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UTILUACTON DEL FOLI (TERETTALATO DE ETTLENO) - pET EN EL
PR(rcEso DE ExrRusrón- soprano
.IHON ALEXAFTDER BEJARANO MAFLA
JOSE EI}INSON ESCOBAR SAI,CEIX}
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PRocRAMA DE nqcnxreRÍa TNDUSTRTAL
SANTTACO I}E CALI
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uTrl,rzl\croN DEL FoLr (rTRErrArl\TorlE ETTLENO) - PET EN EL
PROCESO DE EXIRUSIÓN- SOPL\IX)
JEON ALEXANI}ER BE.trARA¡TO MAFI"A
JOSE EDINSON ESCOBAR SAI,CTIX}
Tesis pere opter d tftülo dc Ingenicro
Industrid
Dircctor
OSCAR MARINO YARGAS
Ingcnicro Industrial
CORFORACIÓN UNTVERSMARIA AUTÚXOMA I'E OCCII'ENIE
FACTILTAI' DE INGENIERÍAS
PROGRAMA DE INGENIERÍA INI'USTRIAL
SANTIAGO I}E CALI
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¿/Nota de Aceptación
Proyecto de grado aprobado por elConsejo Académico de la CorporaciónUniversitaria Autónoma de Occidente,de acuerdo a los requisitos exigidos porla Instin¡ción.
Santiago de Cali, (25,02, 1997)
Gran alegría y mucho amor, me asisten, al dedicar a
mi madre y hermanos el esfuerzo y la convicción que
se requieren para lograr el éxito en la noble intensión
de calificarme como Ingeniero Industrial.
Con la satisfacción que me brinda el alcanzar una
meta más en la vida dedico este trabajo de tesis muy
especialmente a mi madre y hermana que siempre me
han brindado su apoyo y colaboración.
Alexander
tv
AGRADECIMIENTOS
A los compañeros y amigos del CCA-ASTIN que con su colaboración hicieron posible la
realización del presente trabajo.
Al Ingeniero Oscar Marino Vivas, puesto que sin su incontable apoyo, dirección e interés
en el desarrollo del presente trabajo, no se habría podido culminar con el éxito deseado.
TABLA DE CONTE¡{IDO
RESIJMEN
O. INTRODUCCIÓN
0.1 OBJETIVO GENERAL
0. 1. 1 Objetivos específicos
0.2 JUSTIFICACIÓN
0.3 COMPROMISO SOCIAL
0.4 METODOLOGÍA
0.5 MARCO TEORÍCO
1. ESTUDIO DEL MERCADO
1. I.ANÁLISIS DEL PRODUCTO
I.2.ANÁLISIS DE LA DEMANDA
1.2.l.Potencial de empresas que transforrnan materiales plásticos
| .2.2.Ircremento del potencial
L.2.3.Participación del subsector en la economía colombiana
L.2.4.Prircipales resinas utilizadas en los procesos de transforrnación de
plásticos
pig.
1
2
3
4
7
7
8
11
11
L2
t4
15
16
18
l.2.5.Exportaciones del subsector
l.2.6.Productos de exportación
L.2.7.Balanza comercial del subsector pliístico en colombia
1 .2. 8. Panorama internacional
1.2.9.81 PET en Colombia
L.2.9.1 .Anrílisis estadístico
1.2.9. 1. l.Universo estadístico
1.2.9.1.2. Unidad de anrflisis
1 .2.9. 1 . 3.hstrumento de investigación
l.2.9.2.Determinación de la muestra
L.2.9.3.4nálisis de la muestra
I.3.ANÁLISIS DE I/, OFERTA
1.3. 1. Entorno internacional
1.3.1.1. Ofera de los nuevos desarrollos del material PET
1.3.2. Entorno Nacional
1.3.3. Punto de equilibrio
1.4. ANÁLISIS DE I-A COMPETENCIA
2. ESTUDIO TECNICO
2.I PROCESO DE D(TRUSIÓN-SOPLq,DO CONVENCIONAL
2.1.I Descripción
L9
2T
23
25
n27
28
28
29
29
3l
35
35
40
43
45
46
48
48
48
2.I.2 Etapas del proceso
2.L.2.1. I-a extrusión
2.1.2.L.L.1-atolva
2.1.2.1.2.81motor
2. 1.2. l.3.Reductor de velocidad
2.L.2.1 .4.Coginete axial
2.l.2.l.5.Casquillo
2.l.2.l.6.Cilindro
2.1.2.t.7 .Blhusillo
2.I.2.I.7.I. Zonas del tornillo
2.1.2.1.7.2. Partes del tornillo
2.L.2.L.7 .3. Cálculo de parámetros tecnológicos
2.1.2.L.7 .3. l.El flujo directo
2.L.2.1.7 .3.2.E1 flujo inverso
2.1.2.L.7 .3.3.81 flujo de tuga
2.1.2.1.7 .3.4.I¿ constante del cabezal
2.L.2.L.7 .3.4.t. C¿ílculo de la constante K
2.1.2.1.7 .3.4. l. l.Plato rompedor
2.1.2.1.7 .3.4.l.z.Canal anular cilÍndrico
2.L.2.L.7 .3.4.L.3.Canal anular cónico
52
52
52
52
52
52
53
53
55
57
60
61
62
63
65
67
69
69
69
70
2.1 .2.1 .7 .3 .4.1 .4.En el cabezal
2.1.2.1.7 .3.4. 1.5.Ejemplo
2.1.2.1.7.3.5. Relación de compresión de los husillos
2.1.2.1.7.3.5.1. Cálculo de la relación de compresión
2.1.2.1.7 .3.5.2. Ejemplo
2.1.2.1.8. El cabezal
2.I.2.1.9. El herramental
2.L.2.2. El soplado
2.L.2.2.1. El molde
2.2. POLIESTERES
2.2.1. Definición
2.2.2. Poliesteres lineales o saturados
2.2.2.1. Historia
2.2.2.2. Clasificación
2.2.2.2.L. Polietelentereftalato (PET)
2.2.2.2.I .L. Características generales
2.2.2.2.t .2. Estn¡ctura
2.2.2.2. L .3. Propiedades
2.2.2.2.1.3. 1. Físicas
2.2.2.2.L .3. 2. Meciinicas
70
73
75
76
78
80
81
85
86
88
89
89
89
90
90
90
n98
98
99
0¡lr¡¡flrl lrllnrnr dc OcllilrsEccnfr B|&|oI[cA
2.2.2.2.1 .3. 3.Térmicas
2.2.2.2.L .3.4. Eléctricas
2.2.2.2.t.3.5. Ópticas
2.2.2.2.1.3.6. Permeabilidad a los gases
2.2.2.2.t.3. 7. Resistencia a agentes químicos
2.2.2.2.L.3.8.Resistencia al agrietamiento por tensiones
2.2.2.2.I.3.9.Resistencia a al intemperie
2.2.2.2.1 .4. Combustibilidad
2.2.2.2.t.4. 1. Compatibilidad fisiológica
2.2.2.2.2. Nuevas resinas de PET con alta viscosidad intrÍnseca
2.2.2.2.2.1. Características de las n¡evas resinas
2.2.2.2.2.2. El PET como sustitr¡to de otras resinas
2.3. MÁQUINAS, CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN
2.4. INDICADORES PARA EL PROCESAMIENTO DEL PET EN ELPROCESO DE EXTRUSIÓN-SOPLADO
2.4.I. Generalidades del polÍmero PET
2.4.l.1.Características ideales del PET para el proceso de extrusión-soplado.
2.4.l.2.Referencias PET'S más comercializadas
2.4.2.Múificaciones en las miíquinas convencionales de extrusión-soplado para procesar PET
2.4.3. Acondicionamiento para procesar PET
100
to2
to2
103
103
103
104
104
104
104
106
109
1r0
119
119
120
t20
t2l
123
2.4.3.1. I¿ extnrsora
2.4.3.1. lla entrada de alimentación
2.4.3.1.2.81 cilindro
2.4.3.t.3.81 tornillo
2.4.3.I.4.81 cabp¡z,¿l
2.4.3.l.5.Boquilla y macho
2.4.3.1.6.Ejercicio para calcular la capacidad de una extn¡sora
acondicionada para el procesamiento del PET
2.4.3.2. Regulación del grosor de paredes
2.4.3.3. Molde de soplado
2.4.3.3.1..Propiedades de los materiales para la fabricación de moldes de
soplado
2.4.3.3.z.Diámetro del anillo de corte
2.4.3.3.3.Re1ación de diámetros
2.4.3.3.4. Area de corte
2.4.3.4. Corte del Parison o manga
2.4.3.5.htesta en marcha y parada
2.4. 3.6.Temperatura de procesamiento
2.4.3.6.1.Ejemplos de algunos programas de temperatura
2.4. 3 . 6. 2. Recomendaciones
2.4.3.7 .Ejemplos de producción en una Bekum de la serie BM-08
xi
r24
tu125
126
128
130
134
181
181
184
186
187
188
189
191
ry2
t92
193
194
2.4.3.8.Resumen de las modificaciones necesarias en laprocesar PET
2.4.4.81secado de la resina PET
2.4.4.L.Condiciones óptimas de secado
2.4.4.2.ktf1uercia sobre la viscosidad intrínseca
2.4.4.3.Re,gulación del flujo de aire
2.4.4.4.Clasificación de dispositivos secadores
2.4.4.4.1. Tolvas de difi¡sión de aire caliente
2.4.4.4.2.To1vas de plenrm de aire caliente
2.4.4.4.3.Secadores con aire caliente
2.4.4.4.4.Component€s de los dispositivos secadores
2.4.4.4.4.1. Componentes tolva de difusor de aire caliente
2.4.4.4.4.2.Componentes tolva con plenum de aire caliente
2.4.4.4.4.3.Componentes con difusor de aire caliente
2.4.4.4.4.4.Unidades de calefacción con dispositivo
2.4.4.4.4.5. Secadores deshumectadores
2.4.4.4.4.5. 1. Funciona¡niento de un deshumectador
2.4.4.4.5.Selección de secadores
2.a.a.4.6.\wpo de secado utilizado para pruebas realizadas
2.4.4.4.6.1. Componentes
2.4.4.4.6.2. Funcionamiento
BM{8 para r94
196
196
199
2W
20r
201
201
20r
202
202
242,
203
203
2U
205
205
2M
2M
2M
2.4.5. Reciclado de botellas de PET
2.4.5.1.La posibilidad del reciclado afiattza el éxito del PET
2.4.5.2.1-apureza del material usado es decisiva
2.4.5 .3 .Reciclado continuo
2.4.5 .4. Algunos ejemplos de rentabilidad
2.4.5.5.So1o se deben Eansformar residuos de botellas de PET
2.4.6. Programa de la promotora de desarrollo para el reciclaje del PET
2.4.6.1. Identificación de los envases reciclables
2.4.6.L.t.Son reciclables
2.4.6.1.2.No son reciclables
2.4.6.2. Clasificación adecuada
2.4. 6. 2. 1 . Productores
2.4.6.2.2. Arrras de casa
2.4.6.2.3 .Comerciantes
2. 4 . 6 .2. 4 .Reolectores
2.4.6.2.5.Nosotros
2.4.6.3. Preparación del PET en las bodegas de compra-venta
2.4.6.3.1. Preparación de los envases
2.4.6.4.Prtnso Industrial de reciclaje de los envases
2.4.6.5. Venajas de reciclar el PET
zto
2tl
212
214
2L7
218
219
2L9
2r9
2r9
220
22t
221
22r
222
222
222
222
224
2U
2.4.7. Fallas y soluciones en el envase conformado con PEI
2.4.l.t.Lfu:alas de araña
2.4.7.2.Lneas de unión o del dado
2.4.7.3.Ofras líneas de flujo
2.4.l.4.Otras fallas
2.s.DISTRIBUCIÓN TÍSIC¡ DEL ÁREA DE PROCESO
2.6. DISEÑO DEL PROCESO
2.6.L. Diagrama de proceso de materiales
2.6.2. Diagrama de flujo de operario
3. ESTUDIO AMBIENTAL
3.1. CONDICIONES HIGIÉNICAS, AMBIENTALES Y DE SALT.]BRIDAD
3.2.DISEÑO PARA EL RECICLADO DEL PET
3.3.LA FRONTERA MEDIO AMBIENTAL
3.4.GUÍA PARA LA SELECCIÓN DE MATERIALES EN ENVASES DE PET
3.4.1.Tapon /Disco del tapón
3.4.2.Precintas
3.4.3.Color
3 .4. 4. Etiquetas/adhesivas
3.4.5.Decoración
3 . 4. 6. Multicapa/recubrimientos
225
225
226
227
228
229
232
233
234
236
236
u3
243
u6
246
247
2{l
248
48
u8
3.4.7 .Bases/otros elementos
3.5.EL MERCADO DEL RECICLADO DE PET SE ENCTJENTRAEN UN MOMENTO PROMETEDOR
3.5.1. Aumento de la capacidad de reutilización
3.5.2. Tecnología de recuperación
3.6.Funuo de los procesos de reciclado
3.7.PET reciclado para el contacto directo con alimentos
3.S.Tendencias mundiales de reciclado
3.8.1. Norteamérica
3.8.2.Europa - Países de la Unión Europea
3.8.3.Nuevos y emergentes mercados
3.9.Desa¡rollo de Supercycle
3.9.1. Comercialización mundial del Supercycle
4. PI-AN ESTRATÉGICO
4.1.MISIÓN
4.2.VISIÓN
4.3.OBJETTVO GENERAL
4.4. OBJETTVOS ESPECÍFrCOS
4.s.ANÁLISIS INTERNO
4.5.1.Fortalezas
4.5.2. Debilidades
249
u9
250
25r
257
zffi
26r
265
266
269
269
276
279
279
279
280
280
28L
28r
282
4.6. ANÁUSIS EXTERNO
4.6.1.Opornrnidades
4.6.2.Amen zas
4.7. MATRIZDOFA
4.8. PLAN DE ACCIÓN
4.8.1.Plan de capacitación para el talento humano
4.8.2.Plan operativo
4. 8. 3.Plan de inversiones
4.8.4.P1an de mantenimiento preventivo
4.8.5.Plan financiero
4.9.MONITORfA ESTRATÉGICA
5. ESTUDIO ECONÓMICO Y FINANCIERO
5.1. CÁLCTJLO DEL PUNTO DE EQLIILIBRTO
5.1.1.Cálculo de la tarifa hora-miáquina
5.1.2.Ctasincación costos va¡iables y costos fijos para fabricar envases con PVC
5.1.2.1.Determinación del precio de venta para el envase de PVC
5.1.3.Clasificación Costos variables y costos fijos para fabricar envases
con PET
5.1.3.1. Determinación del precio de venta para el envase de PET
6. CONCLUSIONES
7. RECOMENDACIONES
283
283
2U
285
286
286
286
287
287
287
289
291
291
291
296
299
300
302
3L2
314
LISTA DE TABLAS
Sectorización de las Empresas de Plásticos
Crecimiento del Subsector del Plástico
Participación del Subsector en la economía Colombiana
Participación del Subsector en el PIB
Participación de los materiales plásticos en las exportaciones
Balanza Comercial
Volumen de negocio del sector productor de envase
Caracterización del Subsector de los plásticos
Clasificación de los materiales plásticos
Antigüedad de los equipos usados por las PYMEs
Crecimiento de ventas del Subsector de los plásticos
Características de un tornillo sinfin
Propiedades físicas del PET
Propiedades mecánicas del PET
Propiedades térmicas del PET
Propiedades eléctricas del PET
pás.
