Diseño del proceso de moldeo por fundición, en forma del volcán de Agua, de tapaderas de botellas de propileno y polietileno de desecho

Abstract

El trabajo de graduación tuvo como objetivo principal la creación de un sistema de reciclaje que aprovechará las tapaderas de botellas plásticas de desecho, especialmente aquellas de polipropileno y polietileno, para producir figuras con la silueta del volcán de Agua de Guatemala mediante un proceso de moldeo por fundición. El propósito de esta estrategia era utilizar el plástico para una nueva finalidad, lo que contribuiría a disminuir la contaminación en las orillas del volcán, donde en los últimos años ha habido un aumento alarmante en la cantidad de desechos plásticos, especialmente en áreas turísticas como Santa María de Jesús y la Antigua Guatemala. El proyecto se enfocó en transformar estos residuos plásticos en un producto reutilizable, con un valor económico, lo cual podría haber promovido una cultura de reciclaje sostenible en la comunidad. Se seleccionaron polipropileno y polietileno debido a sus propiedades favorables, como resistencia al impacto y su capacidad de ser fundidos y moldeados en varias ocasiones antes de degradarse. Para llevar a cabo este proceso, se diseñó un molde de aluminio en material 6061, que permitía la creación de figuras tridimensionales representando el volcán de Agua. La elección del aluminio se debió a su alta conductividad térmica, ligereza y resistencia a la corrosión. El sistema de fundición propuesto utilizó una estufa de gas propano, un sartén de aluminio y gas propano para fundir el plástico. Se realizaron simulaciones y cálculos para determinar la energía necesaria para fundir los polímeros con tiempos óptimos de fundición de 00:05:15. Tras la fabricación del molde con cavidad en dimensiones de 5x5x1 in y el de tapadera de 5.5x5.5x0.5 in en la fresadora Haas VF-1 con un tiempo de maquinado de 02:10:45 y la ejecución de pruebas, se validó que el sistema propuesto fue capaz de producir figuras plásticas de manera eficiente en un tiempo de espera de moldeo de la figura plástica en 00:12:08. Este proyecto no solo contribuyó a un uso del plástico seleccionado, sino a la reducción de la contaminación en el área del volcán de Agua, y que también ofreció una solución económica para el reciclaje de plásticos

The main objective of the graduation project was the creation of a recycling system that would make use of discarded plastic bottle caps, especially those made of polypropylene and polyethylene, to produce figures in the shape of Guatemala’s Agua Volcano through a casting molding process. The purpose of this strategy was to repurpose plastic for a new use, which would help reduce pollution around the volcano, where in recent years there has been an alarming increase in plastic waste, particularly in tourist areas such as Santa María de Jesús and Antigua Guatemala.

The project focused on transforming these plastic residues into a reusable product with economic value, which could have promoted a sustainable recycling culture in the community. Polypropylene and polyethylene were selected due to their favorable properties, such as impact resistance and the ability to be melted and molded several times before degrading. To carry out this process, a mold was designed in 6061 aluminum, which allowed the creation of three-dimensional figures representing the Agua Volcano. The choice of aluminum was due to its high thermal conductivity, lightness, and resistance to corrosion.

The proposed casting system used a propane gas stove, an aluminum pan, and propane gas to melt the plastic. Simulations and calculations were conducted to determine the energy required to melt the polymers, with optimal melting times of 00:05:15. After manufacturing the mold with a cavity of 5x5x1 in and a lid of 5.5x5.5x0.5 in on the Haas VF-1 milling machine with a machining time of 02:10:45, and after conducting tests, it was validated that the proposed system was capable of efficiently producing plastic figures with a molding wait time of 00:12:08. This project not only contributed to the utilization of the selected plastics but also to the reduction of pollution in the Agua Volcano area, while also offering an economic solution for plastic recycling.