UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID - …repositorio.educacionsuperior.gob.ec/bitstream/28000/3738/1/T... · Máster en Ingeniería de Producción Escuela Técnica Superior de Ingeniería

UNIVERSIDAD POLITCNICA DE

MADRID

ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIERA Y

DISEO INDUSTRIAL

Mster Universitario en Ingeniera de Produccin

TRABAJO FIN DE MSTER

Estudio tcnico-econmico para la fabricacin de

papeleras pblicas de polietileno.

Autor: Danny Rivas

Tutoras:

Teresa Aguinaco Carmen Fonseca

Madrid, Septiembre 2016

Mster en Ingeniera de Produccin Escuela Tcnica Superior de Ingeniera y Diseo Industrial

2

NDICE GENERAL

Contenido NDICE GENERAL ...................................................................................................................... 2

1. PRESENTACIN DEL PROYECTO .............................................................................................. 10

1.1 Justificacin ....................................................................................................................... 10

1.2 Objetivo ............................................................................................................................. 10

1.2.1 Objetivos especficos .................................................................................................. 10

1.3 Introduccin ...................................................................................................................... 11

2.- ESTUDIO DE MERCADO ................................................................................................... 13

2.1 Objetivo del estudio de mercado ....................................................................................... 13

2.2 Contextualizacin .............................................................................................................. 13

2.2.1 Presentacin de la empresa......................................................................................... 13

2.2.2 Definicin del objeto del estudio................................................................................ 14

2.2.3 Delimitacin geogrfica del mercado y descripcin .................................................. 14

2.2.4 Contexto socio-demogrfico actual ............................................................................ 18

2.2.5 Infraestructura ............................................................................................................ 19

2.3 Anlisis de la demanda ...................................................................................................... 19

2.3.1 Comportamiento de la demanda ................................................................................. 20

2.3.2 Identificacin y evaluacin de los segmentos de mercado ......................................... 24

2.3.3 Tamao del mercado .................................................................................................. 24

2.4 Anlisis de la oferta ........................................................................................................... 25

2.4.1 Comportamiento de la oferta ...................................................................................... 25

2.4.2 Estructura del sector ................................................................................................... 26

2.5 Anlisis de la comercializacin ......................................................................................... 29

2.5.1 Anlisis del producto .................................................................................................. 29

2.5.2 Anlisis de la distribucin .......................................................................................... 35

2.5.3 Anlisis de los proveedores ........................................................................................ 35

3.- DISEO DEL PRODUCTO .................................................................................................. 37

3.1 Introduccin ...................................................................................................................... 37

3.2 Normativa .......................................................................................................................... 37

3.3. Componentes .................................................................................................................... 38

3.3.1. Cuerpo ...................................................................................................................... 38

3.3.2. Tapa ........................................................................................................................... 39

3.3.3. Soporte ...................................................................................................................... 40

3.4 Ergonoma ......................................................................................................................... 41


3

3.5 Acondicionamiento Cromtico ......................................................................................... 44

3.6. Estudio de esfuerzos ......................................................................................................... 44

3.6.1. Anlisis de tensiones. ................................................................................................ 45

3.6.2. Anlisis de desplazamientos. ..................................................................................... 45

3.7 Montaje y desmontaje ....................................................................................................... 46

4.- SELECCIN DEL MATERIAL ........................................................................................... 49

4.1 Estudio preliminar ....................................................................................................... 49

4.1.1 Propiedades Trmicas ................................................................................................ 49

4.1.2 Procesado ................................................................................................................... 49

4.1.3 Durabilidad ................................................................................................................. 50

4.1.4 Propiedades mecnicas ............................................................................................... 52

4.1.5 Propiedades ambientales ............................................................................................ 56

4.1.6 Precio .......................................................................................................................... 58

4.2 Seleccin ........................................................................................................................... 58

4.3 Proveedores ....................................................................................................................... 59

4.4 Conclusiones ..................................................................................................................... 59

5.- ESTUDIO TCNICO DEL MOLDE .................................................................................... 61

5.1 Elementos bsicos del molde ............................................................................................ 61

5.2 Nmero de cavidades ........................................................................................................ 62

5.3 Plano de particin .............................................................................................................. 62

5.4 Elementos del molde del cuerpo de la papelera ................................................................ 63

5.4.1 Ncleo ........................................................................................................................ 63

5.4.2 Cavidad ...................................................................................................................... 64

5.4.3 Placa superior de fijacin ........................................................................................... 65

5.4.4 Placa de fijacin inferior ............................................................................................ 65

5.5 Equilibrado de fuerzas ................................................................................................... 66

5.6 Punto de inyeccin ............................................................................................................ 66

5.7 Sistema de alimentacin .................................................................................................... 67

5.7.1 Boquilla prolongada calefactada ................................................................................ 67

5.7.2 Conclusin .................................................................................................................. 73

5.8 Eliminacin de aire de la cavidad ..................................................................................... 74

5.9 Sistema de refrigeracin y atemperado del molde ............................................................ 75

5.10 Flujo de calor y dimetro de los canales ......................................................................... 77

5.10.1 Diseo de los canales de refrigeracin ..................................................................... 77

5.11 Sistema de extraccin ...................................................................................................... 79


4

5.11.1 Recomendaciones para la ubicacin de expulsores: ................................................. 79

5.11.2 Placa expulsora ......................................................................................................... 80

5.12 Sistema de centrado y guas ............................................................................................ 83

5.12.1 Anillo de centrado .................................................................................................... 83

5.13 Materiales del molde ....................................................................................................... 84

5.13.1 Tipos de materiales ................................................................................................... 85

5.13.2 Propiedades de los aceros ......................................................................................... 86

5.13.3 Tratamientos superficiales ........................................................................................ 93

5.13.4 Tratamientos trmicos .............................................................................................. 93

5.13.5 Seleccin del material del molde .............................................................................. 94

5.14 Molde completo .............................................................................................................. 96

6.- ESTUDIO TCNICO DE LA MQUINA DE INYECCIN .............................................. 99

6.1 Partes fundamentales de una mquina de inyeccin ................................................... 99

6.2 Parmetros para seleccionar la mquina de inyeccin: ............................................. 100

6.2.1 Fuerza de Cierre ................................................................................................ 100

6.2.2 Volumen terico de inyeccin ........................................................................... 101

6.2.3 Presin especifica de inyeccin. ........................................................................ 101

6.2.4 Caudal terico de inyeccin .............................................................................. 102

6.2.5 Caudal de plastificacin .................................................................................... 102

6.2.6 Potencia de inyeccin ........................................................................................ 102

6.2.7 Carrera de apertura/Luz mxima ....................................................................... 103

6.2.8 Espesor mximo/mnimo de molde ................................................................... 103

6.2.9 Distancia til entre columnas ............................................................................ 103

6.2.10 Tipo de boquilla abierta/cerrada ........................................................................ 104

6.2.11 Automatizacin ................................................................................................. 104

6.2.12 Mquina con control numrico.......................................................................... 105

6.2.13 Monitorizable .................................................................................................... 105

6.3 Principales valores a considerar: ............................................................................... 105

7. CLCULOS JUSTIFICATIVOS ......................................................................................... 108

7.1 Consideraciones previas al diseo del molde .................................................................. 108

7.1.1 Secciones de pared ................................................................................................... 108

7.1.2 Radio ........................................................................................................................ 109

7.1.3 Angulo de salida ....................................................................................................... 109

7.1.4 Contraccin .............................................................................................................. 110

7.1.5 Peso y centro de masa .............................................................................................. 111


5

7.2 Fuerza de cierre (clamping force): .................................................................................. 112

7.3 Clculo de la capacidad de plastificacin .................................................................. 113

7.4 Duracin del ciclo de inyeccin ................................................................................ 114

7.4.1 Etapas del ciclo de inyeccin ............................................................................ 115

7.5. Facilidad de llenado ....................................................................................................... 124

7.6 Rechupes ......................................................................................................................... 125

7.7 Lneas de soldadura ......................................................................................................... 126

7.8 Contraccin volumtrica ................................................................................................. 127

7.9 Refrigeracin del molde .................................................................................................. 128

7.9.1 Intercambio de calor ................................................................................................. 128

7.9.2 Clculo del caudal del refrigerante .......................................................................... 135

7.9.3 Clculo del dimetro del canal de refrigeracin ...................................................... 136

8. ESTUDIO ECONMICO..................................................................................................... 146

8.1 Costo de fabricacin: ................................................................................................. 146

8.1.1 Mano de obra directa ......................................................................................... 147

8.1.2 Material ............................................................................................................. 147

8.1.3 Puesto de trabajo ............................................................................................... 147

8.2 Presupuesto Industrial. .............................................................................................. 148

9. ESTUDIO DE VIABILIDAD DEL RECICLADO .............................................................. 152

9.1 Normativa ........................................................................................................................ 152

