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INGENIERÍA AMBIENTAL Matriz de Proceso


Enviado por   •  3 de Diciembre de 2015  •  Trabajos  •  3.761 Palabras (16 Páginas)  •  483 Visitas

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[pic 1]UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS[pic 2]

FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECUSOS NATURALES

INGENIERÍA AMBIENTAL

                      Matriz de Proceso

Docente: María del Carmen Quesada

Daniel Felipe Amador 20112180231, Vanessa Stephanie Ruíz 20112180070, Juan Felipe Orozco Torres 20122180075

Referentes metodológicos

Propuesta

Anteproyecto

Tema

• Material de construcción aislante térmico

• Material de construcción aislante acústico

• Materiales reciclados

• Ahorro de energía

• Costos de producción

• Reutilización de materiales reciclables con baja conductividad térmica en un nuevo material de construcción.
• Reutilización de materiales reciclables con propiedades de aislante acústico para el nuevo material de construcción.

Título

Elaboración de un nuevo material de construcción (masilla para drywall) a base de compuestos reutilizables Pet Icopor y Cascarilla de arroz para la generación de un material aislante térmico y acústico de bajo costo.

Elaboración de masilla para drywall a partir de compuestos reutilizables como lo son la cascarilla de arroz, el plástico PET y el ICOPOR con propiedades aislantes térmicas y acústicas.

Problema

De acuerdo a las diferentes dinámicas que se presentan actualmente debido al cambio climático, la generación excesiva de residuos, la poca implementación de reciclaje en algunos lugares del mundo y el aumento de la demanda de viviendas, bienes y servicios debido al excesivo aumento de la población, se ha planteado la creación de un nuevo material de construcción generado a partir de yeso y materiales reciclados como lo son los el plástico PET, EL ICOPOR y LA CASACARILLA DE ARROZ, los cuales presentan poca o nula reutilización en los procesos productivos.

Se refleja la necesidad del desarrollo conjunto de las problemáticas con el fin de relacionar todo una integración de los materiales con poca o nula utilización en procesos productivos (como materia prima importante) para la minimización de la demanda que acarrea los recursos naturales (como principal fuente de materia prima) y la reducción de contaminación que trae la inadecuada disposición de residuos sólidos y el no aprovechamiento de materiales reciclables. Esto traerá una reducción en los costos de producción al momento de incluir el material reciclable nuevamente en procesos productivos y es por ello que se ha planteado la creación de un nuevo material de construcción generado a partir de yeso y materiales reciclados como lo son el plástico PET, el Icopor y la cascarilla de arroz, los cuales presentan poca o nula reutilización en los procesos productivos. Principalmente se ha decidido desarrollar este material debido a que en países con estaciones y/o lugares con bajas temperaturas prevalece la utilización de sistemas acondicionados (calefacción y aire acondicionado) los cuales generan un gasto significativo en los niveles energéticos donde la mayor cantidad de energía es perdida o disipada sin uso alguno, es por ello que el material a desarrollar debe presentar una baja conductividad térmica para garantizar una retención de calor y generar una sensación térmica agradable.

Descripción

La principal característica del material a desarrollar será su baja conductividad térmica la cual se evidenciaría por un aislamiento térmico en el lugar de aplicación. Principalmente se ha desarrollado este material debido a que en países con estaciones prevalece la utilización de sistemas acondicionadores los cuales generan un gasto significativo en los niveles energéticos donde la mayor cantidad de energía es perdida o disipada sin uso alguno, es por ello que el material a desarrollar debe presentar una baja conductividad térmica para garantizar una retención de calor y así mismo reducir los gastos energéticos generados.

De acuerdo a las diferentes dinámicas que se presentan actualmente por efecto del cambio climático (veranos e inviernos más fuertes), la generación excesiva de residuos a nivel mundial con una generación de aproximadamente 1300 millones de toneladas al año para el 2012 (Banco Mundial, 2012). En el caso de Colombia se tiene una estimación de 27300 toneladas de basura y al año 10’037.500 toneladas aproximadamente (Alcaldía de Bogotá, 2011). La poca implementación de reciclaje teniendo en cuenta que específicamente para el caso de Colombia el 45% de los residuos son materiales inorgánicos de los cuales entre el 70% y el 80% es reciclable (Alcaldía de Bogotá, 2011). Es por esto que según Departamento Administrativo Nacional de Estadística “En Colombia la disposición final de los residuos en un 32% en rellenos sanitarios, 3% enterrados, un 50% a cielo abierto y un 15% a cuerpos de agua. Todo esto conlleva una problemática ambiental ya que son dispuestos en lugares que no cumplen con las técnicas especiales que permitan un mejor manejo, utilización y aprovechamiento” (DANE, 2005). Finalmente el aumento en la demanda de bienes y servicios, debido al incremento inusitado de la población a nivel mundial es de aproximadamente  y para el caso de Colombia según el último censo oficial en el 2005 se tiene una población de   que ha aumentado en los últimos 10 años.