Tabla 1.
Tabla2.
Tabla 3.
Tabla 4.
Tabla 5.
Tabla 6.
Tabla 7.
Tabla 8.
Tabla 9.
Tabla 10.
Tabla 11.
Tabla t2.
Tabla 13.
Tabla 14.
Tabla 15.
Tabla 16.
15
16
t7
t7
22
24
26
29
32
33
34
56
98
100
101
t02
Tabla 17.
Tabla 18.
Tabla 19.
Tabla 20.
Tabla 21.
Tabla22.
Tabla23.
Datos preliminares, nuevos desarrollos de PET
Especificación sobre residuo del PET
Matriz dofa
Cálculo de costos
Programación dinámica para el PET ó EL PVC
Gastos de administración para el PET ó EL PVC
Producción, gastos de personal para el PET ó EL PVC
109
214
285
296
303
3M
305
xlflil
LISTA DE CUN)ROS
Resinas utilizadas en los procesos de transformación deplásticos
Determinación de la muesfta
Nuevos desarrollos de resina de PET
Materiales para la fabricación de moldes
Programas de temperatura de trabajo
Aplicación de los programas de producción
Medidas para purificar residuos de PET
Opciones de reciclado de PET
Protocolo de ensayo de FDA
Aspectos comparativos del SLJPERCYCLE
Cálculo tarifa hora-nráquina
Precio de venta del envase de PVC
Precio de venta del envase de PET
páe.
Cuadro 1.
Cuadro 2.
Cuadro 3.
Cuadro 4.
Cuadro 5.
Cuadro 6.
Cuadro 7.
Cuadro 8.
Cuadro 9.
Cuadro 10.
Cuadro 11.
Cuadro 12.
Cuadro 13.
L9
31
4l
185
t93
t94
216
n3
n3
n5
292
299
302
xtx
LISTA DE FIGTJRAS
Figura l. Participación de las exportaciones del subsector de losplásücos en las exportaciones del País
páLg.
Figura 2. Productos de exportación
Figura 3. Máquina de extrusión-soplado
Figura4. Máquina de extrusión-sopladoBM-08
(plano)
rnarca (foto) Bekum, modelo
20
22
50
5l
Figura 5. Vista lateral de una extn¡sora
Figura 6. Partes del tornillo
Figara7. Plato rompedor y filtro
Figura 8. Canat an¡lar cilíndrico
Figura 9. Canal anular cónico
Figura 10. Cabezal (foto)
Figura I l. Paso de un tornillo
Figura 12. Tornillo sinfín (foto)
Figura 13. Cabezal desarmado
Figura 14. Esquema de fabricación de los poliesteres sah¡rados
Figura 15. Vista frontal de la máquina de soplado
Figura 16. Enrada de alimentación para exüusora que procesaPET
54
55
68
68
68
72
76
79
u96
118
L2s
Figura 17. Tornillo para procesar PET
Figura 18. Torpedo para procesar PET
Figura 19. Diseño de boquilla y macho
Figrna 20. Conjunto torpedo y macho
Figura2l. Boquilla
Fignra 22. Corte en sección de las partes de un cabezal
Figura 23. Pieza de unión del cabezal
Figura 24. Cuello de ganzo o pieza de desvio
Figura 25. Caml cilíndrico
Figura 26. Caml anular cónico
Figura 27. Torpdo integrado
Figura 28. Cono Trurrcado
Figura 29. Anillo guía
Figura 30. Anillo guía y torpedo
Figura 31. Anillo
Figura 32. Cono de anillo guía y torpedo
Figura 33. Torpedo con anillo
Figura 34. Unión
Figura 35. Boquilla y macho
Figura 36. Buje de guía
tn
129
131
t32
r33
139
140
t47
148
149
151
152
154
r57
159
161
L63
165
t67
170
Figura 37.
Figura 38.
Figura 39.
Figura40.
Figura 41.
Figwa42.
Figura 43.
Figura44.
Figura 45.
Figura 46.
Figura47.
Figura 48.
Figura49.
Figura 50.
Figura 51.
Figura 52.
Figura 53.
Boquilla y cuerpo de macho
Macho y boquilla
Macho y boquilla
Macho y boquilla
Estación de soplado (foto)
Aillo de corte y placa de corte
Anillo de corte
Placa de corte
Cuello roscado
Área de corte del molde
Á¡ea de corte sugerida para procesar PET
Corte en caliente para el Parison
Tolva de difusor de aire caliente
Tolva con plenum de aire caliente
Unidades de calefacción de aire con dispositivos
Secadores deshumect¿dores
Equipo de molido y secado utilizado para las pruebas
realizadas
172
L74
t75
t77
183
186
187
187
r87
189
189
190
202
202
203
2U
207
Figura 54. Figura del flujo del aire caliente en el equipo de secado
Figura 55. Flujo de aire con hurredad en el equipo de secado
Figura 56. Crecimiento y consumo del PET
208
2W
212
Figura 57.
Figura 58.
Figura 59.
Esquema de reciclaje de PET
Símbolo de reciclaje del PET
Ilustración del SLJPERCYCLE
218
220
24
xxill
Anexo A. Encuesta piloto
LISTA DE AI{EXOS
XXlV
GLOSARIO
ABERTLIRA DE ALIMENTACIóN : abertura en el cilindro para la entrada del material.
ABERTIJRA DE DESGASIFICACIóN: abertua en el cilindro para aportar
componentes volátiles de las rnasas de moldeo.
ABERTLIRA DEL TORNILLO: ranra enüe el diiímetro externo y el diámetro del
cilindro. En extrusoras de va¡ios tornillos es la abertura de diferentes tamños, debido a la
ubicación exéntrica del tornillo en el diámetro interno del cilindro sobre el perÍmetro del
tornillo.
ACLJMLILADOR DE CABEZAL EN EL SOPLADO: acumulador de masa plástica,
donde el acumulador y boquilla quedan en un eje.
ACIJMULADOR DEL CILNDRO EN EL SOPLAI)o : acumulador de masa plástica,
cuyo eje no queda en el eje de las boquillas ; es una unidad de construcción encerrada en
pistón y motor.
ACLIML]LADOR EN EL SOPLN)O : sistema en el cual es acumulada la masa plástica
durante el tiempo de refrigeración para la siguiente etapa de expulsión.
La masa plástica es expulsada por medio de un pistón desde el acumulador de masa fundida.
Se diferencia: acumulador de cabezal, acumulador de tornillo pistón, acumulador de
cilindro (vea allá).
AGARRADOR EN EL SOPLADO: dispositivo para el transporte del preformado desde
la boquilla al molde de soplado.
AGUJA DE SOPLAIX): sirve para la entrada del medio de - so en la preforma, donde
cuya pared es perforada (vea mandril de soplado).
ALTIJRA MÍNtrVIA DE MONT^&'E DEL MOLDE: distancia mrás pequeíra ocasionada
por la construcción de las placas de fijación.
AIRE DE SOPLAI)O : vea medio de soplado. ,
AI\CHO DEL PASO: espacio entre los costados de un paso, medido en el diámetroexterior del filete (vea foto 1).
AI{CHO DEL FILETE : distancia en los bordes del filete, medidos generalmente en el
diá¡netro exterior del filete (vea foto 1).
ÁNCWO DEL PASO : ringulo enfie tangente en un borde exterior del filete y vertical alplano del eje del tornillo (vea foto 1). El ángulo del paso se puede ca¡nbia¡ en la zona de
un paso.
ÁNCUI,O DE TRITLJRACIóN: ángulo entre los bordes oblicuos de trituración y plano
de separación del molde.
APLICACIOI{ES DEL MOLDE : partes ca¡nbiables de un cabrlzal. Se distingue :
Aplicaciones del molde con furrciones de moldeo, por ejemplo para roscas y grabados en elsoplado e inyección, para el canrbio de diámenos y espesores de pared por ejemplo en laextrusión de $bos. Aplicaciones de molde con funciones de progesamiento tecnico ; para
bordes de rebaba en cuello y suelo de una botella en el soplado, planchas de sinterizaciónpara ventilar.
r(Rn¡, DE SEPARACIóN nnr, MOLDE : superficie de contacto con la partes del moldeque se mueven una con la otra que son presionadas una sobre la otra por la fircrza de cierre.
AIJMENTO DEL MOLDE : aumento de la cavidad del molde ocasionada por la fuerza de
ensanchamiento.
BARRERA DEL FLUJO DE RETROCESO : elementos de construcción en la parte
delantera del tornillo, el cual evita el reflujo de la masa de moldeo plastificada en lainyección.
BEBEDERO : parte de la pieza inyectada, que no pertenece a la pieza moldeada o a laspiezas moldeadas.
Por ejemplo, la masa de moldeo que se encuenfra en un canal de calefacción no correspondeal bebedero. Por ejemplo la masa desmoldeada de la boquilla (varilla del bebedero)pert€nece al bebedero.
BOQLJILLA : parte de la nliquina comúnmente con un canal que se va engostando entrecilindro molde de una inyectora también es llamada "boquilla" la salida de un cabezal deextrusión, como por ejemplo para la fabricación de tubos, mangueras o planchas (vea foto3).
xxvl
BORDES TRITLIRADOS EN EL SOPLADO . z,ona del área de separación del molde, en
la cuál la rebaba es separada y el cuerpo hueco es soldado al mismo tiempo.
BOQLIILLA CON OBTLIRADOR ALITOIII{TICO : boquilla con canal cerrable.
CABEZ,AL EXIRUSOR: cabezales para el moldeo de masas extn¡ídas. Se diferenciabajo otros : Cabezales para tubería, perfiles, películas y recubrimientos.
CIJBE;ZAL EN EL SOPLADO ¿ abezal de extn¡sión para fabricar la preforrna en el
soplado. Aparte del cabezal de exfrusión pam mangas utilizado conmun¡nente se pueden
utilizar en sasos especiales también cabezales de ranuras similares. Se diferencia según las
características de ubicación, cabezal recto, c,a&zal de pínola (vea foto 5), cabezal múltiple.
CABEZAL PERDIDO : zonas de cuerpos huecos preformados ocasionados por el proceso,
que son separados para la fabricación de abern¡ras.