9.2 Reciclado dentro del proceso de fabricacin .................................................................. 152

9.3 Mezcla de material reciclado y material virgen .............................................................. 153

9.4 Reciclado qumico ........................................................................................................... 154

9.5 Valorizacin energtica ................................................................................................... 154

10. CONCLUSIONES .............................................................................................................. 155

11. Bibliografa .......................................................................................................................... 157

12. ANEXOS ............................................................................................................................... 160

12.1 Hoja de datos generales del Polietileno de Alta Densidad ........................................... 160

12.2 Caractersticas del Polipropileno ................................................................................... 166

12.3 Caractersticas del PVC (Policloruro de vinilo) .............................................................. 172

12.4 Hoja de especificaciones tcnicas del Polietileno de Alta Densidad JV060U ................ 178

12.5 Hoja de datos inyectora Vita D 800 ............................................................................... 179


6

ndice de Tablas

Tabla 1 Caractersticas principales de la empresa 13 Tabla 2 Participacin de la industria del plstico en el PIB nacional 15 Tabla 3 ndice de actividad econmica de la fabricacin de productos de plstico 17 Tabla 4 Longitud total de las calles principales 22 Tabla 5 Cantidad de papeleras necesarias 23 Tabla 6 Nmero de habitantes por papelera 23 Tabla 7 Volumen total de gasto que el mercado efecta para adquirir el producto 25 Tabla 8 Participacin de las provincias dentro de la fabricacin de productos de plstico 27 Tabla 9 Cantidad producida, valor de produccin, cantidad vendida y valor de ventas de artculos

de plstico para el hogar. 29 Tabla 10 Propiedades trmicas que debe tener una papelera 49 Tabla 11 Resistencia requerida por el material frente al medio. 50 Tabla 12 Precio de los materiales polimricos 58 Tabla 13 Radio esfrico de la tobera 73 Tabla 14 Temperatura del molde y del material 76 Tabla 15 Aceros de cementacin utilizados en moldes 86 Tabla 16 Aceros bonificados utilizados en moldes 88 Tabla 17 Comparacin de propiedades de aceros bonificados 89 Tabla 18 Aceros para temple utilizados en moldes 89 Tabla 19 Comparacin de los aceros para temple segn sus propiedades 91 Tabla 20 Aceros resistentes a la corrosin utilizados en moldes 91 Tabla 21 Comparacin de los aceros resistentes a la corrosin segn sus propiedades. 92 Tabla 22 Materiales disponibles de acuerdo al elemento del molde 94 Tabla 23 Caractersticas del acero 1.2767 95 Tabla 24 Contraccin de algunos plsticos. 111 Tabla 25: Valores de referencia para la presin de la resina 112 Tabla 26. Conductividad trmica de diversos plsticos 121 Tabla 27 Datos preliminares para el clculo del dimetro del canal de enfriamiento en el ncleo 137 Tabla 28: Datos de partida para el clculo del coste del puesto de trabajo 146 Tabla 29: Puesto de trabajo 148 Tabla 30: Coste de fabricacin de la pieza 149 Tabla 31: Costes, gastos y precios del cuerpo de la papelera 150


7

ndice de Grficos

Grfico 1 Ubicacin geogrfica de Santo Domingo 15 Grfico 2 Participacin de PIB de fabricacin de plstico en el PIB nacional 16 Grfico 3 Evolucin de la fabricacin de productos de plstico en el 2015 18 Grfico 4 Pirmide Poblacional del cantn Santo Domingo 19 Grfico 5 Situacin actual de las papeleras en Santo Domingo 20 Grfico 6 Medicin de distancias mediante aplicacin online 21 Grfico 7 Valor Agregado Bruto provincial de la fabricacin de productos de caucho y plstico 27 Grfico 8 Distintos modelos de papeleras 30 Grfico 9 Papelera de poste, fabricada en plstico 31 Grfico 10 Papelera de pie, fabricada en acero inoxidable 32 Grfico 11 Papelera con sistema basculante 34 Grfico 12 Papelera con cubeta desmontable 35 Grfico 13 Inspiracin en la naturaleza 38 Grfico 14 Diseo del cuerpo de la papelera 39 Grfico 15 Diseo de la tapa 39 Grfico 16 Diseo del soporte 40 Grfico 17 Medidas antropomtricas latinoamericanas de un nio de 3 aos 42 Grfico 18 Dimensiones antropomtricas latinoamericanas: cabeza, pie, mano; de trabajadores

industriales de sexo masculino entre 18 y 65 aos. 43 Grfico 19 Dimensiones fundamentales de la papelera 44 Grfico 20 Gradiente de tensiones en el cuerpo de la papelera 45 Grfico 21 Gradiente de desplazamiento en el cuerpo de la papelera. 46 Grfico 22 Ubicacin de la cerradura triangular 46 Grfico 23 Puntos de apoyo de la papelera 47 Grfico 24 Separacin del cuerpo y el soporte 47 Grfico 25 Cuerpo desacoplado del soporte 48 Grfico 26 Esquema de ensayo de la norma UNE 53193 53 Grfico 27 Tenacidad frente a impacto de los materiales obtenidos en la primera seleccin. 54 Grfico 28 Relacin densidad-mdulo de Young 55 Grfico 29 Relacin densidad-limite elstico 56 Grfico 30 Relacin huella Co2-Reciclaje 57 Grfico 32 Elementos bsicos del molde 62 Grfico 33 Plano de particin 63 Grfico 34 Ncleo 64 Grfico 35 Cavidad 64 Grfico 36 Placa de fijacin superior 65 Grfico 37 Placa de fijacin inferior 66 Grfico 38 Centro de gravedad 66 Grfico 39 Proceso de llenado 67 Grfico 40 Boquilla calefactada 68 Grfico 41 Punta de boquilla 68 Grfico 42 Grfico para calcular el dimetro de la entrada 69 Grfico 43 Dimetro de la entrada 70 Grfico 44 Dimensiones de la monoboquilla 70 Grfico 45 Seleccin del calentador y termopar 71 Grfico 46 Ubicacin de los cables del calentador 72 Grfico 47 Anillo de cabecera 72 Grfico 48 Atrapamientos de aire 75 Grfico 49 Canales de refrigeracin del ncleo 78


8

Grfico 50 Canal de refrigeracin de la cavidad 78 Grfico 51 Canal de refrigeracin de la placa superior 79 Grfico 52 Tirantes de expulsin 81 Grfico 53 Tirantes en posicin retrada 82 Grfico 54 Tirantes en posicin extendida 82 Grfico 55 Apertura mxima del molde 83 Grfico 56 Anillo de centrado 84 Grfico 57 Molde acoplado 97 Grfico 58 Molde en vista explosionada 98 Grfico 76: Partes fundamentales de una mquina de inyeccin 100 Grfico 81 Escala de espesores menores a 3mm 108 Grfico 82 Escala de espesores mayores a 3mm 109 Grfico 83 Angulo de salida del ncleo 110 Grfico 84 ngulo de salida corregido 110 Grfico 85 Peso y centro de masa 112 Grfico 86: Cuerpo de la papelera, vista desde el punto de inyeccin. 113 Grfico 87 Presin de llenado del molde 116 Grfico 88 Tiempo de llenado 117 Grfico 89 Presin de sostenimiento 118 Grfico 90 Nomograma para determinar el tiempo de enfriamiento 122 Grfico 91 Facilidad de llenado 125 Grfico 92 Rechupes en el cuerpo de la papelera 126 Grfico 93 Lneas de soldadura 127 Grfico 94 Contraccin volumtrica luego de la inyeccin 128 Grfico 95 Contraccin volumtrica luego del empaquetamiento 128 Grfico 96 Intercambio de calor en un molde de inyeccin 129 Grfico 97 Tiempo de enfriamiento como funcin del espesor y tipo de polmero 131 Grfico 98 Termicidad (entalpia) de algunas masas termoplsticas en relacin con la temperatura

132 Grfico 99 Determinacin del dimetro del canal de enfriamiento 137 Grfico 100 Smbolo de producto reciclable 152 Grfico 102 Hoja de especificaciones tcnicas del Polietileno de Alta Densidad JV060U 178 Grfico 103: Hoja de datos inyectora Vita D 800 179 Grfico 104: Dimensiones de inyectora 180


9

I

MEMORIA


10

1. PRESENTACIN DEL PROYECTO 1.1 Justificacin

La motivacin para realizar este estudio se da debido a la imperiosa necesidad de buscar

una papelera que ofrezca una mejor resistencia a las condiciones climticas de una ciudad

tropical, como es el caso de la Ciudad de Santo Domingo.

Las papeleras actuales son fabricadas en acero, y poseen una durabilidad que en muchos

casos no llega ni a un ao de servicio en buenas condiciones. Por lo que se pretende

instaurar al polmero como el producto ideal para este tipo de aplicaciones, no solamente

en papeleras, sino tambin en muchos otros artculos que se desgastan rpidamente en

este ambiente donde la naturaleza aumenta los costos de mantenimiento del espacio

pblico.

