ENTREGA 2

Proyecto 1

                                                                                                      

Presentado a:

Alejandra Vidal

 Elaborado por

María José González Tabares

Juan Daniel Mejía Arango

Santiago Baena Trujillo

Daniel Cadavid Correa

Andrés Gómez Blanco

UNIVERSIDAD EAFIT

Septiembre 21 del 2013

MADERA PLÁSTICA

objetivo definido

Mostrar las diferencias y ventajas de la madera plástico sobre la madera natural.

Es un producto hecho con material 100% reciclado, evitando el desperdicio de muchas toneladas de plástico que se desechan de las industrias y que contribuye a reducir los índices de deforestación en el planeta, rebajando la demanda existente sobre la madera extraída de los bosques.

 MATERIALES

 Ensayos realizados, dosificaciones y características de las probetas obtenidas

Las mezclas para madera plástica normalmente tienen estos compuestos 50% fibra (madera) 48% polietileno o polipropileno de alta densidad 2% de lubricantes y agentes de cohesión más el pigmento para darle el color. El pigmento se usa al 2%.

 el total sería: 46+50+2+2= 100% . También se usan mezclas con PVC son menos frecuentes.

Puede usar fibra entre 10 y 70% pero lo más normal es 50 . Se ha probado que funciona bien hasta 70%. El rango es de 40 hasta 60%, lo más recomendable.

     Material usado en proceso final de producción de probetas: dosificaciones

Para el desarrollo del producto contamos con el apoyo de la empresa Agrofibras, ubicada en la Estrella, Antioquia, productora de madera plástica en numerosas presentaciones desde hace varias décadas; allí nos han asesorado y contado que la dosificación usada en el país, establecida como la óptima en todas las empresas para dar resistencia y durabilidad esperadas es 70% de polipropileno y 30% de polietileno (se pueden dar variaciones de 2 ó 3%). Las mezclas con fibra natural de madera se hacen en las empresas colombianas pero poca proporción respecto a las mezclas de plástico reciclado; el aserrín seco se usa principalmente en Estados Unidos para las mezclas.

Cabe aclarar que al hacerlo siempre con la misma dosificación, los tablones o estacones obtenidos no presentarán, exactamente, las mismas propiedades, ya que algunos saldrán más porosos y menos resistentes que otros.

Por otro lado, la mezcla también puede contener nylon en cantidades pequeñas, obtenido del reciclaje de empaques, principalmente, de carnes rojas.

Producción de nuestros tablones: En esta empresa se usa una extrusora de un solo tornillo, que cuenta con una camisa de cerámica y un motor que  funciona con electricidad. El proceso comienza con el polietileno y el polipropileno en sus respectivas cantidades en un tolva, de allí pasan a la mezcladora y esa pasta caliente con su respectiva tintase ingresa al tornillo extrusor, en el cual las temperaturas van de 110°C al inicio hasta 260°C al final; luego la mezcla pasa al molde de hierro que le dará la forma y el acabado final, el se introduce en agua fría durante 10 o 15 minutos para, posteriormente extraer la madera plástica de su interior como producto terminado.

Al usar plástico reciclado, este puede venir acompañado de metales, tales como el hierro (pedazos de tuercas y tornillos) los cuales se quedan el imán "filtro" que está ubicado a la salida de la tolva, este no permitirá que eso elementos metálicos queden en la mezcla e ingresen en la extrusora.

En ocasiones, para tablones grandes, con el objetivo de ganar más resistencia a tracción, se pone previamente dentro del molde un refuerzo de hierro que quedará cubierto con la mezcla de plástico reciclado. Este es el caso de los grandes tablones que esta empresa le provee a Puentes Mineros SA, usado en puentes como elemento no estructural (son antideslizantes).

En productos de sección transversal circular se maneja diámetros de 41mm hasta 8 pulgadas, que se pueden usar en la estructura de pequeñas casas.

Por otro lado algo que hay que resaltar es que las grapas y clavos quedan muy bien pegados, ya que la madera plástica es más abrasiva que la natural, por eso las uniones serán más confiables garantizando estabilidad, durabilidad y rigidez a la unión de varios elementos de este nuevo material.

   Materia prima: materiales necesarios para cada prototipo

 Utilizamos dos materiales como materia prima básica, el polipropileno, que es plástico reciclado de las industrias y el polietileno reciclado, que aporta flexibilidad al producto, contrarrestando la rigidez del polipropileno (quebradizo).

Cantidades necesarias y usadas para cada prototipo:

    Para ingresar este producto al mercado es necesario demostrar a la gente del común con campañas llamativas; para lo cual se requiere que la gente evidencia de primera mano la durabilidad de este producto, su resistencia y flexibilidad, su capacidad como aislante y su carácter ecológico, reemplazando y teniendo muchas ventajas sobre  los listones de 100% madera natural.

Más que experimentos se deben  mostrar resultados que sustenten todas esas ventajas que se prometen.

Por otro lado, existe la ventaja de que este producto elegido por nosotros no es nuevo, sino que ya es un producto aceptado por diferentes sectores y aprobado por sus cualidades; lo que se debe buscar es que la gente se entere más de sus ventajas y su versatilidad.