C|TB,EZAL : sirve para el moldeado contirn¡o o bien discontinuo de la masa de moldeo.
Cabezales para moldeo continuo son : cabezales de perfil para la fabricación de perfiles
huecos (fibos) o perfiles macizos (barras y plarchas), cabezales de moldeo discontinuo
sirven para la fabricación de piezas moldeadas por ejemplo coladas, inyección, prensado,
soplado, centrifugación.
En el soplado sirve el molde de extn¡sión para la fabricación del preformado y es llamado
aquí "cabezal".
CAB,E;ZAL SOPLADO : (vea cabezales)
CAVIDAD : espacio hueco en el molde, ¡ror el cual es moldeada una pieza.
CAVIDAD DEL MOLDE : suma del volumen de la cavidad.
CICLO: aba¡ca todas las operaciones necesarias para la producción de una piezamoldeada.
Ciclo y tiempo de ciclo están así tarnbién definidos para las etapas en las máquinas convarias estaciones de molde.
CICLO MfinUO : medida para rapidez de una nuiquina. Abarca todas las operaciorrcs
deun cicloaparte de plastificación, llenado yenfriamiento delapieza.moldeada (vea
ta¡nbién ELJRO MAP - 'Determinación del ciclo má¡rimo en las inyectoras" 1).
xx\fl1
CLII\DRO : carcasa, que encierra uno o varios tornillos o bien pistones.
CORTADOR EN EL SOPLADO: sirve para cortar la correspondiente preformanecesaria. Segun el tipo de separación se distingue en corte de tijeras, ctrchillos, tenazas,
cortador de masa fundida con alarnbre incandescente o cinta.
CORTN)OR EN EL SOPLADO: sirve para cortar la rebaba total o parcial de la pieza
soplada. Hay cortado lateral de mandril y molde.
COSTLJRA DE TRITLIRACIÓX nX EL SOPLADO: se denominan los lugares de
una pieza soplada que a través de los bordes de trinración están unidos.
OfÁIVrefnO DEL MACHO : diámetro medido en el fondo del paso de un tornillo (vea
foto 1).
DIliUnfnO DEL TORI\ruLO : diámetro exterior del filete formado por el tornillorotatorio.
ufuvm,rnO NOMINAL DEL TOR¡IILLO ¡ medida aproximada del diámetro deltornillo.
UlitUnfnO DE CENTRADO EN EL MOLDE: comúnmenre diámetro internocilíndrico en las placas de fijación del molde para certrar el molde.
DISPOSITM PARA BUSCAR AL TORI\ilLLO : dispositivo para traer de vuelta altornillo. Sirve por ejemplo para el descanso de la masa plastificada.
DISPOSITIVO PARA EXPATTISIóN EN EL SOPLAIX) : sirve para expandir eIpreformado por medio de tenazas o mardriles de expansión.
EIE DE TORMLO: sirve para el alojamiento y para el impulse del tornillo. Entornillos de partes intercanrbiables sirve además para la aceptación de las partes del tornillo.
ESMO EI{ EL SOPLADO: disminución del diámetro y grosor depared de la preforma debido al tiraje.
EXTRUSORA: máquina que recibe masa de moldeo sólida hasta líquida y la presionapreferentemente desde una abertura en forma contin¡ada. En esto puede se la masa demoldeo comprimida, mezolada, plastificada, desgasificada o gasificada.
xxvill
EXTRUSORA DE TORNILLO : extrusora, en la cual uno o varios tornillos rotatorios enun cilindro presionan preferentemente la masa de moldeo en forma contirnra desde una
abernrra.
EXTRUSORA DE MASA FLJI{DIDA: extruder para la transformación del materialfundido o bien plastificado.
FILEIE DEL TORNILLO : parte del tornillo aumentado en forma de espiral .
X'[]ERZA DE APRIETE DE LA BOQLIILLA i fuerzr,, con la ct¡al la boquilla es
presionada contra el molde.
HIERZA DE CIERRE Mfim{A z la frteva de cierre rnrás grande producida por larnráquina. La ftterua de cierre máxima determina en las inyectoras con un bloque de acero
definido sobre el alargamiento de la coh¡mnas correspondientes a ella. (vea ELJROMAP 1
"Descri¡rción de las inyectoras").
GEOMETRÍA DEL TORNILLO: designación para el diseño de un tornillo. Contiene
características importantes, por ejemplo : diámefto, largo, profundidad del paso, rnimero
de zonas, pasos etc.
JLIEGO DEL TORNILLO : diferencia entre el diámetro interno del cilindro y el diámetro
del tornillo (vea foto 1).
LARGO EIECTM DEL TORNILI0 : distancia entre la salida de la abern¡ra de
alimentación y la salida de expulsión del tornillo (y posición final delantera en tornillosaxialmente desplazables).
LARGO TOTAL DEL TORNILLO : abarca el largo del tornillo.
l͡ml DE XLUJO : marcas en la superficie de las piezas. Estas se producen por ejemplo
a üavés de impurezas o deterioros en la boquilla o a través de inhomogenidades en la masaplástica.
MAI\IDRIL DE SOPLNX): sirve para la entrada del medio de soplado en la preforma,sin que cuya pared sea perforada (vea aguja de soplado).
MAI\DRIL CALIBRADOR DE SOPLADO : actúa al mismo tiempo como mandril desoplado y de calibrado.
Uñ¡"atr,'ft¡ lr'?l¡¡nr d' ^rll"ih
xxtx
MAI\DRIL CALIBRADOR EN EL SOPLAID : calibra la preforma en aberhras o en
huecos pero no alimenta el medio de soplado. El mandril de calibración puede, de iguatnnnera como el mandril calibrador de soplado tomar furrciones adicionales, por ejemplo
separar la rebaba de la pieza soplada, prensado de una parte de la preforma a rossas,
rodetes u ofros tipos de moldeado.
Il,IliQUnV¡, DE SOPLN)O: nrríquina, que fabrica piezas moldeadas discontinuaspreferentemente en base a compuestos de moldeo macromoleculares. Esta consiste de unaunidad plastificadora, del cabzal para la producción de la preforma y de la unidad de cierrepara el soplado.
MASAS DE MOLDEO : productos sin formas, que bajo la actuación de fuerzas
mecánicas pueden ser moldeados a piezas o a pioductos semiacabados dentro de una zona
de temperatura determinada por medio de moldeado libre de vinrtas. Masas de moldeo son
procesadas en gran parte a preformados (por ejemplo empastilladas o granuladas) sin que
por el preformado sea perjudicada esencialmente su moldeadura plástica. En cuanto sea
necesario para el objetivo, se puede hablar de masa.
preformada como tal. De DIN 7708 parte 1, edición abril 1965.
MATERIAL E)ffRÚDO: la masa de moldeo que sale del cabezal en la extrusión (no
hay cabezal, enton@s es la masa extn¡ída la que sale de la extnrsora).
MEDIO DE SOPLADO: gas, con el cual es ensanchada la preforma. Ya que
generalmente se aplica aire de presión, se halla en este caso de aire de soplado.
MANDRIL : parte de la boquilla que forma la línea de contorno interior en un perfil hueco.
miCf,pO DE TOR¡ILLO : parte del tornillo entre eje y punta sin filete.
XtiwrcnO DE FILETES : número de filetes en corte medio en un plano perpendicular aleje del tornillo.
PASO: distarrcia axial de una espira de un mismo filete del tornillo, medido en el mismoborde (vea foto 1).
PASO DEL TORNILLO : espacio en la zona de un paso, limitado por el fondo del paso,
los bordes de filete puestos unos a otros y la superficie que resulta del diá¡netro del tornillo(vea número de pasos) (vea foto 1).
El paso del tornillo corresponde así al canal del tornillo en la zona de un paso disminuido elespacio que coresponde al juego del tornillo.
PERFIL DEL TORIULLO : el contorno visible del tornillo en el corte axial en la zona de
los filetes de forma espiral (vea foto 1).
PIEZAMOLDEADA z piezaterminada producida por moldeado discontinuo.
P|IEZA MOLDEN)A z pieza producida por inyección. I¿s partes del preforrnado que
actúan en el proceso por ejemplo bebedero no perteriecen a la pieza inyectada. Esta
definición es un complemento a DIN 7708 parte 1, abril 1965 para destacar la diferenciaentre pieza moldeada con el bebedero y lapieza moldeada sin bebedero, ya gre según las
norrnas acnrales puede estar irrcluido tarnbién el *bebedero' en lapiezamoldeada. Una
"pieza moldeada" es entonces idéntica a la otra, cuando fue proúrcida en un molde simple
sin bebedero.
PLASTACAR : ftansport€ de r¡na masa de moldeo en un estado suficiente de fluidez.
PIEZA MOLDEADA z la pieza conformada lista con rebabas. La pieza sin rebabas se
llama pieza moldeada.
PRESIóN DE SOPLAIX): presión del medio de soplado, Ere domina en el interior del
cuerpo hueco soplado en un molde cerrado.
PRESIóN II\TERNA DEL MOLDE: presión bajo ta cual esta la masa de moldeo en lacavidad del molde.
PRE-SOPLADO EN EL SOPLNX) : ensancha¡niento del preformado cerrado en formade manguera antes y durante el movimiento de cerrado del cabezal de soplado.
PROFLJI\DIDAD DEL CAI{AL DEL TOR¡IILLO : Suma de
las profundidades de los pasos y la abertura del tornillo (vea foto 1).
PROFIJI\DIDAD DEL FILETE: mitad de la diferencia entre diámetro del tornillo y delmacho.
PUNTA DEL TORI\LLO : final libre de un tornillo de diferentes diseños.
REBABA : se denomina al resto sobresaliente de la preforma exprimido a través del molde.
RECORRIDO DE CIERRE DE LA CALIBRACIóN EN EL SOPLAIX) : la operaciónde moldeo necesaria para la calibración zucede por medio del movimiento de cierre delmolde.
xxxl
REGLILACIÓN DEL GROSOR DE PARED : cambio temporal del grosor de pared de lamateria extrulda, por ejemplo por medio de cambio de abermra del ancho de la boquilla.
RELACIÓN DE LAS PROX'uI\DIDADES DEL FILBIE : relación de las protundidadesdel filete de dos lugares definidos del tornillo.
RELACIÓN DE ENSAI',{CHAMIENTO EN EL SOPLN)O: perÍmetro de la preforrnaen relación al perímetro delapieza soplada.
SOPLADO POR EXTRUSIóX : el preformado es fabricado por extrusión. (ver soplado).
SOPLAID: conformado de preformas de cualquier diseño a través de ensanchamiento enun molde, donde los contornos externos son determinados por el molde.
IEMPERATLIRA DEL CILINDRO: temperatura que esta ajustada generalmerüe areguladores o bien es indicada. Variaciones de la t€mperanra real del cilindro quedan aquísin consideración.
TEMPERATLIRA DE LA MASA : temperaüra de la masa de moldeo en un lugardefinido, por ejemplo en el mezclador, en la tolva, en el cilindro, en el molde, en la masaextnrída.
TEMPERATURA DE LA MASA EXIRUbA : teriperanra de la masa de moldeo en unpunto definido después de salir del cabezal (no hay cabezal después de salir de laextnrsora).
TIEMPIO DE CICLO : aquí el tiempo, durante el cual se ejecutan las producciones(ciclos) que se repiten periodicamente. El comienzo del tiempo de ciclo es por lo tantoelegible en cualquier forma. El tiempo de ciclo es generalmente un valor medio de unaduración de producción larga, que contiene un múltiple de tianpo de ciclo. El tiempo deciclo esta definido tanto para el furrcionamiento automático o semi-automático como tanrbiénpara el furrcionamiento manual de una máquina.
TIEMPO DE REIRIGERACIóX nN EL SOPLADO : comienza con la junta de laspartes del molde y termina con la aberh¡ra del molde.
TIEMFO DE SOPLADO EN EL SOPLAID : comienza con la orden : salida del aire desoplado del mandril, termina apenas esté formada la presión deseada en el molde cerrado.
xxxtl
RESI]MEN
Debido a la gran ümenüra para el ambiente ecológico que irnplica el uso inadecuado del
PVC y ante la versaülidad del mercado prodrrctor extranjero para adquirir nueva tecnología
@pu de procesar nuevos materiales desarrollados y cuya finalidad apurita a desplazar el
material en mención, los empresa¡ios del subsector de los plásticos que procesan el PVC en
la fabricación de sus productos, deben visualizar estrategias para sustituir esta materia prima
y lograr consolidaciones en el metrcado, una vez la legislación internacional desestimule el
uso del PVC en los procesos productivos.