El cambio del material tambin se propone tomando en cuenta la facilidad que brinda el

polmero al momento de realizar el diseo del producto, permitiendo dar formas ms

intrincadas a los objetos mediante moldeo.

Otro aspecto importante se debe a que el Ecuador no produce materias primas de acero;

la mayor parte de acero es importado y en menor cantidad es reciclado. En cambio, existe

actualmente un proyecto para el aprovechamiento del petrleo nacional mediante la

construccin de una planta petroqumica, dentro del plan de sustitucin de importaciones.

Por todo lo expuesto, el presente proyecto que tiene aplicacin local, puede llegar

fcilmente a ser replicado a nivel nacional.

1.2 Objetivo

El presente estudio se enfoca en el anlisis tcnico de fabricacin del cuerpo de una

papelera pblica de material polimrico, y adems se busca determinar la viabilidad

econmica de su produccin masiva.

1.2.1 Objetivos especficos

Determinar el tamao del mercado objetivo; conocer la oferta y la demanda actual

del producto de acuerdo al tipo de sociedad al que va enfocado; definir un precio

competitivo, y las caractersticas principales del producto, adems de determinar

su nivel de comercializacin.


11

Disear la papelera adaptndola a un entorno tropical, considerando aspectos

ergonmicos, y la normativa a aplicarse.

Seleccionar el material idneo considerando aspectos de diseo, funcionalidad,

resistencia al medio ambiente, precio y reciclabilidad entre otros.

Disear el molde a utilizarse, analizando aspectos tcnicos que permitan

conseguir un producto de buena calidad y al menor costo posible.

Seleccionar la mquina de inyeccin que se acople al molde diseado, evaluando

parmetros fundamentales para una fabricacin correcta.

Elaborar un estudio econmico que permita conocer los costos de produccin que

tendr la ejecucin del presente proyecto, as como el costo del producto.

Analizar la viabilidad del reciclado del material seleccionado para el producto a

fabricarse.

1.3 Introduccin

El presente estudio se enfoca en el anlisis tcnico del proceso de fabricacin de una

papelera pblica de material polimrico, para determinar la viabilidad econmica de su

produccin masiva.

Adems, se pretende analizar la factibilidad de reemplazar las actuales papeleras pblicas

de acero por papeleras de material polimrico.

Se establecer la ubicacin geogrfica, dentro de la cual desarrollaremos el anlisis

tcnico-econmico, debido a que las caractersticas de cada poblacin son diferentes;

tambin se definir cules son las empresas que fabrican este tipo de productos, cual es

el tamao del mercado objetivo, el precio, caractersticas principales del producto y su

comercializacin.

Se determinar la normativa aplicada al uso de papeleras pblicas, as como tambin se

realizar el diseo de la papelera, basado en la naturaleza representativa de la ciudad.

Tambin se presenta cada una de las partes que componen la papelera. Otro estudio muy

importante es el ergonmico y cmo se puede interactuar con la papelera dentro del

entorno urbano. Para su facilidad de uso se realiz tambin una gua de montaje y

desmontaje.


12

Es necesario establecer unos requisitos mnimos que deber cumplir la papelera, en

funcin de las condiciones a las que se ver sometida en servicio. Se evaluar, entre otras,

las propiedades trmicas, de procesado y de durabilidad. Tambin se analizar las

propiedades mecnicas del material, sobre todo de resistencia y tenacidad. Las

propiedades ambientales y el precio tambin son variables muy importantes en la

seleccin del material. Por ltimo, se seleccionar el proveedor de la materia prima.

En el estudio tcnico del molde se realizar un estudio previo de la pieza, segn

parmetros tcnicos, para poder establecer la lnea de particin, ncleo y cavidad del

molde. Se determinar el tipo de placas a utilizarse en el molde. Tambin se realizar el

estudio del sistema de alimentacin, de los respiraderos y del sistema de atemperado del

molde. El sistema de extraccin, el sistema de centrado y la seleccin de materiales para

el molde tambin ocupan un lugar en este estudio.

Para el molde elegido, se proceder a seleccionar la mquina de inyeccin, tomando en

consideracin las variables que determinan un moldeo eficiente de la pieza.

Para conocer la viabilidad del proyecto se realizar un estudio econmico de costos,

considerando solamente la produccin del cuerpo de la papelera.

Los clculos justificativos del proyecto se incluyen en un captulo donde se abordar el

clculo de fuerza de cierre, capacidad de plastificacin, tiempo de inyeccin, presin de

inyeccin, tiempo de enfriamiento, facilidad de llenado, entre otros.

Tambin se incluye el estudio sobre la viabilidad del reciclado de la materia prima

utilizada, una accin que es cada vez ms importante desde el punto de vista del cuidado

del medio ambiente y que adems promueve una mejor calidad de vida.


13

2.- ESTUDIO DE MERCADO1

2.1 Objetivo del estudio de mercado

Determinar el tamao del mercado objetivo; conocer la oferta y la demanda actual del

producto de acuerdo al tipo de sociedad al que va enfocado; definir un precio competitivo,

y las caractersticas principales del producto, adems de determinar su nivel de

comercializacin.

2.2 Contextualizacin

2.2.1 Presentacin de la empresa

En este apartado se define a breves rasgos el tipo de empresa que se requiere para producir

el presente producto:

Nombre de la empresa: Ecomotiv S.A.

Actividad: Diseo, fabricacin y comercializacin de productos elaborados a base de

materiales polimricos.

Clasificacin Nacional de Actividades Econmicas CIIU: CIIU 3: D252, C2220.

Fabricacin de productos de plstico.

Condicin Jurdica: Sociedad de Responsabilidad Limitada.

Tabla 1 Caractersticas principales de la empresa

Tipo de Empresa Nmero de Socios Capital Responsabilidad

Sociedad de

Responsabilidad

Limitada.

Mnimo 3 Mnimo 400

dlares.

Lmitada.

1 (C.E.E.I GALICIA, S.A, 2010)


14

Facturacin anual: 1 000 000 1 500 000 dlares

Localizacin:

Pas: Ecuador

Provincia: Santo Domingo

Ciudad: Santo Domingo

Tamao: Pequea empresa

Personal: entre 11 y 49 trabajadores.

2.2.2 Definicin del objeto del estudio

Se debe analizar los principales enfoques de un estudio de mercado: anlisis de la oferta,

anlisis de la demanda y anlisis de la comercializacin.

2.2.3 Delimitacin geogrfica del mercado y descripcin

El presente estudio de mercado se desarrollar en Ecuador, en la ciudad de Santo

Domingo.

Se ubica en la Regin Costa, en una zona climtica lluviosa y tropical, teniendo una

temperatura promedio de 22,9 C y un volumen de precipitaciones de 3000 a 4000 mm

anuales, con una humedad relativa del 87% durante todo el ao. Es punto de enlace entre

Quito, Guayaquil, Portoviejo, Chone, Esmeraldas, Manta, Ambato, Quevedo y otras

ciudades importantes, por lo que convierte a la urbe en un puerto terrestre de intercambio

comercial entre sierra y costa.

La ciudad es el centro poltico-administrativo de la provincia y uno de los principales del

pas. Alberga grandes organismos financieros, administrativos y comerciales. Est

dividida en siete parroquias urbanas, las cuales se subdividen en barrios.


15

Grfico 1 Ubicacin geogrfica de Santo Domingo

En el siguiente grfico se puede observar que desde el 2008 al 2013, la actividad

relacionada a la fabricacin de productos de plstico ha tenido una participacin sobre el

PIB, que en promedio es de 0.48%.

Tabla 2 Participacin de la industria del plstico en el PIB nacional2

Aos PIB total ($)

PIB industria

manufactura

(excepto

refinacin de

petrleo) ($)

PIB de

industria

fabricacin de

productos de

caucho y

plstico en el

PIB de la

Manufactura

Participacin de

PIB de

fabricacin de

productos del

caucho y

plstico en el

PIB nacional

Participacin

de fabricacin

de productos

del caucho y

plstico en el

PIB de la

Manufactura

2008 61.762.635,00 7.447.386,00 $ 256.887,00 0,42% 3,45%

2 Banco Central del Ecuador. Estadsticas Macroeconmicas. https://contenido.bce.fin.ec/documentos/Estadisticas/SectorReal/Previsiones/IndCoyuntura/EstMacro012014.pdf

SANTO DOMINGO


16

2009 62.519.686,00 7.699.188,00 $ 411.232,00 0,66% 5,34%

2010 69.555.367,00 8.601.697,00 $ 365.433,00 0,53% 4,25%

2011 79.276.664,00 9.670.447,00 $ 303.793,00 0,38% 3,14%

2012 87.623.411,00 10.785.495,00 $ 394.038,00 0,45% 3,65%

2013 94.472.680,00 11.453.629,00 $ 413.239,00 0,44% 3,61%

Cabe sealar que histricamente sta industria ha sido importante para la economa

ecuatoriana, y segn los registros de la Asociacin Ecuatoriana de Plstico, desde el ao

1996 este sector ha contribuido con aproximadamente el 1% del PIB del Ecuador y; en el

ao 2006, alcanz un porcentaje del 1,07%; sin embargo, esta contribucin ha ido en

disminucin debido; principalmente, a que otros sectores no tradicionales de la economa

ecuatoriana han permitido que el PIB nacional crezca a un ritmo superior al de la industria

del plstico.