Justificación

El trabajo principalmente se desarrolla con la necesidad de una minimización en el gasto energético dentro de cada vivienda en donde se observa un gasto energético a nivel mundial bastante grande cuyo fin es el de generar condiciones adecuadas dentro de las viviendas por medio de sistemas de aire acondicionado (refrigeración) y calefactores (calefacción) en el mundo donde principalmente se generan pérdidas energéticas por el uso de estos sistemas. Al involucrar este nuevo material se generara un acondicionamiento óptimo dentro de las viviendas debido a la característica principal del material que será su propiedad aislante gracias a su baja conductividad térmica la cual dará condiciones más cómodas sin un gasto energético tan grande.

La inclusión de materiales reciclables nuevamente en procesos de producción, el aprovechamiento de propiedades importantes de los materiales como la baja conductividad térmica y la capacidad de absorción del ruido, el desarrollo de un nuevo material de construcción optimo en cuanto a aislación térmica y acústica, la obtención y análisis de los resultados obtenidos por medio de la parte experimental para encontrar la mayor eficiencia para el material (masilla para drywall) en cuanto a los componentes con los que se quiere trabajar (plástico PET, Icopor, cascarilla de arroz), hace que sea necesario un planteamiento conveniente en cuanto al proceso a realizar para la creación de un nuevo material de construcción el cual pretende resolver varios problemas como lo son la poca o nula reutilización de materiales reciclables, la reducción de gastos energéticos por utilización de equipos calefactores y de aire acondicionado al trabajar con materiales con baja conductividad térmica y reducción en niveles de presión sonora al trabajar con materiales con alta capacidad de absorción del ruido.

Objetivos

Objetivo General
Implementar un nuevo material con muy baja conductividad térmica  (aislante térmico) a base de yeso y principalmente de materiales reciclados como el plástico PET, el ICOPOR y la cascarilla de arroz de acuerdo a la mejor eficiencia |que estos generen a lo largo del estudio                                                                                                                                                                                                                                        
Específicos
• Reutilizar los materiales reciclables como lo son el plástico PET, el Icopor y la cascarilla de arroz escogidos para la composición del material de construcción (masilla para drywall).

General
• Desarrollar un nuevo material de construcción el cual posea unas propiedades específicas como baja conductividad térmica (aislante térmico) y sea también un aislante acústico.

Específicos
• Reutilizar los materiales reciclables como lo son el plástico PET, el Icopor y la cascarilla de arroz escogidos para la composición del material de construcción (masilla para drywall).

• Reducir los costos de producción en cuanto a la materia prima que son los componentes de la masilla para drywall.

• Reducir los gastos energéticos que se puedan presentar por la utilización de calefactores y aire acondicionado en los lugares donde se desee implementar.

Marco de referencia

No Aplica

[1]FERNANDEZ, Beatriz. Tesis de Maestría en
Eficiencia Energética, CEEMA, UCF, 2004.
Aerodinámica de la combustión con doble Turbolizador
Estático.
[2] VALVERDE, Agustín. Tesis de Maestría en
Eficiencia Energética, CEEMA, UCF, 2006.
Estudio sobre el uso de la cascarilla de arroz en los
molinos del Departamento del Tolima.
[3]CERQUERA, Diego y GALINDO, Oscar Estudio de
la eficiencia energética del proceso de secado de arroz
del Molino Roa S.A. Universidad de Ibagué. Ibagué.
2006
[4] INDUARROZ. Revista Induarroz, Números varios,
Bogotá, D.C., 2000 y 2002.
[5] GAITAN, Oscar G. Diseño y construcción de calentador de agua usando como combustible cascarilla
de arroz. Universidad de Ibagué, 2004.
[6] CIFUENTES O. José Elvis, TRUJILLO J. José Diseño de un incinerador de cascarilla de arroz para Molino San Joaquín. Universidad de Ibagué. Ibagué,
2000.