Es entonces cuando llega el PET, como alternativa de uso, dadas sus excelrcionales
propiedades que garantizan óptima calidad en el producto conformado, pero con el gran
inconveniente de ser una resina propia para transformarla a través del proceso inyección-
soplado; al que solo pueden acceder los grandes ernpresarios por sus sólidas condiciones
económicas y su gran capacidad de negociación de tecnología en este sentido, los pequeños
y medianos empresarios, serán absorbidos, por sus imposibilidades por un lado, para
procesar PVC, por que la legislación internacional protectora del ambiente ecológico lo
prohibe y por otro lado, por que no disponen de rectrsos económicos suficientes para
irrcorporar la nueva y elevadamente costosa tecnología a sus procesos de producción.
xxx[l
Segun el planteanriento anterior, se gercra la necesidad de desarrollar esta investigación y
enftegar una herramienta efectiva al pequeño y mdiano empresario para asimilar la
transición tecnológica en forma gradual, de tal suerte que le sea posible planear
estratégicamente el fuuro de zu organización orientiíndola hacia la modernización de su
infraestn¡ctura tecnológica.
Mientras tanto, los orientadores de las PYMES üerpn en sus manos la posibilidad de
procesar el PET, en las rniquinas de extn¡sión-soplado instaladas en sus plantas de
procesamiento sin la rigurosa necesidad de incurrir en grandes inversiones económicas, ya
que partiendo de este estudio con solo rcalizar algunos cambios en los equipos
convencionales, cuyo costo es relativamente bajo, se logrará conforrnar envases utilizando
el PET.
xxxtv
O. INTRODUCCIóN
En la actualidad, en nuestro medio y en forma específica en la pequeña y mediana empresa
del subsector de los plásticos, se emplean con absoluta cÉfiEza en los prooesos de extn¡sión
soplado, termoplásticos como las poliolefinas, el cloruro de polivinilo y polimerizados de
estireno, para la fabricación de envases y cuerpos huecos en general. I¿ transformación de
dichos materiales se efectúa en eEripos convencionales, diseñados con unas características
particulares para ello.
Con el advenimiento de rnrevos materiales termoplásticos como el PET y el policarbonato,
cuyas caracteísticas requieren otras condiciones para su transformación; es considerable la
limitación existente para su transformación en los equipos mencionados.
Esta desvenkja tecnológica despierta una gran preocupación en el seno de los pequeños y
medianos industriales virrculados al subsector de transformación de los plásticos, puesto que
muy pronto serán afectadas por la turbulerrcia de los cambios tecnológicos en el erúorno,
sobre todo sino están en capacidad económica, en el corto plazo Q a3 años), de adquirir la
tecnología de avanzada, rqrresentada en los equipos de inyección-soplado cuyos resultados
en calidad y productividad son óptimos y en la misrna proporción costosos.
En Europa y Estados Unidos la tecnología de la inyección-soplado se ha desarrollado con
fuerza pata procesar el PET y el policarbonato máxime cuando estos son considerados
como sustitutos del PVC y del VIDRIO.
En este sentido se hace rrecesario para los indusüiales la innovación en sus prooesos de tal
fonna que se pueda adaptar su tecnología convencional de extrusión-soplado para fabricar
envases a partir de los nuevos termoplásücos, ofreciendo precios atracüvos en el mercado
nacional y con la visión de alcanzar altos niveles de competitividad que le permitan la
participación en los mercados internacionales.
0.1 OBIETIVO GEI\ERAL
Determinar las condiciones generales necesarias para el tratamiento del PET en el proceso
de extn¡sión-soplado, definir los ajustes requeridos en el equipo para lograr altos niveles de
producción y calidad.
0.1.1 Objetivos específicos. Se consideran los siguientes :
¡ Elaborar un eshrdio de costos de producción en el proceso de transformación del PET
para la fabricación de envases.
¡ Determinar el costo-beneficio generado por los ajustes necesarios al equipo para
procesÍu el PET.
¡ Determinar el nivel de aceptación, entre los empresarios del subsector de los plásticos,
en cuanto a la transformación del PET en equipos de extrusión-soplado convencionales,
a través de un estudio de mercado.
o Establecer la relación costo-beneficio tanto en términos económicos y financieros como
arnbientales en la fabricación de envases plásticos utilizando los equipos de extrusión-
soplado convencionales, comparando la utilización de PET Vs. PVC.
0.2 JUSTIF'ICACION
"Más del N% de la producción mundial de cuerpos huecos de plástico se obtienen por el
proceso de moldeo por extrusión-soplado".t
Dado que el PET inctlrsionó con gran fuerza en la fabricación de envases plásticos, en la
década de los 80's ofreciendo grandes bondades tanto en sus propiedades mecánicas como
en la calidad del producto final y que su transformación inicialmente estii prevista para ser
desarrollada mediante el proceso de inyección-soplado, es sr¡Íiamente importanfe considerar
la posibilidad de utilizarlo para fabricar envases mediante el proceso de extn¡sión-soplado,
de acuerdo con la premisa del autor G. KLIHI\E, como esüategia para fortalecer la
perinanencia de la pequeña y mediana empresa en los mercados de nivel tanto nacional
como internacional.
'G. KUHIIE.Edición 1991
El P].ásticopg 90 14.
en Ia Industria Tratado práctj.co. 2¿.
"En el último período trianual, la economía a nivel mundial se recuperó y se foraleció la
demanda de los productos plásticos. Prueba de ello fue el aunento de los precios de las
recinas que se experimentó enl994.
Las expectativas de que se mantenga la demanda son buenas. En cualquier caso,
pronostican los investigadores del mercado, que el consumo de los plásücos cre,cnrá, a nivel
mundial. Se espera que el consumo cre;rf,t, a una tasa anual del4% hasta el año 2.000. En
algunas regiones como el I*jano Oriente, los porcentajes serán rniis altos que en otras,
como Europa o Estados Unidos. I¿s tasas de crecimiento y las diferencias regionales
imponen estrategias que deben desarrollar s@tores tan particulares como los de los
fabricantes de materias primas, de maquinarias y los convertidores".2
"Es importante resaltar tanrbién que ante una monumental campaña para abrir los ojos del
mundo sobre el uso del moral cloruro de polivinilo rniás conocido internacionalmente como
'Revieta recrrorogía del Plástico No. 64. Dici-xre 1995 Enero 1996. pg 6.
PVC, realizada por el grupo ecológico rnrís grande del mundo Green-Peace"3; el PVC se
encuentra acorralado en el mercado dejando espacio para lo que podría considerarse un
nuevo termoplástico, y porque no el PET.
0.3 COMPROMISO SOCIAL
Difundir a través del Centro Colombo-Alenriin del plástico CCA-ASTIN los resultados
obtenidos en el estudio planteado a los empresarios del sector de los plásticos en el Valle del
Cauca, a través de diversas modalidades existentes de formación profesional como asesorías
y asistencia técntca: los seminarios se proyectan con el ánimo de dar cubrimiento nacional
en los sectores del país más comprometidos con la industria del plástico como Bogotá,
Medellín, Cartagena, Baranquilla, etc.
3Diario La Repúbtica. campaña contra er Mortal pvc, Mayo 19 de 1996.
0.4 METODOLOGÍA
De acuerdo con los objetivos que persigue este estudio y el alcance en ellos planteado, es
perfectamente posible clasificarlo como una "Investigación Aplicada Descriptiva",a ya que
su intención es destacar particularidades de un conjunto homogéneo de fenómenos al
interior del proceso de extnrsión-soplado con el PET como materia prirna.
.sABrNo, carlos A. Et Proceso de rnvestigación - rupreso 199¿. ps 62.
0.5 MARco rnónrco
Más del 90% de la producción mundial de cuerpos huecos de plástico se obtienen por el
proceso de moldeo por extnrsión-soplado". I
Dado que el PET incursionó con gran fiierza en la fabricación de envases plásticos, en la
década de los 80's ofreciendo grandes bondades tanto en sus propiedades mecánicas como
en la calidad del producto final y que su transformación inicialmente está prevista para ser
desarrollada mediante el proceso de inyección-soplado, es sumamente importante
considerar la posibilidad de utilizarlo para fabrica¡ envases mediante el proceso de
extnrsión-soplado, de acuerdo con la premisa del autor G. KLJHNE, como estrategia para
fortalecer la permanencia de la pequeña y mediana empresa en los mercados de nivel
tanto nacional como internacional.
"En el último período trianual, la economía a nivel mundial se recuperó y fortaleció la
demanda de los productos plásticos, prueba de ello fue el aumento de los precios de las
resinas que se experimentó en 1994.
¡ G.KUHNE. El plástico en la Industria Tratado Práctico. 2a. Edición 191. pg. 90 T4.
Las expectativas de que se mantenga la demanda son buenas. En cualquier caso,
pronostican los investigadores del mercado, que el consumo de plásticos crecerá a nivel
mundial. Se espera que el consumo crezoa a una tasa anual de 4% hasta el año 2.000.
En algunas regiones como el Irjano Oriente, los porcentajes serán ruis altos que en otras,
como Europa o Estados Unidos.
Las tasas de crecimiento y las diferencias regionales imponen esfiategias que deben
desarrollar sectores tan particulares como los de los fabricantes de materias primas, de
maquinarias y los convertidores" 2
"Es importante resaltar también que ante una morumental campaíra para abrir los ojos del
mundo sobre el uso del mortal cloruro de polivinilo mris conocido internacionalmente
como PVC, realaada por el grupo ecológico más grande del mundo Green Peace"3' el
PVC se encuentra acorralado en el mercado dejando espacio para lo que podría
considerarse un nuevo termoplástico y porque no el PET. 2Es evidente que el consumo
del R (tereftalato de etileno) - PET, ha logrado una rnayor aceptación mundial para
reemplazar al vidrio en la fabricación de recipientes de bebidas.
2 Revista Tecnología del Plástico No. 64 Diciembre 1995. Enero 1996. pg. 63 Dia¡io La República. Campaña Contra el Mortal PVC, Mayo 19 de 1996.
t0
Segun el panorama de incremento en el consumo de esta materia prima, se espera que su
precio por libra disminuya en proporción al aumento de la demanda; en este sentido
podría esperarse también que su posición frente al PVC en términos de costo/libra mejore
sensiblemente lo que indica que en el mediano plazo (2-3 años) el PET será tan
competente como el PVC, en cuanto al precio en su forma virgen y fácilmente podrá
sustin¡irlo debido a sus ventajas frente a este, respecto a las propiedades mecánicas y la
gran estabilidad térmica.
El PET en su condición de material altamente reciclable y cuyo efecto sobre el medio
ambiente genera un menor impacto que sus similares, se muestra como una gran
alternativa para abordar con grandes expectativas de mejoramiento, los procesos de
fabricación de botellas para envasar bebidas con gas, tgüa, aceite, etc.
Es una etapa coyunn¡ral para las pequeñas y medianas empresas, dedicadas a la
transformación del PVC, para plantearse de nnnera estratégica la reconversión de su
tecnología, de tal forma que puedan asimilar positivamente el ca¡nbio de sus procesos,
incorporando el nuevo material PET como materia prima.
1l
1. ESTTJDIO DEL MERCADO
1.1 rNÁr,rsrs DEL PRoDUcro
Se puede decir que el envase es la única forma de contacto directo entre el consumidor y
el fabricante de un producto, transmitiendo la imagen del mismo. El envase constituye un
elemento de decisión de marqueting de los productos para su venta directa, conteniendo
una cantidad adecuada para el consumidor. Adernrís informa de las características de uso
y permite identificar y diferenciar el producto dentro de una oferta cadaveznuás amplia.
El envase sería así un elemento de protección y de comunicación, contribuyendo a que los
productos se conserven y mantengan la calidad desde su origen hasta su destino final.
Constituye un factor de ahorro de costos y aporta importantes beneficios, especialmente
en el envasado de alimentos. El 65%4 de los envases consumidos en los hogares
corresponden a productos alimenticios.
Entre los beneficios que proporcionan los envases al consumidor final, se podrían
nombrar los siguientes:
4 Revista Plast'2l - Mayo de 1995 - p.29
t2
o Reducción de los costos de producción al facilitar la distribución
o reducción de los costos de pérdidas de transporte, contaminación, oxidación, etc
o aumenta la información al consumidor, así como la satisfacción
o aumenta el valor agregado de los productos.
La importancia económica y social de los envases es esencial, dado que es un elemento
que contribuye a la competitividad de la empresas mediante la eficacia de las redes de
distribución, la atención al consumidor o un mejor servicio. Además, un diseño
adecuado del envase permite reducir los costos logísticos y de fabricación.
I.2 INfi,ISTS DE LA DEMAI\DA
En una economía cuyo dinamismo exige la mayor competitividad de los empresarios y la
toma de decisiones acertadas, la investigación de mercados se constiflrye para las
pequeñas y medianas empresas en pieza fundamental de las estrategias diseñadas por los
gerentes para buscar la permanencia o crecimiento de sus unidades.