Grfico 2 Participacin de PIB de fabricacin de plstico en el PIB nacional

0,00%

0,10%

0,20%

0,30%

0,40%

0,50%

0,60%

0,70%

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Participacin de PIB de fabricacin de productos del caucho y plstico en el PIB

nacional


17

No obstante, el Producto Interno Bruto de este sector est en constante crecimiento. Segn

lo expuesto por PRO-Ecuador (2013), la industria de plsticos es importante en la mayora

de las cadenas de produccin nacional e internacional.

Otra forma de medir el desempeo del sector es el ndice de actividad econmica, se ha

tomado como referencia los datos del ltimo ao.

ndice de actividad econmica: El ndice de Nivel de Actividad Registrada (INA-R)

mide el desempeo econmico-fiscal de los sectores productivos de la economa nacional,

a travs del tiempo, conforme a la nomenclatura CIIU-3; caracterizando a cada mes

calendario en trminos de su crecimiento histrico promedio y del comportamiento medio

de los ltimos doce meses anteriores al de referencia.

El perodo base es el ao 2002 donde los ndices se igualan a 100.

El INAR utiliza la frmula de Laspeyres para disponer de ndices elementales al nivel

de Clase (4 dgitos de la CIIU3), que acumulan crecimiento relativo de ventas respecto

al periodo base: Ao 2002 = 100, para cada mes calendario en particular.

Tabla 3 ndice de actividad econmica de la fabricacin de productos de plstico3

COD

CIIU

3

DESCRIPCION Ene

15

Mar

15

May

15

Jul

15

Sep 15 Nov

15

Dic

15

D252 Fabricacin de

productos de

plstico

93.4 103.49 95.28 96.6 122.54 88.3 93.93

3 Instituto Nacional de estadsticas y Censos. (Armijos, 2012)


18

El ndice de actividad econmica nos muestra que el mes donde existi un aumento en la

facturacin en de la industria del plstico fue en septiembre, adems de un descenso en el

ltimo trimestre del 2015. En trminos generales se puede observar un panorama estable.

Grfico 3 Evolucin de la fabricacin de productos de plstico en el 2015

En el Ecuador existe un alto potencial para el crecimiento de esta industria, pues se conoce

que el consumo per cpita es de 20 kg por ao, por debajo de los 50 kg que alcanza

Amrica Latina; mientras que en otros pases es 120 kg per cpita, lo cual pone en

evidencia la oportunidad de crecimiento de la industria nacional.

2.2.4 Contexto socio-demogrfico actual

La ciudad de Santo Domingo, capital de la provincia de Santo Domingo de los Tschilas,

tiene una poblacin de 368013 habitantes, la cuarta ciudad ms poblada del pas. La

poblacin de la provincia de Santo Domingo de los Tschilas, segn el Censo del 2010,

se concentra en edades jvenes. Para el ao 2016 se estima una poblacin de 460 000

habitantes (Gobierno Provincial de Santo Domingo).

El producto mencionado es apto y utilizado por personas de casi todas las edades; pero al

ser una ciudad con poblacin mayoritariamente joven, es un dato importante a tener en

cuenta al realizar el diseo del producto.

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

FABRICACIN DE PRODUCTOS DE PLSTICO.


19

Grfico 4 Pirmide Poblacional del cantn Santo Domingo4

2.2.5 Infraestructura

La ciudad de Santo Domingo se encuentra ubicada en la principal va que conecta la

regin Costa y Sierra, que conecta las dos ciudades principales del Ecuador: Quito

(capital) y Guayaquil (principal puerto martimo). Cuenta con todos los servicios bsicos

y adems est prevista la construccin, en el 2017, de una autopista que pase por Santo

Domingo uniendo Quito y Guayaquil en menos de cinco horas.

2.3 Anlisis de la demanda

En este apartado es importante para conocer las caractersticas de nuestros clientes. El

mercado objetivo es la ciudad de Santo Domingo, la misma ciudad donde estar instalada

la empresa.

4 Instituto Ecuatoriano de Estadsticas y Censos. Censo de Poblacin y Vivienda, 2010


20

2.3.1 Comportamiento de la demanda

La recoleccin de la basura en la ciudad de Santo Domingo, en la provincia Tschila, es

de 250 toneladas que diariamente se generan en la urbe. En una ciudad de 368000

habitantes, corresponde a 0.68 Kg/hab. al da (Municipio de Santo Domingo).

La produccin anual de basura es de 248.2 Kg/habitante.

En la ciudad hay 230 papeleras distribuidas en diferentes sectores de la ciudad. Existen

30 que han sido sustradas y otras 50 se encuentran en mal estado.

En un reportaje publicado por un diario local, se conoci que: es muy comn observar

desechos regados por doquier, lo que provoca mala imagen y el Municipio no controla

esto.

Existen muchas papeleras en mal estado alrededor de la ciudad, actualmente el 35% de

las papeleras se encuentran en mal estado.

Las papeleras instaladas en la ciudad son fabricadas en metal; en las nuevas papeleras, su

canasta es hecha con acero inoxidable, lo que da lugar al robo de las mismas porque

lamentablemente este material es apetecido por los recicladores afirman desde la

direccin de saneamiento. Adems, la lata de la parte inferior de las mismas est

deteriorada y la basura cae a la vereda.

Grfico 5 Situacin actual de las papeleras en Santo Domingo


21

Asimismo, los transentes depositan desechos orgnicos sin guardarlos primero en una

funda para evitar que los lixiviados oxiden el metal.

Ante esta situacin se ha planificado hacerlas de otro material, con seguridades.

No con el espacio tan grande para poner desechos sino para poner papeles, con un diseo

ms pequeo, segn la direccin de saneamiento.

Por otro lado, los criterios de ubicacin de las papeleras deben responder a dos cuestiones

bsicas, la densidad de poblacin de la calle y la actividad principalmente desarrollada en

la misma, ambos, reflejo de la produccin de residuos.

Grfico 6 Medicin de distancias mediante aplicacin online5

Por regla general, en zonas habitadas no deben existir ms de 100 metros de distancia

entre dos papeleras consecutivas y, en zonas comerciales, 40 metros.

Adems, deben cubrirse puntos concretos de permanencia temporal de personas o

mximo trnsito, como paradas de autobuses, entradas a estaciones, mercados,

instalaciones deportivas, colegios, hospitales, oficinas de uso pblico, etc.

5 Imagen tomada desde Google Earth el 14 de mayo de 2016.


22

Tabla 4 Longitud total de las calles principales6

Calle Longitud (m) Calle Longitud (m)

Av Quevedo 8414 Loja 4226

Av. Chone 7266 Tulcn 4206

Av. Quito 8052 Ibarra 4156

Anillo vial 41678 Latacunga 4120

Anillo vial 2 4690 Ambato 4096

Galpagos 6178 Riobamba 4076

29 de Mayo 4550 Caar 4038

Av. Tschila 4850 Machala 3884

Guayaquil 4698 Registro Civil 3686

La Paz 4594 Juan

Montalvo 7426

Rio Toachi 4378 Cocaniguas 4346

Rio Baba 4944 Pallatanga 4288

Av. Bomboli 6360

Suma 163200

La longitud de las principales vas de la ciudad es de 163200 m, y si consideramos que se

debe instalar una papelera cada cien metros, obtenemos como resultado que la ciudad

requiere un mnimo de 1632 papeleras en las calles principales. Tomando en cuenta,

6 Datos tomados de la aplicacin Google Earth.


23

adems: los parques, mercados, calles secundarias y terminales; se puede instalar en total

6632 papeleras en toda la ciudad.

Tabla 5 Cantidad de papeleras necesarias

Calles Principales 1632 papeleras

Calles Secundarias 4000 papeleras

Parques 500 papeleras

Mercados y Terminales 500 papeleras

Total 6632 papeleras

El promedio de papeleras por habitantes es de una papelera por cada 70 habitantes. En la

siguiente tabla podemos comparar el nmero de habitantes por cada papelera en algunas

ciudades del mundo:

Tabla 6 Nmero de habitantes por papelera7

Ciudad Habitantes/papelera

Cceres 27

Cuenca 14

Tenerife 46

Oviedo 50

7 (Nuez, 2014)


24

Jijn 41

Sevilla 35

Madrid 59

Santo Domingo 70

El nmero de papeleras propuesto se encuentra an por debajo de los niveles alcanzados

en pases desarrollados.

