestra a continuación: Figura 3.3 Vistas del sistema propuesto Figura 3.4 Sistema integrado 36 Para la implementación del prototipo se ha seleccionado equipos a reemplazar de la propuesta original (ver tabla 3.1). Tabla 3.1 Sistema propuesto vs prototipo Figura 3.3 Propuesta vs prototipo 37 Para implementar el prototipo se ha utilizado materiales y se detalla a continuación: 38 Teniendo los materiales necesarios se realiza el montaje del sistema tal como se muestra en la figura 3.4. Figura 3.4 Montaje de componentes (vista superior) Figura 3.5 Montaje de componentes (vista frontal) 39 Figura 3.5 Montaje de componentes (vista lateral) Finalmente, el prototipo queda listo para realizar las pruebas de trituración como se muestra en la figura 3.6. Figura 3.6 Montaje de componentes 40 DIAGRAMA DE PROGRAMACIÓN Para la programación de micro PLC se ha utilizado OPEN PLC y se inicia declarando las variables de acuerdo a las entradas y salidas establecidas previamente. 41 PROGRAMACIÓN CON LENGUAJE LADDER 42 4. Resultados 4.1 Resultados de la obtención de requisitos Con lo que respecta a la obtención final del de los requerimientos del prototipo en acción, este lograba satisfactoriamente cumplir con las los requerimientos: ➢ Reconocimiento de objeto en este caso botella PET ➢ Trituración con un granulado estandarizado, apto para uso como materia prima ya que en trabajos anteriores [7] [8] [9] se ha obtenido hojuelas de 5mm,8mm y 15mm. 43 ➢ Separar la tapa de botellas y rejilla para verter agua sobrante Figura 3.7 Indicaciones para utilizar a la máquina prototipo 44 4.2 Resultados de la arquitectura y diseño del sistema Se logro exitosamente hacer la construcción del prototipo con un enmoquetado realista, también se diseñó las cuchillas, recipiente parar el alojamiento de molido, y selección del motor. Figura 4.1 Prototipo realista 4.3 Resultados de la implementación de elementos del sistema En este apartado se logró hacer la comunicación efectiva mediante el OPEN PLC con Micro PLC y con los sensores encargados(pulsadores) de la decisión del objeto (botella PET), la detección del nivel de recipiente del granulado y las lámparas de señalización (ON, OFF). 45 4.4 Resultados de la integración y verificación del sistema La integración de partes del prototipo, fue algo natural puesto que cada una de ellas fue encajando, el rendimiento del motor para proporcionarle el torque adecuado a la cuchilla, la comunicación precisa de los sensores hacia el autómata. Se realizo las pruebas finales y se corroboró el funcionamiento adecuado. 46 5 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA [1] “Educación en salud”, Ministerio de Educación, Peru,2020, Accedido en: oct.16,2022. [En línea]. 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