La investigación de mercados, como herramientas de gestión y en especial de planeación,
mejora la actuación de las unidades productivas en esta área, al aprovechar la estadística y
13
el análisis en el suministro de la información que conduzca a la realización de acciones
específicas y efectivas.
Básicamente, la investigación de mercados es un método de "captura de información"
mediante algunos medios, tales como teléfono, correo, entrevistas personales y
observación directa, que mediante un proceso de tabulación y anrálisis estadístico permite
analizar una sin¡ación específica, bien sea un mercado, lanz¿¡¡¡srL de un producto nuevo
o utilización de un servicio.
I-a, investigación de mercados es efectuada por todas las empresas del mundo,
independientemente de su tamaño o actividad, aunque hasta atrora las pequeñas y
medianas unidades no habían valorado de manera suficiente las ventajas e importancia de
esta herramienta.
Esta labor es fundamental en numerosos casos, especialmente cuando se necesita
determinar los precios que está dispuesto a pagar el comprador, la cantidad total del
producto que puede absorber un mercado, conocer aspectos de mercadeo de la
competencia y determinar las zonas de venta donde hay que concentrar un miiximo
esfuerzo, al igual que aquellas que hay que abandonar.
14
De la misma Inanera, sirve para conooer y atnlizar los clientes actuales y potenciales,
atln'lizar el comportamiento de un producto a través del tiempo y determinar su
saturación, o para conocer e investigar los canales adecuados de distribución.
Se espera recolectar información que permita inferir aoerca de los aspectos relacionados
con la tecnología utilizada en las empresas del subsector de los plásticos, con los
diferentes tipos de materiales utilizados en el proceso y su funcionalidad en el mercado,
con la intensión de los empresarios de investigar para la innovación tecnológica o de
reposición de sus equipos, etc., en este sentido se pretende dimensionar la muestra para
que la inferencia estadística aplicada se aproxime al comportamiento real de la población.
1.2.1 Potencial de empresas que transforman materiales pkisücos. Tomando como
fuente de información el 'Diagnóstico del subsector del plástico", realizado por la
Dirección General del SENA en 1989-1990, se ilustra la tabla 1., para definir el potencial
de empresas de transformación de plásticos:
15
Tabla 1. Sectorización empresas de plásticos
# Empresas % Parüdpación
Bogotrí
Antioquía
Valle
Atlántico
Resto del País
Total empresas
440
109
59
23
37
668
65.86
16.31
8.83
3.45.53
100
Fuente 'Diagnóstico del subsector del Plástico, SENA -Digeneral 1989-1990
1.2.2 Incremento del Potencid. El crecimiento del subsector del plástico, a nivel
nacional, desde el punto de vista de la cantidad de empresas dedicadas a la transformación
de resinas se muestra enlatabla2.
l6
Tabla 2. Crecimiento del subsector del plástico.
Período # Empresas Relación de crecimiento
1930-1950 4
1950-s t7 t4.2s
1960-5 86 1-5.05
tn0-5 2r2 r-2.46
1980-5 250 r-L.17
1990 668 L-2.s6
Fuente "Diagnóstico del zubsector del Plástico, SENA -Digeneral 1989-1990
La tabla 2 presenta un interesante crecimiento del subsector del plástico entre 1960 y
1990. En estas tres décadas se crearon 582 empresas nuevas para la transformación de
materiales plásticos.
L.2.3 Participación del subsector en la economía colombiena. Como es de esperar
de acuerdo con la distribución de las empresas mostrada en la tabla 1, la producción de
artículos plásticos se concentra en los principales polos de desarrollo del país, en términos
del valor de la producción, así:
t7
Tabla 3. Participación del subsector en la economía colombiana
Ciudad % producción
respecto del total
Bogotii
Antioquía
Valle
Atlántico
54.55
19.18
10.00
7.00
Fuente "Diagnóstico del subsector del Plástico, SENA -Digeneral 1989-1990
Tomando como punto de comparación el PIB, la participación de la producción de
productos plásticos aparece en el tabla 4.
Tabla 4. Participación del subsector de los plásticos en el PIB
Año L99t 1992 1993Producción bruta
(millones de pesos)
Producción bruta
(millones de US $)
444.721 550.675 694.181
725 809 883
Participación en el PIB total 0.66 O.73 O.72
Participación en el PIB Industrial 3.39 3.39 3.43
Fuente ANIF
18
1.2.4 Principales resinas utilizadas en los procer¡os de hansfonnación de plásticos.
El tabla 4 contiene la estimación de la demanda de los materiales plásticos miis utilizados
en la fabricación de artículos plásticos clasificados por procesos, en el año de 1993.
Se observa que la participación del PVC, con respecto al total es significativa; a
diferencia del PET cuya participación es menor comparada con la del PVC. Sin
embargo, es de anotar que el consumo de la resina PET, ha sostenido un crecimiento
notable, con la tendencia de desplazar el mercado del PVC. Es importante, para el
objetivo de este proyecto, distinguir que el PET en su rnayor proporción, es transformado
bajo la combinación de los procesos extrusión-soplado.
t9
Cuadro 1. Resinas utilizadas en los procesos de transformación de los plásticos
1.2.5 Exportaciones del subsector. En el sistema de economía de mercado, las
exportaciones de productos manufacflrrados representan un renglón importante en la
generación de divisas para el país exportador, además de posicionarlo en el entorno
mundial, de la libre competencia, apoyada en la calidad y el excelente servicio post-venta.
lfnlnniüad Aulllnom¡ dr 0celf¡rttstccrcfi BtEi_l0itcr
RESINA IIIERGADO qtrosrrocesosry,8
%ión Inv ón Sop&tu
T0ü % % % %Polietileno de altadensidad
110.000 28.35 41.00 5.18 14.25 6.3s
Polietileno lineal debaia densidad
20.000 5.15 6.69 4.4 2.52
Polietileno de altadensidad
45.000 11.60 3.76 22.t9 43.23 7.57
Polipropileno 55.000 t4.r7 16.52 20.71 r.20 2.52Poliestireno 35.000 9.U 7.95 20.71 4.32 0.50Resinas ABS 1.800 0.46 0.50 0.89 0.00 0.00Resinas SAN 7W 0.16 0.00 1.04 0.00 0.00PVC suspensión 91.000 23.45 23.46 u.70 u.o2 20.68PVC emulsión 10.000 2.58 0.00 0.00 0.00 25.22PET para envase 5.000 1.29 0.08 0.00 11.53 0.00Policarbonato 800 0.21 0.04 0.15 1.4 0.00
Subtotal 374.3W 96.6 100.00 100.00 100.00 65.37Otras resinas t3.730 3.54 0.00 0.00 0.00 0.00
Totd 388.030 r00.00 100.00 100.00 100.00 r00.00Particioación 61.63 17.42 10.73 to.22Fuente: Proexport Colombia
20
I¿ Industria en Colombia, especiatnente, el subsector de los plásticos, no goza de buena
participación en el Mercado Internacional, característica muy propia de los países en vía
de desarrollo, sin embargo, se observa un aporte importante de este subsector en el total
de la exportación de productos nacionales en el período 1990-1994, como lo muestra el
figura 1.
8.00%
5.@%
4.N%
3.N%
2.00%
t.N%
0.oo%No tradicionales Totales
Figura 1. farticipación de las exportaciones del subsector de plósticm en las exportaciones del paír
Fuente Proexport Colombia
El total de exportaciones del subsector para 1994 fue de US $FOB 226.485.5ffi.oo,
cuales representaron un 2.7% del total de las exportaciones del País. En
las
las
2I
exportaciones no tradicionales, el subsector participó con un 5.0%, presentando un
incremento con respecto a 1993 de 0.45 puntos (4.6%) y 1.64 puntos con req)ecto a
1991, (3.4t%).
Entre I99l y 1992, se presentó el mayor incremento de las exportaciones del sector, el
cual fue de 28.01%; entre 1992 y 1993 se observa un incremento del I7.64Vo, en tanto
que entre 1993 y 1994 el incremento fue de 23.35%.
Asociando el período I99l y 1994, el subsector experimento un crecimiento de 85.76%,
si se expresa en US$, el subsector paso de efportar US$ FOB 121 .924.27t.oo a exportar
US$ FOB 226.485.560.oo.
1.2.6 Productos de exportación. De acuerdo con la información publicada por
Proexport Colombia en el mes de septiembre de 1995, en la 'Aproximación Inicial al
Sector Plástico y Caucho", las exportaciones de productos plásticos se concentraron en la
salida de artículos elaborados con cuatro (4) tipos de resinas diferentes, las cuales
representaron el 63.33% del total exportado en1994; como se muestra en el cuadro 5
(ver figura 2).
22
Tabla 5. Porcentaje de participación de materiales plásticos en exportación
Producto- Material del total1. Policloruro de vinilo sin mezclar - Tipo
suspensión
2. Politereftalato de etileno PET; punto de
fusión cristalino > U3oC
3. Demás poliestireno
4. Polipropileno
Subtotal
5. Copolimeros de propileno
6. Demiis placas, hojas etc. polímeros de
propileno sin reforzar
7. Otros
22.76
15.g
14.98
9.95
63.33
6.05
4.r9
26.44
Fuente. Proexport Colombia septiembre 1995
30
25
20
15
10
5
0
15'ú r¿.gs
Figura 2. pnooucros os EpoRrAcróN
Fuente. hoexport Colombia septiembre 1995
23
Es importante observar que hasta el año 1991 no se exportaban productos fabricados con
PET, sin embargo, en t994 paso a ocupar el segundo lugar con participación del L5.64%,
después del PVC, cuya participación fue de 22.76% del total. Este hecho es entonces un
claro indicio de la tendencia creciente que presenta el PET, en cuanto a su consumo en la
transformación de materiales plásticos.
L.2.7 Balanza comercial del subsector pListico en Colombia. En la balanza comercial
es preciso analaar las diferencias entre las importaciones y las exportaciones, en este
caso en US$, para apreciar la participación de los productos plásticos fabricados en
Colombia en el mercado exterior, con relación a la compra de artículos plásticos y
materias primas, a otros países. (Ver tabla 6).
Se observa en el siguiente cuadro que en el período 1991-1994, el crecimiento en las
exportaciones es mayor que el crecimiento en las importaciones, lo que indica un mejor
posicionamiento de los productos plásticos colombianos en el Mercado Internacional.
.Ac)Eoc)GIEoax(l)oc)hoE¡
ozf{zAüFzt¡lp
ES ES ER\C'Étñ\úlnrñdo€\oN
$$FbR bS bSt+\oo\oo\€ñ\dv;Éi:
8tsSERdñ¡ooc-od \ct ,r;o¡ñ¡N
Enn€$g\ct+ñNñ?sssf-O\-
Éñts$8H6¡T
lñ\odqqqFR8-, ñ ^i\O F- -.¡pñ?
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13
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g(u
ooG'NclGI
pa
\ctñl.o(tIt-
25
L.2.8 Panorama Internaciond. La Industria del envase y embalaje representa
aproximadamente el 25% del producto interno bruto en cada país, situando al
subsector en cuarta o quinta posición en la clasificación de Subsectores Industriales
(refiriéndose a Países Industrializados). Así, según datos oficiales en EE.UU,
Japón y Alemania la participación del Subsector en el PIB respectivo es de un
L.6%; en España es de un L.9%; en Suiza, Suecia, los Países Bajos y la India llega
al2.L7o ! enBélgica, Finlandia y Corea alcanzael2.2%, entre otros.
Entre los Países de Europa, considerando las áreas de la CE y EFTA, se destacan
Alemania, Reino Unido, Francia e Italia, los cuales representan aproximadamente el
67% de la producción total.
Con base en estas estimaciones, durante el período 1977-1992, se produjo un
incremento en el consumo de las materias primas de envases de un LN% para los
plásticos rígidos; aproximadamente tn 4O% en el subsector del vidrio; wt 18% en
el cartón; w 15% para el cartoncillo y los materiales flexibles y un 8% en el metal.
Estas cifras indican que los materiales plásticos, en períodos de tiempo
relativamente cortos, están desplazando nípidamente la fabricación de envases y
embalajes en vidrio y cartón, lo que augura un buen funro para la Industria del
26
Plástico, si se prevee la utilización de materiales fácilmente reciclables y porque no
decirlo, en lo posible biodegradables.
Dentro del mercado mundial del envase, el de los EE.UU es el más importante, con
una cifra de negocio aproximada de US$62.000 millones , en el año de L992, según
un estudio de Euromonitor (ver cuadro 7).
Tabla 7. Volumen de negocio del sector de envase 1992
(miles de millones de dólares)
Países $USA Ecus
E.E.U.U.