2.3.2 Identificacin y evaluacin de los segmentos de mercado

Nuestros clientes potenciales son todos los municipios ecuatorianos y empresas dedicadas

a la recoleccin de desechos en gran cantidad. En este estudio nos centraremos

nicamente en el Municipio de Santo Domingo y su gobierno municipal.

2.3.3 Tamao del mercado

El objetivo ltimo de este apartado es el de calcular el tamao actual del mercado, es

decir, el volumen total de gasto que el mercado efecta al ao para adquirir el producto.

Para el clculo se utilizar el mtodo de ratios encadenado en trminos monetarios:

I = q x p

Donde:

q: cantidad media de producto adquirida en unidades.

I: ingresos totales del mercado

p: precio medio unitario del producto


25

Tabla 7 Volumen total de gasto que el mercado efecta para adquirir el producto

Material del

producto

Cantidad de producto

adquirida (q en

unidades)

Precio medio unitario

de producto (p en

dlares)

Ingresos del

mercado (I)

Plstico 6632 67,5 $447 660 406963

Acero 6632 130 $862 160 783781

Segn datos tomados en el municipio de Cuenca, el costo promedio de una papelera de

plstico puede llegar a ser hasta un 50% menor que el de una papelera de acero8, lo que

da una ventaja competitiva frente a las papeleras de acero.

Se espera un ingreso por la venta de las papeleras de 447 660 dlares.

Si se considera nicamente el cuerpo de la papelera, el costo que representa es de 40%

del costo total, es decir, el ingreso debido al cuerpo de la papelera sera de 156660 dlares.

2.4 Anlisis de la oferta

Una vez calculado el tamao de mercado de la actividad, se establecer si existen y cuales

son otras empresas competidoras que tratan de satisfacer a los mismos clientes que se han

identificado como potenciales.

2.4.1 Comportamiento de la oferta

En el mercado local los principales competidores son todas las empresas dedicadas a la

inyeccin de plsticos.

En la ciudad existen dos empresas dedicadas a producir productos de plsticos como son:

Plsticos Vargas & Vargas, productores de mangueras de riego y, RhinoPlast que fabrica

fundas plsticas, bolsas, botellas.

8 (Diario El Tiempo, 2010)


26

A nivel nacional el panorama es ms extenso, debido a que existen cerca de 350 empresas

dedicadas a producir productos con material polimrico, de las cuales ms del 50% lo

hacen por inyeccin.

Una de las empresas ms grandes es PICA SA que centra su oferta en prcticamente

cualquier artculo plstico, como son: utensilios desechables, tuberas, calzado, sandalias,

botas, juguetes, menaje de casa, etc.

La estrategia de las empresas ms grandes es establecer sus propios puntos de venta, as

como tambin distribuir sus productos en los principales supermercados y tiendas

minoristas.

Por su parte las medianas empresas realizan alianzas con socios comerciales a quienes

poder suministrar sus productos.

2.4.2 Estructura del sector

Al estudiar el valor agregado bruto provincial por industria (Banco Central del Ecuador,

2007) se pudo notar que, bsicamente, tres provincias concentran la produccin de

artculos de plstico y caucho, estas son: Guayas (47,75%), Pichincha (33,76%), y Azuay

(14,26%). En contraste, existen provincias cuya participacin en el total producido es

nula, tales como: Napo, Bolvar, Loja, Carchi, Pastaza, Los Ros, Zamora Chinchipe,

Galpagos, Sucumbos, Orellana, Santo Domingo y Santa Elena.


27

Grfico 7 Valor Agregado Bruto provincial de la fabricacin de productos de caucho y

plstico9

En el grfico se puede observar el Valor Agregado Bruto provincial de la fabricacin de

productos del caucho y plstico. Los intervalos de productos del caucho y plstico estn

en estructura porcentual, los intervalos estn ordenados de las provincias que concentran

ms produccin (reas ms obscurecidas), a las provincias que concentran menos

produccin.

Para el ao 2008, se pudo constatar lo mismo con la Encuesta de Manufactura y Minera

(INEC, 2008), pues slo siete provincias abarcan ms del 100% de la produccin total y

tres de ellas comprenden ms del 90%. As, Guayas pas a representar el 60, 57%,

Pichincha el 30,43%, y Azuay el 6,64%.

Tabla 8 Participacin de las provincias dentro de la fabricacin de productos de

plstico10

Descripcin Fabricacin de productos de plstico Participacin %

Guayas 610832711 60.57

9 Valor agregado bruto provincial por industria. Banco Central del Ecuador, 2007 10 Instituto Nacional de Estadsticas y Censos. INEC 2008


28

Pichincha 306924267 30.43

Azuay 66972079 6.64

El Oro 12959948 1.29

Tungurahua 6380702 0.63

Cotopaxi 2847330 0.28

Manab 1634185 0.16

Total general 1008551223.37 100.00

Al hablar de la estructura productiva del sector manufacturero, especialmente de los

subsectores que se dedican a la fabricacin de artculos de plstico para el hogar, se puede

decir que no tienen mucha presencia dentro del sector, pues su participacin es de 1,04%.

En otras palabras, de las 2300 empresas que constan en el directorio del Banco Central

del Ecuador (BCE), 24 empresas tienen actividades principales relacionadas con la

produccin de artculos de plstico para el hogar.

Dentro de estas empresas, se destacan dos grandes grupos: vajillas y dems artculos de

uso domstico y artculos de higiene o de tocador, de plstico; y las dems manufacturas

de plstico.


29

Tabla 9 Cantidad producida, valor de produccin, cantidad vendida y valor de ventas

de artculos de plstico para el hogar.11

Detalle de la actividad principal Cantidad

producida

Valor de

produccin

Cantidad

vendida

Valor de

ventas

Vajilla y dems artculos de uso

domstico y artculos de higiene o

tocador, de plstico.

16240554 7682559 14394677 10154813

Las dems manufacturas de plstico

(estatuillas y dems objetos de

adorno)

25195700 1775859 25103488 2216656

Total general 41436254 9458415 39498165 12371469

Insumos utilizados: Debido a que el Ecuador se ha caracterizado por ser un pas agrcola,

gran parte de las materias primas, destinadas para las industrias manufactureras, es

importada.

Como se puede observar en la Tabla 9, del total de la cantidad de insumos utilizados, el

73,25% corresponde a insumos importados, los mismos que tienen un costo que asciende

a los USD18, 26 millones. En otras palabras, de los USD 22,66 millones destinados a

insumos para la produccin de productos plsticos para el hogar, el 80,57% corresponde

a insumos importados.

2.5 Anlisis de la comercializacin

2.5.1 Anlisis del producto12

Una de las premisas en la limpieza viaria es la concienciacin ciudadana sobre el hecho

de no ensuciar las calles. Como ya dice el refrn "no es ms limpio quien ms limpia, sino

11 (FLACSO-MIPRO, 2011) 12 (Revista Ambientum, 2012)


30

quien menos ensucia", los responsables de la limpieza viaria deben proporcionar a los

ciudadanos las infraestructuras suficientes donde depositar sus residuos, adems de

informar y fomentar su empleo. En este sentido, para prevenir la aparicin de residuos

como papeles, envoltorios, pauelos de papel, etc., diseminados por todas las calles de

las poblaciones, es preciso dotar a las mismas de papeleras, siguiendo unas premisas

mnimas que garanticen el correcto uso y mantenimiento de las mismas.

La papelera es el sistema ms bsico, sencillo y econmico para prevenir este

ensuciamiento, siempre y cuando se encuentren en nmero suficiente y su uso no plantee

ninguna incomodidad al ciudadano. Es ms costoso recoger un papel del suelo que

retirarlo de la papelera.

2.5.1.1 Diseo bsico:

La papelera es un elemento ms del mobiliario urbano, que debe cumplir con los aspectos

tcnicos mnimos necesarios para su correcto uso, como una altura adecuada, boca de

entrada ancha, no contar con tapaderas, ser resistente a los malos tratos, de fcil lavado y

mantenimiento, capaz de soportar las inclemencias climatolgicas, no suponer un

obstculo en la va pblica, adems de quedar integrada en el medio urbano.

Grfico 8 Distintos modelos de papeleras

La eleccin del tipo de papelera dentro de una poblacin debe responder a planes

generales que unifiquen criterios dentro de un mismo casco urbano, distinguiendo las

zonas especiales como reas monumentales, zonas de mximo trnsito, etc. del resto de

la poblacin.


31

2.5.1.2 Tipos de papeleras en el mercado:

Existe en el mercado una gran variedad de tipos y modelos de papeleras que

continuamente se renuevan segn necesidades, pero en general, los criterios para su

instalacin son:

Papelera de poste para uso general.