 Pruebas que se le hacen a la madera plástica. Norma ASTM

La participación de ASTM International en los comités técnicos en el desarrollo de normas relacionadas con los compuestos de madera y plástico comenzó en los 90, cuando el Comité D20 de ASTM sobre Plásticos surgió para cubrir la necesidad de normalización de lo que en ese entonces era una tecnología emergente. En ese momento, la investigación mostraba que las normas existentes para ensayar materiales plásticos no eran adecuadas para la naturaleza no homogénea de la madera plástica. El grupo de normas del Comité D20 para materiales compuestos de madera y plástico incluye:

• D 6108, Método de prueba para las propiedades de compresión de madera plástica y moldes
• D 6109, Métodos de prueba para las propiedades de flexión de madera plástica sin reforzar y reforzada y productos relacionados
• D 6111, Método de prueba para la determinación de la densidad y gravedad específica de madera plástica y moldes por desplazamiento.
• D 6112, Métodos de prueba para la determinación del arrastre por compresión y flexión y la rotura por arrastre de la madera plástica y sus moldes.
• D 6117, Métodos de prueba para fijaciones mecánicas en madera plástica y moldes.
• D 6341, Método de prueba para la determinación del coeficiente lineal de expansión térmica de la madera plástica y de los moldes de madera plástica entre -30 y 140°F (-34.4° y 60°C)
• D 6435, Método de prueba para la determinación de las propiedades de corte de la madera plástica y de los moldes de madera plástica
• D 6662, Especificación para placas para plataformas de madera plástica basadas en poliolefinas

Más recientemente, el Comité D07 sobre Madera ha desarrollado dos normas relacionadas con compuestos de madera y plástico:

• D 7031, Guía para evaluar las propiedades físicas y mecánicas de los productos compuestos de madera y plástico.
• D 7032, Especificación para establecer los índices de comportamiento de sistemas de plataformas y barandas protectoras de compuestos de madera y plástico (protecciones y barandas).

La segunda de estas normas presenta los procedimientos para establecer los índices de comportamiento de los productos compuestos de madera y plástico como base para el reconocimiento del código y se la menciona en el Criterio de aceptación de servicios 174  de la evaluación del  Consejo del Código Internacional.

Cada tonelada de desechos plásticos es posible evitar la tala de diez árboles y reducir la utilización de 1.8 tonelada de petróleo que se utiliza para producir otros materiales. No se trata solo de resolver el problema de la basura, la orientación es integral. La parte social es también relevante.

    Al tiempo que se realizan estas pruebas es necesario tener en cuenta y manejar como base de comparación y verificación las siguientes propiedades que presenta la madera plástica:

Propiedades mecánicas de los tableros de madera plástica

Dureza: shore D 63; rockwell 49. Esfuerzo a tensión: 3,300 psi. Elongación para ruptura: 800 por ciento. Módulo de flexión: 125,000 psi. Izod impacto: 8 ft-lb/in. Las propiedades físicas, térmicas y mecánicas de la madera plástica son de acuerdo al fabricante y pueden variar en función de los tipos de polietileno empleados y la degradación de los mismos

Propiedades térmicas de los  tableros de madera plástica

Máxima temperatura de servicio:  75 grados centígrados.
Punto de reblandecimiento:  130 grados centígrados.
Máxima resistencia a baja temperatura (HMWPE): -75 grados centígrados

Propiedades físicas de los  tableros de madera plástica

Peso específico: 0.90 a 0.96 gr/cc. En base al peso específico se calcula el de los tableros de madera plástica.

En general y de acuerdo con nuestra experiencia se utiliza 0.94 gr/cc para calcular los pesos, de la siguiente manera: espesor (mm) x 0.94 = Kg/m2, ejemplo: 20 mm x 0.94 =18.8 Kg /m2 (un metro cuadrado con espesor de 20 mm pesa aproximadamente 18.8 Kg).

Hemos decidido que es adecuado y suficiente hacer las siguientes pruebas:

·         Tracción o flexión

·         Compresión

·         resistencia al fuego

·         Agarre: propiedad antideslizante

·         Impacto

La madera plástica no presenta alteraciones en sus propiedades al estar en contacto con el agua dulce y salada, no la absorbe, además de mostrar cero deterioro ante los rayos ultravioleta, simplemente pierde algo del color original.

También presenta menos combustión que la madera, al tener menos oxígeno en su interior.

     Variables a optimizar

Se pretende demostrar las numerosas ventajas de la madera plástica y mostrar con las diferentes muestras las comparaciones, ya sea con el mismo material o frente a la madera natural, cuales son las propiedades que se optimizan o mejoran dependiendo de la dosificación usada y de las alteraciones que puede sufrir mezcla en su proceso de producción.

 variables que se analizaran con el fin de obtener valores óptimos:

·       -luz entre apoyos: distancia entre apoyos que le aportará la mayor resistencia a flexión posible. Rango establecido: 50-75 cm.

·       -Demostrar la menor combustión respecto a madera natural, y tratar de bajar aún más esos estándares con investigación.

·       - Cómo lograr más resistencia a golpes, en cuestión de dirección de fibras y uso de refuerzo o fina capa superficial para bajar porosidad, con lo cual se lograría más impermeabilidad.

·         cualidad de evitar el deslizamiento

5. MERCADEO

    Quien compra madera plástica, a que sectores va dirigido?

Este producto está dirigido para múltiples usos, tales como elementos usados en ganadería  y actividades agropecuarias como saladeros, estacones de corrales y cerramientos; el sector industrial como escaleras, entibas y estanterías; en construcción para hacer pequeñas casas, kioscos, casetas, puentes y muelles. También está dirigido a clientes que requieran de tablillas, tejas y ladrillos de esta madera plástica; DECKS, casas para perros, bancas, mesas, parques infantiles o construcciones que van a estar al aire libre ya que este material es muy durable y resistencias a las variaciones climáticas.

También se usa en construcción para hacer formaletas, elementos usado en construcción como molde para vaciar elementos estructurales, reemplazando así los paneles y tablones de madera natural por madera plástica. Además, es usado en tapas de acueducto o rejilla de canaletas.