Alemania
Italia
Francia
Reino Unido
España
62.00
t7.07
14.87
12.54
8.04
5.03
48.06
t2.55
10.70
9.07
6.70
3.62
Fuente: Euromonitor Marker Direction
En términos reales, en el período de 1988-1992, se produjo un importante
crecimiento en el mercado de los plásticos, que fue especialmente nrrás rápido en
Alemania, donde el incremento fue del 45%; mientras que en Italia y Francia el
27
anmento fue del 5%i en tanto que el Reino Unido presentó un descenso del 11% en
el mismo período.
Analizando el subsector, comparado con los demás subsectores, se observa la
importancia de los envases de plástico en todos los Países, si se considera la
totalidad del mercado.
En Italia por ejemplo, los envases de plástico representan el 54Vo del total, en
Francia el 49%, en España el 47 % y en E.E.U .U el35% . En Alemania se destacan
los envases de papel y cartón sobre los demiis, siendo su participación del 4l%
sobre el total, debido a que su legislación ambiental tiene especial prioridad de
influencia.
1.2.9 El PET En Colombia. Se pretende identificar el nivel de consumo del PET
en las empresas Colombianas dedicadas a la conformación de envases plásticos.
L.2.9.1 Anrálisis Estadístico. Se utiliza como herramienta, la estadísüca, para
caracteruar aproximadamente el comportamiento de la población, a partir de una
muestra.
28
L.2.9.1.1. Universo Estadístico. El universo estadístico es considerado de
acuerdo con la información del "Diagnóstico del Subsector del Plástico" ¡ealuado
en 1990, según el cual existían a esa fecha 668 empresas dedicadas a la
transformación de materiales plásticos, ubicadas geográficamente en los principales
departamentos del País como Cundinamarca (especiatnente Bogotiá), Antioquía,
Valle del Cauca y Atlántico.
1.2.9.1.2 Unidad de análisis. Como unidad para el estudio se toma toda empresa o
fábrica, dedicada a la transformación de materiales plásticos, especialmente las de
tamaño pequeño y mediano (Smes).
El tamaño de la empresa o fabrica es definido de acuerdo al número total de
trabajadores ocupados en el proceso de rnanera constante, según se muestra en la
tabla 8.
29
Tabla 8. Caracterizacióndel subsector de los plásticos
Jqqaño Empresa # TrabqiadoresGrande
Mediana
Pequeña
Microempresa
Famiempresa
Fuente. Encuesta aplicada SENA. Mayo 1995.
1.2.9.L.3 Instrumento de investigación. Se diseñó un formulario de encuesta
dirigido a los Directivos encargados de la proyección estratégica de las
organizaciones dedicadas a la transformación de materiales plásticos. (ver anexo
A).
t.2.9.2 Determinación de la muestra. Los modelos estadísticos utilizados para
calcular el tamaño de la muestra representativa de una población, generalmente
consideran estadísticos que operan con las medidas de tendencia central como son la
media, la desviación estándar, la variarza, etc. Para este estudio la unidad de
análisis esta representada por las pequeñas y medianas empresas que fabrican
envases de plástico, cuya clasificación miis adecuada se hace teniendo en cuenta el
número de trabajadores ocupados pennanentemente. En este caso particular, las
thiwnid¡d Auldnoma dc OccirfrrtrstcooN BrEUorEcA
> 150
50-150
10-50
<10
Grupo familiar
30
medidas de tendencia central no ofrecen las mismas bondades que si se observan la
cantidad de piezas defectuosas que resultan en un proceso productivo típico.
Dada la dificultad para aplicar uno de los modelos estadísticos para el cálculo del
tamaño de la muestra, es procedente utilizar la tabla, de fuente SENA, publicada en
el diario "La República" en el mes de julio de 1996 (ver cuadro 2).
En el "Diagnóstico del subsector del plástico", SENA DIGENERAL, 1989-1990,
se encuentra que 668 empresas representan la gran rnayoría de unidades productivas
en la fabricación de envases plásticos, considerando que el 75% de estas empresas
pueden ser clasificadas como PYMES, se asocia por defecto, el tamaño de la
muestra, con una amplitud de la población de 1000 unidades, asumiendo un rnargen
de error en las apreciaciones de tíVo, como lo indica latabla2.
En concordancia con lo anterior, sería necesario aplicar noventa y un (91)
encuestas, que,servirán de base para conocer aproximadamente, el comporüamiento
de las 668 empresas que conforrran el subsector.
3l
Cuadro 2. Determinación de la muestra
L.2.9.3 Anrálisis de la muestra. Un aspecto importante de este estudio es el
resultado obtenido una vez aplicada la encuesta (anexo 1), a nivel de la grande,
mediana y pequeña empresa, del cual es posible concluir: Clasificando los procesos
de mayor influencia en la Industria del Subsector del Plásüco en Colombia, se logra
identificar qure el 86% de las empresas utilizan el proceso extrusión-soplado
500.. 222 831.000.. 385 286 9l1.500.. 638 UI 316 942.000... 714 476 333 952.500.. 1.250 769 500 34s 963.000... t.3& 311 5t7 353 973.500... 1.450 u3 530 359 974.000... 1.538 870 541 3g 984.500... t.607 69r 549 367 985.000... t.667 909 556 370 986.000... 1.765 938 566 375 987.000... 1.842 949 574 378 998.000.. 1.905 976 s30 381 999.000.. t.957 969 584 383 9910.000... 5.000 2.000 1.000 538 385 9915.000.. 6.00 2.143 t.034 600 390 9920.000... 6.667 2.222 1.053 606 392 10025.000.. 7.143 2.273 1.064 610 394 10050.000... 8.333 2.381 1.087 617 397 100100.000.. 9.091 2.439 1.099 621 398 100
10.000 2.500 1.111 625 ,!00 100Fuente SENA tomado del diario La República. Julio 1996.
32
convencional, mientras que el lO% utilu;anel proceso extrusión-soplado biorientado
y solo el4% de la mayoría de las empresas utilizan el proceso inyección-soplado.
En este sentido, es favorable visualizar el gran potencial de empresas, que muy
posiblemente estarían interesadas en transformar PET con la tecnología existente en
sus plantas, mediante el proceso de extrusión-soplado convencional.
Con respecto a los materiales miis utilizados en las empresas del subsector, para la
fabricación de envases plásticos, se encontró que el 4O% de las empresas procesan
policloruro de vinilo (PVC), el25% polietileno de alta densidad (HDPE), el2o%
polietileno de baja densidad (LDPE), el LO% polipropileno y el 5% ottas resinas
como policarbonato (3%) y PET Q%) mediante el proceso inyección-soplado (ver
tabla 9).
Tabla 9. Caracterización de los materiales plásticos
PRODUCTO % PARTICIPACIONPolietileno de alta densidad 25
Polietileno de baja densidad
Polipropileno
PVC
otros
20
10
40
5Fuente. Encuesta aplicada SENA. Mayo 1995
33
Si se observa el tiempo de trabajo de las máquinas existentes en las empresas
encuestadas se encuentra que:
el 5% de las empresas han utilizado las nuiquinas menos de cinco (5) años, el
t5% entre cinco (5) y diez (10) años, el 50% entre diez (10) y quince (15) años
y el30% miís de quirrce (15) años.
Si la tendencia de la utilización del PET es sustin¡ir el uso del PVC en los procesos
de conformación en envases plásticos, el horizonte del mercado se muestra
favorable para el PET, dado que la gran mayoría de las empresas utilizan PVC en
miáquinas con menos de quince (15) años de trabajo lo que implica desgastes
mínimos en el equipo, si se tiene en cuenta el ciclo de vida útil de una miíquina que
ha sido tratada con programas adecuados de mantenimiento (ver tabla 10 y cuadro
8).
Tabla 10. Antigüedad de los equipos usados por las PYMES
TIEMPO DE TRABA'O PROMEDIO % PARTICIPACIÓNMenor de 5 años
Entre5yl0años
Entre 10 y 15 años
Mayor de 15 años
5
15
50
30Fuente. Encuesta aplicada SENA. Mayo 1995
34
En las condiciones económicas actuales del país, las empresas del subsector del
plástico que presentan una situación financiera relativa¡nente sólida, tienen un
crecimiento de ventas anuales, en promedio, como lo muestra la tabla 11.
Tabla 11. Crecimiento de ventas del subsector de los plásticos
CRECIMIENTO DE VENTAS % PARTICIPACIÓNPROMEDIO
Menor del5%
Entre el57o y lO% *
Mayor del lO%
Fuente. Encuesta aplicada SENA. Mayo 1995
* Crecimiento hasta antes de 1994; después disminuyó a menos delSVo.
En el mediano plazo, (3-5 años), la inmensa mayoría de las empresas del subsector,
no están en condiciones de invertir en la incorporación de nueva tecnología en sus
líneas de producción, de manera considerable, si se observa que el 9O% tienen
presupuestado una cuantía de solo cien (100) millones de pesos para inversión en
nuevos equipos, mientras que solo el L0% de las empresas presupuestan invertir
entre cien (100) y doscientos (200) millones.
20
80
0
35
Estas cifras muestran que la alternativa de reformar las máquinas actuales con una
mínima inversión es atractiva.
El poli (tereftalato de etileno) PET es conocido por el 85% de los empresarios que
fabrican envases plásticos y el 100% de ellas están interesadas en recibir
información sobre la innovación tecnológica en sus equipos para transformar PET
mediante el proceso extrusión-soplado convencional.
Se espera que mejorando las condiciones del mercado consumidor y tanto la calidad
de los productos fabricados con PET como su costo, esta resina presentará el mayor
índice de crecimiento en cuanto a su utilización entre los fabricantes de envases
termoformados.
1.3 ANALISIS DE LA OFERTA
1.3.1 Entorno Internacional. Es probable que la producción de resina de
tereft¿lato de polietileno continúe prácticamente a su máxima capacidad en 1993.
Aún cuando las expansiones anunciadas con anterioridad se pongan en marcha en el
primer trimestre de este año, los productores de resina dicen que la capacidad de
producción que se perfila para la oferta será más o menos la misma en 1993. Aun
36
cuando los pequeños proveedores de PET no han anunciado aumentos de precios
para t993, todos admiten que es muy posible que los haya.
"La oferüa y los precios de las materias primas se han mantenido estables, pero a
pesar de la nueva capacidad instalada y los planes de expansión proyectados, será
prácticamente imposibles evitar que suba el precio," dice Bob I¡e, gerente de
mercadotecnia y ventas de la nueva División de poliéster de Shell en Akron, OH,
que antes era la empresa de resinas de poliester de Goodyear (Shell Chemical U.K
Ltda, en Chester, Inglaterra, concretó su adquisición de Goodyear a fines del año
pasado MPI, mayo 92, l4). El último cambio de precios de carácter general, en el
cual se elevaron los precios en 6cKg, se prolongó hasta el pasado mes de julio.
Los precios actuales varían de $1.43 a $l.47lKg en la resina de grado especial para
botellas.
A pesar de los posibles aumentos de precios, se mantiene el dina¡nismo de los
negocios para los procesadores en la mayoría de los mercados: las aplicaciones
finales nuevas y las ya existentes siguen en aumento, y algunas aplicaciones
registran un crecimiento de dos dígitos. Un factor que ha influido en esto es que
los proveedores del PET han desarrollado una infraestructura de reciclaje que,
según algunos observadores, hace que ahora un rnayor número de compañías de
37
envasado pida la resina, en lugar de los materiales que a su inicio son menos
reciclables.
Ya no son sólo botellas para bebidas gaseosas. Si bien las botellas para bebidas
siguen siendo la principal aplicación de la resina QÚVo del volumen), el
crecimiento de este sector ya está relativamente maduro. Otros mercados son más
dfuuámicos:
o Los envases termoformados de PET amorfo y cristalinor ptrt alimentos y otros
productos, representan un mercado mundial de 102.000 toneladas métricas y se
espera una tasa de crecimiento de 25% eneste año.
o I¿s botellas rellenables moldeadas por soplado e inyección, fabricadas con
preformas convencionales de PET, tendrán un crecimiento esperado de casi
l5%, a partir de la demanda actual de 34.000 ton., sobre todo en América
I-atina y en algunas regiones de Europa.
o I¿s botellas para bebidas carbonatadas de servicio único (340 - 565 g) tienen
una tasa de crecimiento próxima a 25vo, aunque a partir de una base
relativamente pequeña.
38
En el caso de los recipientes de rellenado en caliente, destinados a jugos y
bebidas isotónicas para deportistas, se espera también un crecimiento hasta de
25% en los dos próximos años.
o Los grados de PET moldeable por extnrsión con soplado representan un área de
crecimiento relativamente menor (Du Pont, Wilmington, DE, EE.UU., calcula
que el mercado podría llegar a 137.000 ton en 10 años). Se dice que el proceso
le imparte al PET una resistencia que no es propia de este material, y permite el
moldeo de botellas con asa. Otra aplicación del PET moldeado por extn¡sión
con soplado conesponde a algunos rubros de pequeño volumen, como los
cosméticos y artículos de tocador. Rebhan.GmbH, Estocolmo, Alemania, por
ejemplo, esüí fabricando envases para cosméticos moldeados por extn¡sión y
soplado con resina PT Selar de Du Pont.