Papelera giratoria. Papelera que gira sobre un eje vertical.

Papelera basculante. Papelera que cabecea sobre un eje horizontal con objeto de

facilitar su vaciado. Pueden ser de pie o de pared.

Papelera cenicero. Tambin para el exterior se fabrican papeleras con recipientes

para desperdicios del tabaco.

Soporte para bolsa. Las papeleras ms sencillas consisten en un soporte circular

con o sin tapa sobre el que cuelga una bolsa de basura.

Papeleras de madera. Se trata de muebles de esttica natural y por lo tanto,

apropiados para playas, campings y entornos similares.

Papeleras para excrementos caninos. Papeleras cerradas que cuentan con depsito

de bolsas de plstico y tapa abatible para arrojar las deposiciones caninas.

Papeleras de pie en zonas de gran generacin de residuos.

Papeleras anti-vandlicas en zonas conflictivas muy concretas.

Papeleras de prestigio en centros histricos.

Papeleras porttiles para eventos con gran afluencia de pblico.

Grfico 9 Papelera de poste, fabricada en plstico


32

Grfico 10 Papelera de pie, fabricada en acero inoxidable

Los modelos ms sencillos de papeleras son los de tipo fijo y, entre estas, las ms prcticas

y modernas son las que cuentan con depsito extrable que facilitan su limpieza y

sustitucin. Los modelos mviles se caracterizan por no estar anclados al suelo, lo que

facilita su instalacin, pero apenas son empleadas.

Las papeleras porttiles son idneas para grandes acumulaciones de pblico como

acontecimientos festivos o deportivos. Las papeleras de prestigio, que poseen diseos

muy diversos y, por lo general, un coste elevado, se ubican en zonas muy concretas como

centros histricos monumentales donde prevalece el impacto visual.

De igual modo, el tamao de las mismas es muy variable, las ms comunes tienen

capacidades de hasta 60 litros y son para colocar en poste. La gama aumenta hasta ms

de 80 litros en caso de ser sobre el suelo, mviles, etc. para zonas de alta generacin de

residuos.

2.5.1.3 Materiales de fabricacin:

Las papeleras se fabrican con todo tipo de materiales, pero destacan la chapa de acero y,

sobre todo, los plsticos, principalmente polietileno de alta densidad. Las metlicas

presentan mayor resistencia al vandalismo y a tratos incorrectos, pero las de plstico son

ms fciles de manipular, lavar, vaciar, etc., se deterioran mucho menos y, debido a su

bajo coste (25 a 50% menos) es posible no proceder a su mantenimiento ni reparacin,

sino tan solo a su sustitucin.


33

Otro aspecto a tener en cuenta es el efecto que el vandalismo puede tener sobre las

papeleras. Principalmente en zona de movida juvenil nocturna, el mobiliario urbano sufre

serios daos, especialmente las papeleras. Por este motivo se fabrican papeleras auto

extinguibles que limitan los efectos de un incendio y con sistemas de apertura anti-

vandlicos, donde se disean anclajes fuertes, tanto al pavimento mediante cimentacin

o agarres a elementos slidos como farolas, semforos, etc.

En cuanto al control diario de la papelera deben programarse tres servicios

fundamentales: vaciado, lavado y mantenimiento.

2.5.1.4. Mantenimiento:

La recogida de residuos se programa segn el tipo de papelera instalada, el mtodo ms

sencillo, rpido y limpio es el vaciado directo desde la cubeta, pero por contra, precisa de

lavados frecuentes. Otros sistemas como el volteo, basculante o puerta inferior, son

mucho ms simples, pero a la vez, ms rudimentarios y sucios.

En cualquier caso, debern cumplirse dos premisas, impedir, por los riesgos higinicos y

sanitarios que implica, la descarga directa con la mano y evitar la descarga sin bolsa en

los contenedores de recogida de residuos slidos urbanos. La organizacin de la recogida

de papeleras puede basarse en el servicio de limpieza viaria de la zona o la creacin de

un servicio especfico de recogida.

El primer caso es el ms utilizado y consiste en el vaciado de las papeleras por los

operarios de barrido sobre sus carritos. Se consigue atender un reducido nmero de

papeleras, lo que puede provocar un exceso de llenado en las papeleras.

El segundo mtodo consiste en un servicio exclusivamente dedicado a la recogida de las

papeleras formado por un equipo y un carrito con bolsas de plstico o un vehculo para el

transporte de residuos. Los ms modernos incluso cuentan con sistemas mecnicos de

vaciado de las cubetas y compactacin de los residuos.

Con estos sistemas, un equipo de dos operarios podr vaciar hasta 450 papeleras en una

jornada. La frecuencia de recogida de las papeleras es muy variable segn la zona de

instalacin.


34

Grfico 11 Papelera con sistema basculante

En cualquier caso, lo primordial es organizar los servicios de recogida de tal modo que

no existan reboses de residuos ni un excesivo nmero de papeleras, teniendo en cuenta

que el llenado es relativamente aleatorio, ya que varan tanto la densidad de los residuos

como el uso de las papeleras.

Por ello, es conveniente estimar un llenado del 50% para su recogida, recoger como

mximo cada dos das en zonas de afluencia media-alta, e incluso incrementar la densidad

de papeleras.

2.5.1.5 Imagen del producto:

El lavado de las papeleras es imprescindible, una papelera sucia no tendr aceptacin por

los peatones que apenas las usarn. Se trata de retirar restos de residuos lquidos, polvo,

pintadas, carteles, etc. del exterior y restos de residuos del interior. Segn la localizacin

de la papelera, su frecuencia podr variar entre tres y cinco veces al ao.

Los sistemas existentes de lavado ms extendidos son los mecnicos, ya que los manuales

conllevan unos rendimientos muy bajos. Consiste en crear un equipo de limpieza basado

en un vehculo polivalente dotado de unidad de agua a presin con la que se retiran todos

los residuos con una capacidad de limpieza de 150 a 200 unidades diarias, rentable en

municipios con ms de 250.000 habitantes.

Existen en el mercado papeleras con cubetas fcilmente desmontables que basan su

limpieza en desmontar stas y colocar una limpia, mientras la sucia se lleva al taller donde

se limpia. Este sistema, aunque muy eficaz tiene un alto coste.


35

Por ltimo, con el objetivo de asegurar el perfecto estado de las papeleras, debe existir un

servicio de mantenimiento sin el cual la degradacin de las papeleras es segura y

progresiva.

Grfico 12 Papelera con cubeta desmontable

Con todas estas consideraciones, el servicio de limpieza urbana contar con una dotacin

suficiente de papeleras y un servicio eficaz para su gestin. A partir de aqu es la

concienciacin ciudadana la que debe hacer el resto para que no aparezcan desechos en

el suelo justo al lado de papeleras, en las paradas del autobs, cruces de semforos, etc.

para lo cual es imprescindible la realizacin continua de campaas de sensibilizacin.

2.5.2 Anlisis de la distribucin

El tipo de distribucin que se plantea en este proyecto es la venta directa de fbrica a los

distintos municipios. La produccin se la realizar bajo pedido y se participar en

licitaciones pblicas a lo largo del pas.

2.5.3 Anlisis de los proveedores

El principal objetivo es identificar quines son los principales proveedores y decidir cul

o cules son los ms adecuados.

En el Ecuador no existen fabricas dedicadas a la produccin de polietileno de alta

densidad por lo que es necesario importarlo, entre las empresas que distribuyen aditivos

y resinas plsticas como el PE de alta densidad, tenemos las siguientes:


36

Dow Chemical, Mobil Chemical, Hyundai Petrochemical, Braskem, Schullman AG,

Vifan, VAW Aluminium, y Samsung, entre otros.


37

3.- DISEO DEL PRODUCTO

3.1 Introduccin

Una papelera es mucho ms que un accesorio donde poder desechar documentos y

pequeos restos de basura, se trata de un producto que nos ayuda a mantener el orden y

la limpieza. Por eso, la papelera debe tener el tamao adecuado: lo suficientemente

pequea para que no moleste ni obstruya el paisaje, pero lo suficientemente grande para

que pueda dar cabida a todos los residuos de papel, sin tener que vaciarla todo el tiempo.

Se tratar el tema de la normativa correspondiente a las papeleras pblicas considerando

su relacin con su entorno urbano.

Adems, se estudiar cada uno de los elementos que constituyen una papelera urbana

bsica.

3.2 Normativa1314

No existe normativa especfica para papeleras urbanas en la ciudad de Santo Domingo,

sin embargo, se puede tomar en cuenta normativa de otras ciudades, entre las que destacan

las siguientes:

Boe-A-2010-4057 en el apartado correspondiente a mobiliario urbano indica lo

siguiente:

Artculo 28. Papeleras y Contenedores para depsito y recogida de residuos.