Diseño Metodológico

No Aplica

Debido a que se desarrollara como propuesta de grado la producción académica se realizara  de manera de investigación en el Laboratorio de Tecnologías Apropiadas de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas.

Los materiales y equipos a utilizar son los siguientes:
• Cascarilla de arroz, plástico PET e ICOPOR.
• Componentes de la masilla para drywall (sulfato de calcio, alcohol poli-vinílico, agua, pulguita, celulosa, entre otros).
Los equipos a utilizar y que se encuentran dentro de la universidad son:
• Equipo de Conductividad térmica de materiales de construcción
• Horno de secado

• Máquina de tamizaje

• Sonómetro

-La primera etapa del proyecto será la trituración del material por medio del triturador manual generando así un material de tamaño fino y que se pueda mezcla fácilmente con el yeso.


-La segunda etapa del proyecto es la separación de las partículas de mayor a menor por medio de la máquina de tamizaje.


-En tercer lugar se realizara el pesaje de cada componente para realizar la masilla en la balanza analítica.

-La cuarta etapa será la realización de la mezcla (masilla para drywall) haciendo placas de éste.


-La quinta etapa será el secado de la placa de drywall secado en el horno a una temperatura de 70°C.


-Como sexta etapa del proyecto será la prueba de la conductividad térmica del material.


-Finalmente se realizara la prueba de absorción del ruido por medio del sonómetro.

Resultados

Se registró que el material presenta una baja conductividad térmica, es decir presenta una similitud a los aislantes térmicos que se presentan en el mercado.                                                                                                                                             El material registro niveles grandes de absorción sonora lo que genera niveles acústicos muy bajos al interior del lugar donde se desee aplicar.                                                                                                                                                                   Se reutilizo en un 80% los materiales utilizados para elaborar el material dando con resultado una gestión de los residuos, volviéndolos a incluir en un proceso productivo.

Se registró que el material presenta una baja conductividad térmica, es decir presenta una similitud a los aislantes térmicos que se presentan en el mercado.                                                                                                                                                                                                             El material registro niveles grandes de absorción sonora lo que genera niveles acústicos muy bajos al interior del lugar donde se desee aplicar.                                                                                                                                                                                                                       Se reutilizo en un 80% los materiales utilizados para elaborar el material dando con resultado una gestión de los residuos, volviéndolos a incluir en un proceso productivo.                                                                                                                                                       Se desarrolló el cálculo de reducción de materia prima (yeso) por lo cual se refleja un 50% de reducción en el material principal de las placas de drywall, disminuyendo la cantidad que se extrae con esos fines en un 50%.                                                                        Se redujo sustancialmente en un 80% el gasto energético por el uso de aire acondicionado y calefactores por la implementación de las placas de drywall.

Conclusiones

La reutilización de materiales reciclables, puede ser una buena manera de mitigar la contaminación y reducción el impacto ambiental.                                                                                                                                                                                   Las características únicas que poseen los materiales naturales tales como la cascarilla de arroz permiten aprovechar de manera sostenible los recursos a nuestro favor.                                                                                                                        Debido a los cambios climáticos que se han venido acelerando el los últimos años la implementación de esta tecnología contribuye a una mitigación, una adaptación y en cierta medida en una corrección de  los problemas generados.

La reutilización de materiales reciclables, puede ser una buena manera de mitigar la contaminación y reducción el impacto ambiental.                                                                                                                                                                                                                           Debido a los cambios climáticos que se han venido acelerando en los últimos años la implementación de esta tecnología contribuye a una mitigación, una adaptación y en cierta medida en una corrección de  los problemas generados.                                                 La utilización de materiales reciclables han aumentado las propiedades de materiales en construcción como este caso las placas de drywall han aumentado su funcionalidad en un 80% gracias a los materiales utilizados por medio de la absorción acústica y la baja conductividad térmica.

Recomendaciones

No Aplica

Mejorar progresivamente la reutilización de estos materiales con propiedades que pueden ser aprovechadas a favor de las actividades del hombre.  Hacer una invención en cuanto a la utilización de estos materiales permite mitigar el cambio climático y adaptarnos a este, es por ello que es de  suma importancia seguir investigando sobre el tema.                                                                                                                      

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