Goodyear se convierte en Shell; los proveedores intentan aliviar la estrechez. Ia
Div. Poliéster de Goodyear está ahora bajo el estandarte de Shell. El convenio le
proporciona a Shell una capacidad anual de casi 296.ñ0 ton en todo el mundo.
Otras 77.W ton, anunciadas por Goodyear antes de esa adquisición, se agregarán
al final del año próximo en Point Pleasant, WV, EE.UU. La capacidad restante de
Shell se produce y vende solo en Europa e incluye a Patricia, una empresa conjunta
39
con sede en ltalia, Sipet (que el aporta 51.000 ton a Shell) y su instalación de
South Humberside, Inglaterra, que produce 30.000 ton.
Easfinan sigue en el liderato por concepto de capacidad (500.000 ton) y por sus
planes de expansión de la misma. Esta compañía de Kingsport, TN, con sede en
EE.UU., ha anunciado incrementos que totaluarán 260.000 ton, para elevar su
capacidad anual a 760.000 ton al final de 1995.
Primero habrá una aportación de 91.000 ton para acabar con los cuellos de botella
en carolina Easffnan, Columbia, sc, EE.uu., que según lo previsto estará
terminada a fines de este año y 59.000 ton que obtendrá al duplicar la capacidad de
la planta de Ectono en Workington, Inglaterra, en el primer trimestre de este año.
Otras 59.000 ton serán resultado de los planes aún no anunciados sobre la
adquisición en Europa, a principios del año próximo. Eastrnan dice que tiene
ta¡nbién en coristn¡cción una planta de 59.000 ton, en un lugar no relevado de
Norteamérica, cuya fecha de terminación se prevé para 1995.
Hoechst Celanese de Sparanburg, SC, EE.UU., sigue poniendo en práctica los
planes que anunció el año pasado. La compañía tendrá 59.000 ton adicionales de
capacidad en sus instalaciones de Greer y Spartanburg, SC, y las usará para proveer
a una nueva instalación que iniciará sus operaciones a prirrcipios de este año. La
údiÉLrd Autürmr d¡ OccilrbsEoclotl SlBLloTEcA
n
compañía sigue planeando dos aumentos de 64.000 ton de capacidad en
Spartanburg: uno el año próximo y otro en 1995.
La capacidad acn¡al de ICI en EE. uu. se mantiene en 59.00 ton. se están
gestando incrementos de capacidad en la planta en Rozenburg, Holanda de esta
firma de Cleveland, Inglatetra, que tendrá un aumento de 17.000 ton a 28.000 ton;
y su instalación en Wilton, Inglaterra, que tendrá un incremento de 57.000 ton a
72.000 ton (se espera que entre en operación en marzo). Se ha previsto que en
abril se dispondrá de 45.000 ton más (a partir de 20.000 ton), a cargo de Celbras,
el concesionario de ICI en Pocos de Caldos, con sede en Brasil. - Karen F.
Lindsay.
1.3.1.1 Oferta de los nuevos desarrollos del material PET. Una lista de las nuevas
resinas de alta viscosidad intrínseca, existentes en el mercado, o en estado de
desarrollo se presenta en el cuadro 3.
4l
Cuadro 3. Nuevos desarrollos de resina pET
PRODUCTO REFERENCIA v.rEastaman Chemicals
Goodyear
Du Pont
Kodakpak PET 13339
Cleartuf EB
Selar PTX 267
Selar PTX 279
Selar YIX272
Selar PTX 7067
Arnit€ D 06-300
Melinar 5922C
Melinar M10
TPO 800
AKZO
ICI
Hoechst
1.05
1041-1101
0.95
0.90
1.1
1.4
t.o7
0.95
0.98
0.9-1.3
Fuente. SOCOMEX
Se considera que las referencias de PET con viscosidad intrínseca rnayor que uno
son las más recomendables para ser utilizadas en el proceso extrusión-soplado
convencional.
El PET es la resina que se ha convertido en una de las "piedras angulares" sobre
las cuales se realizan los mayores esfuerzos de desarrollo en el área de soplado de
botellas. Esta aseveración queda confirrrada cuando se revisan las nuevas
42
tecnologías de soplado anunciadas recientemente, entre las miís importantes se
pueden menciona¡:
o Extrusión soplado continuo de botellas
o Extrusión de botellas de pared gruesa
o Sistemas modulares que permiten el canrbio fácil de formas y tamaños de la
misma miíquina
De las anteriores, la primera es la que más aúención ha recibido en la literan¡ra
técnica. La extrusión continua de botellas de PET solo fue posible después de tener
disponibles nuevos grados de resina que ofrecen la ventaja de una mayor resistencia
mecánica en estado fundido.
La resistencia mecánica en estado fundido esta relacionada con la propiedad
denominada "Viscosidad intrínseca", la cual aumenta con dicha resistencia.
"El mercado del PET se describe tanrbién ligeramente inactivo, mientras los precios
se han mantenido firmes y la demanda de material es sólida". -.
'Tomado de ICIS-LOR Group Ltda, Dic. Ig5, p.4
43
En atención al artículo publicado por ICIS-LOR Group Ltda, el precio del PET en
los EE.UU se mantiene en t0.90 (noventa) cts/LB (centavos de dólar por libra),
debido a que la demanda de este material, se muestra sólida, hacia diciembre de
1995 y principios de 1996.
Si la demanda del PET, para 1996, se comporta de manera constante, como hasta
ahora se ha mostrado, ó en el mejor de los casos presenta tendencia a crecer; se
auguran buenos vientos para el precio de esta resina; hecho que le favorece en su
carrera competitiva frente al PVC, especialmente en el Asia del Pacifico, donde los
problemas de producción siguen atomizando la Industria, la demanda del PET en
EE.UU es prometedora.
1.3.2. Entorno Nacional. En la medida en que el PET reciba mayor aceptación
entre los empresarios del subsector de los plásticos en Colombia, sin ninguna duda,
su comercializaciún será más fluida en nuestro medio y lógicamente el precio por
libra será más competitivo en relación con el PVC.
En febrero de 1996, según lisa de precios de la "sociedad de insumos químicos e
Industriales Ltda" (Suquin), con sede en Santiago de Cali, el PVC de alto impacto
8915A para soplado, tiene un costo de 2475 $/kgr, antes de IVA.
4
Se estima que la relación entre precios, dada en $/kgr, del PVC frente al PET es de
l:1.4; miis costoso el PET, en estado virgen,
Esta diferencia t¿n notoria del 4O% inicialmente, se disminuye considerablemente
en el proceso de a¡nbos materiales, debido a la superioridad del PET, comparado
con el PVC, al observar las propiedades mecánicas de estabilidad térrrica y ópticas,
como se intentará demostrar el estudio técnico.
Es importante mencionar que el mercado oferente de resinas en Colombia no da
respuesta oportuna a las solicin¡des de PET, dado que su consumo en este país no
representa gran volumen de venta para ellos. Es bien reconocida la empresa Enka
de Colombia S.A, como productor de PET, para la Industria Textilera Doméstica,
dado que las especificaciones técnicas de la resina que allí producen no son las miis
adecuadas para soplar botellas bajo el proceso de extn¡sión-soplado.
Se encuentra entonces, dificultad para la consecución de la materia prima virgen en
el seno de los proveedores colombianos. Como prioridad para satisfacer la
necesidad sentida con relación al abastecimiento del PET en estado virgen, se
requiere iniciar un proceso de negociación con los productores del material, en los
Estados Unidos de América y Europa, de tal suerte que se garantice la existencia
necesaria de esta resina en los procesos productivos colombianos.
45
La intensión de negociar con mercados extranjeros, es ahora mucho miás ágil, dadas
las condiciones de libre frontera, generadas por la política internacional de apernrra
económica.
1.3.3. hlnto de eqnili[¡is. Con la información obtenida a partir del cálculo de
costos de fabricación de envases soplados con PVC y PET, se analiza el punto de
equilibrio para cada uno, teniendo en consideración los siguientes aspectos:
o Se trata del mismo producto, envase 60 cm3 elaborado en dos materiales
diferentes (PET, PVC)
o Al final el producto debe cumplir con r¡nas especificaciones de calidad muy
puntuales con relación a las propiedades mecánicas, para ello se requiere que el
envase de PVC tenga un peso mínimo de 23 grs y el envase de pET un peso
mínimo de 17 grs
o El peso afecta directamente el tiempo de ciclo, debido a que si se tiene un rnayor
espesor de pared de material, el tiempo requerido para su enfriamiento en el
interior del molde una vez ha sido soplado es rnayor, por lo tanto: El tiempo de
ciclo para procesar PET es 5 segundos como mínimo y para el pvc es 7
segundos
46
El precio de venta con un margen de utilidad del 3o% sobre el costo de
fabricación de producto es: para el PET : $L32.7, para el PVC = $126
I¿ cantidad de unidades a producir es 3.444.582
I.4 IN¡T,TSTS DE LA COMPETENCIA
La producción de botellas de PET, en Colombia, esta representada por las grandes
multinacionales fabricantes de gaseosa, quienes a través del proceso inyección-
soplado, producen los envases para satisfacer su propia demanda.
En primer lugar la empresa de gaseosa no tiene definida su misión como productora
de envases plásticos, luego su interés corportativo no es la Industria del plástico,
entonces libran su competencia en la guerra de las kolas y no en el negocio de
envases plásticos, aunque estos son el soporte del valor agregado al producto
bandera. En segundo lugar, la tecnología de inyección-soplado no es accequible
para las pequeñas y medianas empresas (PYMES), debido al elevado costo de los
equipos y al exigente nivel de calificación del talento humano requerido en las
líneas de producción, el cual les represent¿ría rnayores cargas salariales y
prestacionales.
47
Por último, el enfoque de este proyecto es el aniálisis del PET en el proceso de
conformación de envases por extnrsión-soplado, a nivel de las pequeíras y medianas
empresas. En este sentido, observar la competencia en forma cualitativa o
cuantificativa no representa un aporte valioso al logro de los objetivos del estudio,
dado que la incorporación del PET como materia prima, en las pyMEs
colombianas esta en su etapa inicial.
sin embargo, el PET, se presenta como la gran alternativa para lograr la
competitividad en el mediano y largo plazo. Es interesante considerarlo como un
gran potencial de ventas para el próximo quinquenio, visto de manera estratégica.
La intensión real no es desconocer lo complejo que sería el aruílisis de la
competencia en todas sus variables, ni tampoco considerar que sería incipiente para
las PYMES, dado que los fabricantes de envases de PET son las grandes empresas;
porque podrían mirarse las embotelladoras de gaseosa como un gran cliente
potencial para las PYMES, si en un momento dado resulta rnrás favorables para
aquellas comprar envases de alta calidad, que fabricarlos; este planteamiento no esta
lejos de ser posible.
48
2. ESTIJDIO TÉCNICO
2.1 pRocEso DE ExrRusrón sopr,N)o coNvENcroNAL
Es importante conocer en forma general, en que consiste el proceso, pür poder
comprender las modificaciones consideradas más adelante, como resultado de la
investigación en el procesamiento del PET.
2.1.1 Descripción. Desde la aparición de materiales plásticos, los avances de la
tecnología han permitido extender su uso como material substituto con mejores
características en muchos casos: el acero y otros metales, madera, hule, vidrio, etc.
Esto ha sido posible gracias al desarrollo de nuevos procesos y tecnicas cada día
miis eficientes que han permitido su transformación.
En nuestro caso nos ocuparemos del proceso de fabricación de envases o cuerpos
huecos conocido como moldeo por soplado - Blow Molding- cuya técnica consiste
en inflar un hrbo de material plástico caliente llamado "Parison' contra las paredes
de una herramienta o molde frío.
49
El tubo de plástico llamado Parison o manga se obtiene por medio de una extrusora;
el molde, formado por 2 caras tiene marcada la forma externa del artículo, está
sujeto a las placas portamolde que a su vez son desplazados por el carro
(disposiüvos, neumáticos o hidráulicos). El molde es transportado hasta el Parison
en donde se cierra para prensarlo y sellarlo, por medio de una cuchilla o tijera es
cortado el otro extremo para que en forma posterior el molde se desplace hasta la
estación de soplado para proporciona¡ al interior la inyección de aire comprimido
que infla el Parison; simultiineamente y por medio de un sistema de enfriamiento
dentro del molde, el material plástico pierde calor durante un lapso de tiempo
controlado, al final del cual, el molde se abre permitiendo la extracción del artículo,
que puede ser un juguete un mueble o un envase o recipiente. (Ver anexo gráfica
de una sopladora).
lnl¡ü.rrid¡d Aut6n¡mr d¡ Ocrrbstcctoil StBUoTtcA
\
I14
;.6OO
50
n¿ieunv¡, DE ExrRusrón-sopr,loo
Figura 3.