1. Las papeleras y contenedores para depsito y recogida de residuos debern ser

accesibles en cuanto a su diseo y ubicacin de acuerdo con las siguientes caractersticas:

a) En las papeleras y contenedores enterrados, la altura de la boca estar situada entre

0,70 m y 0,90 m. En contenedores no enterrados, la parte inferior de la boca estar situada

a una altura mxima de 1,40 m.

13 (Ministerio de Vivienda, 2010) 14 (Ayuntamiento de Madrid, 2007)


38

Ordenanza general del ayuntamiento de Madrid correspondiente al tema de

mobiliario urbano

Artculo 10.

Los emplazamientos de mobiliario urbano se localizarn en lugares que no impidan, ni

dificulten, la visibilidad de las seales de circulacin o el correcto uso de otros elementos

existentes con anterioridad.

3.3. Componentes

La papelera cuenta con tres componentes principales que son los siguientes:

3.3.1. Cuerpo

El cuerpo de la papelera es el recipiente donde se depositan los desechos slidos.

Est hecho de material plstico, su capacidad es de 40 litros y posee un diseo atractivo

con curvas inspiradas en el ave insignia de la ciudad que es un colibr. Posee una boca

de 44 cm de dimetro lo que facilita la deposicin de basura.

Grfico 13 Inspiracin en la naturaleza

Su forma alargada permite que no sea un obstculo, facilitando la visualizacin del

entorno. En el borde posee un anillo que da rigidez a la abertura. En la parte posterior se


39

puede anclar fcilmente a su base y dispone de una saliente que permite el montaje y

desmontaje del mismo.

Grfico 14 Diseo del cuerpo de la papelera

3.3.2. Tapa

La tapa tiene forma circular con una ligera curvatura desde su vista frontal, lo que permite

que el agua y otros lquidos puedan fluir a travs de su superficie, puesto que la ciudad

posee un clima extremadamente clido y lluvioso.

En la parte superior de la tapa se ha estampado el logo del gobierno municipal en alto

relieve.

Grfico 15 Diseo de la tapa


40

El material de fabricacin de la tapa es plstico, elegido para resistir a las inclemencias

del tiempo pues la ciudad tiene una alta humedad y precipitaciones lluviosas, adems de

alta incidencia de rayos UV.

El dimetro de la tapa es de 46 cm lo que permite cubrir al cuerpo de la papelera y evitar

que el agua ingrese.

3.3.3. Soporte

El soporte consta de dos partes:

La cubierta plstica, elaborada para armonizar con el cuerpo y la tapa y mantener una

papelera con una nica esttica. Permite adems cubrir el soporte de acero de tal manera

que evita que se pueda observar desde el exterior.

Grfico 16 Diseo del soporte

El soporte interno de acero, que brinda la rigidez y soporte necesarios a la papelera para

que pueda soportar el peso de la basura y su propio peso, adems aloja al sistema de cierre

provisto de llave triangular.

El soporte ira sujeto a los postes de alumbrado pblico mediante bridas de acero.


41

3.4 Ergonoma

La ergonoma es un factor muy importante al disear un producto, ya que ser sta la que

asegure la usabilidad del mismo.

El objetivo de este mbito son los consumidores, usuarios y las caractersticas del

contexto en el cual el producto es usado. El estudio de los factores ergonmicos en los

productos, busca crear o adaptar productos y elementos de uso cotidiano o especfico de

manera que se adapten a las caractersticas de las personas que los van a usar. Es decir, la

ergonoma es transversal, pero no a todos los productos, sino a los usuarios de dicho

producto. (Hedge, 2011)

El diseo ergonmico de productos, trata de buscar que estos sean: eficientes en su uso,

seguros, que contribuyan a mejorar la productividad, sin generar patologas en el humano,

que en la configuracin de su forma indiquen su modo de uso y caractersticas de uso.

Para lograr estos objetivos, la ergonoma utiliza diferentes tcnicas en las fases de

planificacin, diseo y evaluacin. Algunas de esas tcnicas son: anlisis funcionales,

biomecnicos, datos antropomtricos del segmento de usuarios objetivo del diseo,

ergonoma cognitiva y anlisis de los comportamientos fisiolgicos de los segmentos del

cuerpo comprometidos en el uso del producto.

En sentido estricto, ningn objeto es ergonmico por s mismo, ya que la calidad de tal,

depende de la interaccin con el individuo. No bastan las caractersticas del objeto.

En la papelera existen dos medidas concretas que debern ser determinadas por un estudio

ergonmico las cuales son:

Altura de la boca del cuerpo, tomando en cuenta el diseo para extremos, que es

un factor limitante al determinar el valor mximo y mnimo de una variable de

poblacin que ser ajustada. Basado en esta premisa la altura de 1100 mm permite

que, a partir de una edad de 3 aos y percentil 95, un nio ya pueda utilizar la

papelera.


42

Grfico 17 Medidas antropomtricas latinoamericanas de un nio de 3 aos15

Distancia entre la tapa y el cuerpo de la papelera, la distancia no deber sobrepasar

los 120mm, esto permite que el usuario pueda ingresar la mano, pero evita que se

puedan introducir objetos ms grandes. A su vez, la distancia ms corta entre el

cuerpo y la tapa es de 70mm.

15 (Avila, 2007)


43

Grfico 18 Dimensiones antropomtricas latinoamericanas: cabeza, pie, mano; de

trabajadores industriales de sexo masculino entre 18 y 65 aos.16

Facilidad en el vaciado, al girar la llave hasta su posicin de desbloqueo, se puede

realizar fcilmente el vaciado girando el cuerpo de la papelera.

Las medidas aplicadas en el diseo de la papelera, se pueden observar en la siguiente

figura:

16 (Avila, 2007)


44

Grfico 19 Dimensiones fundamentales de la papelera

3.5 Acondicionamiento Cromtico

Es importante que el color del plstico que utilicemos sea un color con tono oscuro y que

adems sea poco o nada reflectante, puesto que en la va pblica no puede existir ningn

color u objeto que, con la luz de los vehculos, resalte sobre las seales de trnsito.

3.6. Estudio de esfuerzos

Debido a que el producto se trata de un elemento pblico al alcance de cualquier usuario

y situado en lugares exteriores, se debe comprobar y garantizar la funcionalidad y

resistencia de los elementos que lo componen. Todos los anlisis de este apartado se

realizan con el software Solidworks.

Se ha elaborado un estudio estructural de los elementos resistentes suponiendo unas

cargas de uso de la papelera en situaciones lmites, como es el caso en que se llene de

agua. Al tener una capacidad de 40 litros, al estar lleno de agua debera soportar una carga

de 40Kgf.

El anlisis de componentes no metlicos como en este caso, debe llevarse a cabo con

mtodos de anlisis de tensin no lineal debido a su compleja relacin entre deformacin

y carga. (Gmez, 2014).


45

3.6.1. Anlisis de tensiones.

Se observa concentracin de tensiones en el borde superior y en la parte inferior del

recipiente, siendo stas de valores muy bajos, por debajo de 2e6 N/m2, pues el lmite de

traccin del polietileno es 2,2e7 N/m2.

Grfico 20 Gradiente de tensiones en el cuerpo de la papelera

3.6.2. Anlisis de desplazamientos.

Cuando se realiza una prueba de desviacin, la superficie del objeto se muestra como un

gradiente de colores, con cada tonalidad representando un grado especfico de desviacin,

de acuerdo con una escala en pantalla etiquetada "URES". Esto es llamado una trama de

desplazamiento esttica.

Podemos observar que el mayor desplazamiento se da en el borde superior de la papelera

en la parte opuesta al soporte, su valor es de 8mm como valor mximo, que es un valor

que se puede despreciar.


46

Grfico 21 Gradiente de desplazamiento en el cuerpo de la papelera.

3.7 Montaje y desmontaje

Un proceso determinante en el diseo de la papelera es la facilidad de montaje y

desmontaje en el momento de vaciar el cuerpo de la papelera.

La persona encargada de recolectar la basura, deber seguir los siguientes pasos para

vaciar correctamente la papelera de la forma ms sencilla:

1. Abrir la cerradura de cierre triangular para desbloquear el cuerpo de la papelera y

poder separarla de su soporte. Esta cerradura sirve para evitar el robo del cuerpo

de la papelera.

Grfico 22 Ubicacin de la cerradura triangular


47

El cuerpo de la papelera permanecer en su sitio debido a que posee dos puntos

de apoyo, uno ubicado en su parte inferior y otro punto de apoyo en el borde

superior de la misma.

Grfico 23 Puntos de apoyo de la papelera

2. Se procede a levantar el cuerpo de la papelera 5 cm con ambas manos, de manera

que se pueda desenganchar el cuerpo de la papelera del soporte de la misma, como

se muestra en la siguiente figura:

Grfico 24 Separacin del cuerpo y el soporte

Una vez levantado hasta esa altura, se lo procede a retirar y se lo puede ubicar en el suelo

o vaciarlo directamente en el carro de la basura.

Base

Borde

sup.


48

Grfico 25 Cuerpo desacoplado del soporte

3. Se sigue el mismo procedimiento a la inversa para ubicar nuevamente el cuerpo

de la papelera en su soporte.


49

4.- SELECCIN DEL MATERIAL

4.1 Estudio preliminar17

Para seleccionar qu material es adecuado para fabricar una papelera de plstico de 40

litros de capacidad, es necesario plantear cules sern los requisitos mnimos que debe

cumplir en funcin de las condiciones a las que se ver sometida en servicio.

4.1.1 Propiedades Trmicas

De acuerdo a las condiciones ambientales y de servicio a las que estar expuesta la

papelera, el material debe cumplir unas prestaciones mnimas.

Tabla 10 Propiedades trmicas que debe tener una papelera

Propiedad Calificacin o valor mnimo

Mnimo valor de temperatura

mxima de servicio 55 C

Mximo valor de temperatura

mnima de servicio -15 C

Temperatura de fusin mnima 85 C

4.1.2 Procesado

Se ha seleccionado como proceso de produccin el moldeo por inyeccin, debido a que

todos los productos de este tipo son producidos de esta manera.

17 Se utiliz el software CES Edupack 2015 para el proceso de seleccin del material


50

4.1.3 Durabilidad

Adicionalmente se deben tener se debe tener en consideracin el medio al que va a estar

expuesto. La papelera debe soportar estancias a la intemperie durante largos perodos de

tiempo y tener un buen comportamiento frente a los residuos que van a depositarse en su

interior.

La mayor parte de los alimentos que consumimos presentan un pH elevado, por lo que es

importante que el material se comporte de forma excelente en medio bsico. Un

comportamiento aceptable frente a cidos ser tambin una buena medida con el fin de

aumentar la vida til del producto. Tambin ser necesario un comportamiento adecuado

frente a la humedad del ambiente.

Debido a que la tapa es la parte de la papelera ms expuesta a la radiacin solar tambin

sern necesarias unas caractersticas mnimas frente a la radiacin ultravioleta.

Estas condiciones se expresan de forma clara en la siguiente tabla:

Tabla 11 Resistencia requerida por el material frente al medio.

Propiedad Calificacin o valor mnimo

Resistencia al agua: resistencia del

material a la sumersin en agua

Excelente: No hay degradacin en el

desempeo del material luego de un

largo tiempo de exposicin.

Resistencia al agua salada:

resistencia del material a la

sumersin en agua salada




Resistencia a los cidos dbiles:


inmersin en cidos con pH entre 4

y 7 Aceptable


51

Resistencia a los cidos fuertes:


inmersin en cidos con pH menores

a 4. Aceptable

Resistencia a los alcalinos dbiles:


inmersin en alcalinos con pH entre

7 y 10.




Resistencia a los alcalinos fuertes:


inmersin en alcalinos con pH

mayor a 10.




Resistencia a los solventes

orgnicos: resistencia del material a

la inmersin en solventes orgnicos.

Uso limitado: No se recomienda,

aunque pueden ser adecuados para

aplicaciones de corto plazo

Resistencia a la radiacin

ultravioleta: Durabilidad del

material a la degradacin por

radiacin ultravioleta (UV) de la luz

solar. La durabilidad intrnseca en

ausencia de medidas de proteccin

adicionales.

Bsica: Meses o aos; la mayora de

los polmeros y materiales orgnicos.

Requiere proteccin para la exposicin

UV a largo plazo, pero a corto plazo

puede ser aceptable: PS, PC, la

mayora de PA , madera.

Para determinar qu materiales cumplen con estas propiedades se utiliz el software CES

EduPack 2015, que contiene una base de datos de 3907 materiales. Se ha utilizado la base


52

de datos de nivel tres para aplicar dichas condiciones mediante la funcin limit (a

excepcin de la tenacidad frente a impacto que se tratar de forma independiente).

Sin embargo, se observ que el software descarta algunos materiales como el PVC que

cumplen con dichas condiciones debido a que la base de datos no dispone de toda la

informacin (en el caso del PVC no dispone del valor de temperatura de fusin). Por

tanto, se decidi no incluir los requisitos trmicos en el primer filtrado, comprobando a

posteriori si los materiales seleccionados cumplen con dichos requisitos.

Debido a la limitacin impuesta en el proyecto respecto al proceso de fabricacin y

materiales utilizados (materiales polimricos) se han incluido dichas limitaciones

mediante la funcin tree. El nmero total de materiales en este punto de la seleccin se

ha reducido a 13.

4.1.4 Propiedades mecnicas

Para determinar qu materiales cumplen con una tenacidad mnima requerida en primer

lugar se ha se ha revisado bibliografa referente a ensayos de impacto en polmeros, y con

ello, la normativa aplicable a dichos ensayos.

Este tipo de ensayos evalan la energa por unidad de seccin requerida para romper una

probeta normalizada sometida a impacto. La normativa ms extendida en este caso es la

ASTM D256, cuyo equivalente en norma espaola es la UNE 5319318.

En la siguiente imagen puede verse un esquema del ensayo. La muestra se coloca de

forma vertical y recibe el impacto de un pndulo. La energa que pierde el pndulo en el

impacto ser igual a la energa absorbida por la probeta.

18 (UNE 53193, 2016)


53

Grfico 26 Esquema de ensayo de la norma UNE 5319319

El valor obtenido en el ensayo de la normativa ASTM D256 no es comparable

directamente con el valor calculado del ensayo de la papelera, sin embargo, nos permite

comparar distintos materiales sin recurrir a aproximaciones tericas.

Por tanto, se realizar una grfica que represente la energa absorbida por el material en

la rotura obtenido mediante la norma ASTM 256 (en el software CES Edupack 2015 se

presentan resultados equivalentes en una propiedad llamada Impact strength, notched 23

C). En el eje x representaremos el precio base del material debido a que a igualdad de

propiedades el precio ser el requisito fundamental.

19 (UNE 53193, 2016)


54

Grfico 27 Tenacidad frente a impacto de los materiales obtenidos en la primera

seleccin.20

A pesar de las diferencias entre la norma aplicable a contenedores y la norma utilizada

para obtener los resultados expuestos, todos los materiales tienen una tenacidad superior

a 5kJ/m2. Se ha hecho una seleccin de los 3 materiales ms econmicos:

- Polietileno de alta densidad (PE-HD)

- Polipropileno (PP)

- Cloruro de polivinilo (PVC)

De estos materiales, el polietileno de alta densidad es el que tiene mayor tenacidad frente

a impacto con aproximadamente 80 kJ/m2.

Para comprender las diferencias en el comportamiento mecnico entre PE-HD, PP y PVC,

se presentan dos grficas. En la primera de ellas se compara el valor de rigidez especfica

y en la segunda se compara el valor de resistencia especfica (concretamente el lmite

elstico frente a la densidad).

20 CES Edupack 2015

Price (EUR/kg)2 5 10 20 50 100 200

Im

pa

ct

str

en

gth

, n

otc

he

d 2

3

C (

kJ/m

^2

)

1

10

100

PE-HD (high molecular weight)

PP (impact copolymer, UV stabilized)

PE-HD (low/medium molecular weight)

PVC (rigid, molding and extrusion)


55

Grfico 28 Relacin densidad-mdulo de Young21

Como se puede observar, las dos grficas (ver Grfico 28 y Grfico 29) son similares ya

que ambas propiedades guardan relacin entre s. De ellas se puede observar que tanto el

polipropileno (PP) como el polietileno de alta densidad (PE-HD) presentan propiedades

mecnicas y densidades similares, mientras que en el PVC las propiedades mecnicas son

aproximadamente dos veces mayores (el grfico se presenta en escala logartmica) y la

densidad es aproximadamente un 50% mayor.

21 CES Edupack 2015

Density (kg/m^3)800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900

Yo

un

g's

mo

du

lus (

GP

a)

0.1

1

10

100


PVC (rigid, molding and extrusion)



56

Grfico 29 Relacin densidad-limite elstico22

Respecto a los requisitos de temperatura se ha comprobado que las tres opciones cumplen.

Sin embargo, la temperatura mxima de servicio del PP es muy cercana (incluso un poco

inferior a los 85C marcados por la normativa). Si la seleccin final es el PP ser necesario

solicitar informacin detallada al proveedor del material para descartar cualquier posible

problema.

4.1.5 Propiedades ambientales

Debido a que siguen existiendo dudas en la seleccin del material se plantea un estudio

sencillo comparando la huella de CO2 total en la produccin del material, procesado y

reciclado de este, con el porcentaje de material reciclado en relacin a la produccin total

22 CES Edupack 2015

Density (kg/m^3)800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

Yie

ld s

tre

ng

th (

ela

sti

c l

imit

) (M

Pa

)

1

10

100

1000



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