MAQTTTNA DE EXTRUSTON-SOPLADOBEKI]M MODELO BM-08
,q¡i
:i:
j:,ia:r I
'irt'l'r
Figura 4. Máquina de extrusión-soplado
52
2.1.2 Etapas del proceso
2.1.2.t I-a extn¡sión. La extnrsión tiene como funciores principales la
plastificación y homogenización del material plástico incluyendo los aditivos
necesarios, así como el enviar el marcrial fundido o plastificado al cabezal de
formación del Parison con la presión suficiente y a t€mperatura unifome. la
extrusora esta conformada básicamente en su orden por:
2.1.2.I.1I¿ tolva: Es el recipiente donde se deposia la materia prima Ere se esta
procesando.
2.1.2.1.2 El motor: Puede trabajar con corriente alterna o continua y que convierte
la energla eléctrica en movimiento, siendo el elemento motriz de la extn¡sora.
2.1.2.1.3 Reductor de la velocidad: Mediante engranafes disminuye la velocidad
del motor, manteniendo su potencia a relaciones desde 6:1 a 30:1.
2.L.2.1.4 Cojinete axial: Donde va acoplado el tornillo y zu diseño soporta el
empuje axial del tornillo debido a las presiones que se generan delante de é1.
53
2.1.2.1.5 Casquillo: Ubicado en la zona de entrega de m¿terial de la tolva al
tornillo mediante su refrigeración se logra que el material inicie su transporte sin
dificultad.
2.1.2.1.6 Cilindro: En cuya pafie externa son ubicadas las resistencias y en su
interior el tornillo para proporciona¡ la plastificación del material entregado al
cabezal donde se conforma una manga o Parison.
Para la selección adecuada del extruder se debe tener en cuenta ta cantidad de Kgs
por hora del material plastificado que üendremos a su salida en proporción adecuada
con la capacidad de enfriamiento de la sopladora; esto dependerá del t¡maño y peso
de los artículos, asl como de la eficiencia de enfriamiento del o de los moldes y del
tipo o grabado del material plástico a usar.
Normalmente es conveniente que el extn¡sor tenga un margen excedente de
capacidad con el objeto de considera¡ la posibilidad de utilizar varios tipos de
plásticos así como: tamaños y formas de productos.
VISTA LATERAL DE UNA EXTROSORA
X'igura 5. Vista lateral
55
2.r.2.1.7 El Husillo. Es un tornillo sin fin, de paso grade, que gira dentno del
cilindro. Se encarga de recibir el material plástico procedente de la tolva, de
transportarlo, plastificarlo y homogenizarlo con la ayuda de la temperatura de las
resistencias eléctricas a través del cilindro y de la temperatura producida por la
fricción del material plástico, el tornillo y la superficie interna del cilindro
(camisa).
El husillo es accionado a través de un sistema de transmisión de potencia y su
velocidad controlada en forrna manual o por medio de un control automático.
Los tornillos son construidos en acero aleado al Cr-Ni, templados y revenidos unos;
niturados otros y también los hay revestidos con Xaloy (carburo de nmgsrcno).
Figura 6. Partes de un tornillo sin fin
56
Tabla 12. Cancterísticas de un tornillo sin fin
En un husillo se distinguen:
o D : Diámetro
o Longitud roscada : L; L = (20,22,71,25,28,30)D
o Paso=t ; t=D paratornillosstadard
o Ancho canal
o Ancho del filerc = e; e = 0.1D para tornillos standard
o Altura del filete a la entrads = hr
o Altura del filete a la salida : trz
o Huelgo radial [0.075 mm - 0.125 mm]
r Punta
. Angulo del filete : 0 ; 0 : 20o para tornillos stadard
El paso normalmente es constante; S= 1xd
Altura de filete
Zona de tornillo
Normalmente constante 0.1 x D
Normalnente 20 x D a?A xD
Fuente. Manual de moldeo por soplado.
57
2.1.2.I.7.L Zonas del tornillo:
o Zona de alimentación
Zona compresión, plastificación o transición
Zona dosificación, homogenización o extrusión
Zotra de alimentación (Zr): El material granulado es tomado por el tornillo
debido al giro de éste y lo desplaza hacia adelante con la ayuda del calor
generado por las resistencias eléctricas y a la fricción generada por el material-
tornillo-cilindro. Aquí el $ interior es pequeño para permitir el transporte y
plastificación. (h. grande). Debe ser refrigerada para que el material no se
pegue al cilindro y zorn, de carga.
Zona de compresión (Z): Hay variación de alnua del filete, puede ser
paulatinamente a lo largo de varios pasos o bruscamente en uno solo. [¿ masa
se comprime y plastifica debido al ca¡nbio de sección del diámetro del núcleo, lo
que obliga al material a compactarse y a no dejar pasar el aire atrapado en la
zona de alimentación.
Zotta de dosificasión (Zr): I¿ altura del filete es pequeíra, aquí se homogeniza
el material y se entrega al cabzal con la presión suficiente para asegurar un
58
flujo constante. Para que ésta zona llene bien con el material fundido, el
volumen de la zona uno debe ser mayor que el de la zona dosificadora. En
tornillos de paso constante esta variación de volumen se consigue con el
aumento del diámetro del núcleo del tornillo. La relación existente entre estos
dos volúmenes se denomina relación de compresión
El husillo es el órgano fundamental de la extn¡sora, la producción (kg/h) y la
aplicación de la extrusora dependen de él: D, L:D, n, geometría.
La relación L:D empleado es de (20-30):1
La relación de compresión Rc: (1.5:1) n (5:1)
L,a profundidad del canal depende de la clase de plástico a transformar, así para PE,
PP la profundidad es tnayor, el material se mezcla más efectivamente, pero
disminuye el avance al aumentar el Qp ^ Qf.
Para materiales de reducida viscosidad, se recomienda un huelgo radial menor o
igual a 0.1 mm.
A mayor longitud del tornillo, la ganancia de temperatura generada por fricción es
mayor.
59
Geometría estandarizada para los husillos L :2OD
Zt : lSD,7n : (05-1)D canal variable, Zr: (4.5-5.0)D canal con profundidad
constante paraprocesar poliamidas
21 : 8D, 22 : 7D, Zs : 5D universal, 3 zonas bien definidas para procesar PE,
PP
Z, : 3D, Zz: l2D, Zt : 5D empleado para procesar PVC
En forma convencional es utilizado para procesar PVC el tornillo con una sola zona
de compresión progresiva, al comienzo de la cual se efectúa la alimentación y al
final la extrusión del material plastificado-homogeneo, la ausencia de cambios
bruscos entre las zonas permite eliminar la destrucción térmica del material. Zo :
20D
Para obtener la máxima intensidad de plastificación el tornillo estándar para
poliolefinas presenta el5O% de su longitud representada en la zona de compresión;
el25% en la zona de alimentación y el restante 25Vo enla zotta de dosificación.
Uiiü.rsided lutómmr dc Occl|lbSECCION BIBLIOTECA
60
2.L.2.L.7.2 Partes del husillo
P: Diámetro exterior [mm]
[: Paso; t: (0.8-1.2)D; [t:d] estándar
e: ancho del filete : (0.06{.1)D; [e:0.1D] estándar
hl: aln¡ra del filete en la zona de alimentación
hl= Q.l2 - 0.16)D;[ht:0.14D] estiíndar
fu2: alnra del filete en la zona de dosificación
hz:0.5 tD-\/pr-tanp(D-h,)l I 'Vi
¡: grado de compresión
¡: (1.8 - 3.8); [3 PE]
Se elabora el siguiente ejemplo para calcular h, en un tornillo estándar para poliolefinas:
Considerando D : 50 mm ; i : 3.0
hr : 0.12 D
hr:0.12x50
hr :6mm
6l
hz:0'5fSO-@;,
hz:0.5 [50 -
hz : 1.8 mm
Es posible encontrar husillos para PE estándares con las siguientes longitudes en sus zonas:
L3= Iongitud de la zona de dosificación
L3: 1O.25 -0.41L
LZ: Iangitud de la zona de transición
L2= 10.1-0.751D
Ll: Longitud de la zorn de alimentación
Lt= L-(r2 + L3)
2-I.2-I.7.3 Cálculo de panímetros tecnológicos. En la zona de dosificación existen tres
flujos:
Flujo directo a lo largo del canal helicoidal del husillo [ed]
Flujo inverso a lo largo del canal helicoidal del husillo [ep]
1.
2.
2sw-(8)(44) I
62
3. Flujo de fugas a través de los huelgos radiales (6) existentes entre la superflrcie
interior del cilindro y las crestas de los filetes del husillo [er].
El caudal en la zona dosificadora es igual a:
Qr:Q¿-<Qp+Qr) [cm3/ min] (1)
2.L.2.L.7.3.1 El flujo directo [Q¿: cm3/min]. Denominado flujo forzado, constituye
un movimiento de arrastre, originado por el movimiento relativo del husillo y la
superficie anular del cilindro. El material acumulado en la superficie anular formada por
el núcleo del husillo y la superficie interna del cilindro, es sometido a deformaciones de
cizallamiento, que las paredes del canal helicoidal transforman en movimiento de avance,
es decir en flujo directo. El caudal del flujo directo viene determinado por las
dimensiones del husillo y las RPM.
Qc = ¡* m*n*D*h I t/m - el cos20
2
m: Número de entradas del husillo
n: RPM
(2)
63
h: altura del filete [cm]
t: paso del husillo [cm]
e = ancho del filete [cm]
D : Diámetro del tornillo
Para resumir la ecuación (2), se reemplazan las constantes del husillo por a, la cual se
denomina constante de flujo directo:
o : n* m*D*h I t/m - el cos2ó
2
0:arc.tg t¡ (D-h)
Por lo tanto la ecuación (2) se convierte en:
(3)
(4)
Q¿: cr * n (5)
2.t.2.L.7.3.2 El flujo inverso tQp l. Denominado flujo de presión, surge como
resultado de la presión sobrante acumulada en el cabezal de la extn¡sora, eü€ obliga a
fluir la tnasa en dirección contraria. Sin embargo como el flujo directo es mucho mayor
G
se observará, tan solo la reducción de éste en una magninrd correspondiente al flujo
inverso sin evidenciarse, como es lógico, la corriente del material en sentido contrario.
El caudal del flujo inverso viene determinado por las dimensiones del tornillo, por la
presión ejercida por la masa sobre el cabezal y por la viscosidad de la masa plástica.
[Qp] = m*h3Hm-elsen0* cos0 * ApLzL p
(6)
m: No de entradas
h : altura del filete (cm)
f: paso del husillo [cm]
e: ancho del filete [cm]
0: ángulo de inclinación de la hélice [o]
l: Longitud roscada [cm]
AP : diferencial de presión
¡r: viscosidad de la masa plástica [N seg/m2]
Para resumir la ecuación (6), se reemplazan las constantes del husillo por B, la cual se
denomina constante de flujo de presión:
B: m * h3 ttlm - el sen ó* cos ót2L
a)
65
Por lo tanto la ecuación (6) se convierte en:
tQpl:B*^Ptl
(8)
2-1.2.I.7.3.3 El flujo de fuga. Se produce a través del huelgo radial (6) formado entre
las vértices de los filetes del husillo y el cilindro. Estas fugas pueden ser consideradas
como un flujo de presión que pasa a través de una rendija larga y estrecha. Si la
temperatura de la rnasa es constante y las dimensiones del canal de fuga, deberá ser
constante en todos los puntos del vértice.
taA - T2*D2¡r.63¡ttg 0 * ^pl.0e*L p
D= Diámetro del husillo [cm]
6: huelga radial [cm]
e: ancho del filete [cm]
L: longitud roscada [cm]
AP: Diferencial de presión
F: viscosidad [N*seglmzl
(e)
66
Por lo tanto la ecuación (9) se convierte en
lQtl: U * aP
tr
(10)
si se hacen las constantes iguales a
[J-¡z¡*Dz¡¡c6s¡$tg 010e*L
(1 1)
Reemplazando en la ecuación (1), los valores correspondientes a las ecuaciones (5), (8),
(10); se tiene:
QT : cr * n- F( P/p) - U(AP/p) (12)
Generalmente, las dimensiones del canal helicoidal varían de acuerdo con la longinrd. Es
decir varia la altura del filete y el diámetro del núcleo del tornillo a lo largo de éste, pero
siendo constante esta altura y el diámetro del núcleo en cada zorra.
El diferencial de presión (AP), se mide con sensores cada vez que existe un canrbio de
sección, p se toma de gráficas respecto a las temperaturas de trabajo, dependiendo del
material.
67
Cuando no se poseen los elementos necesarios que proporcionen AP, l¡, para calcular el
caudal total en la extrusora, se puede hacer uso de la siguiente fórmula, en función de la
longitud de la zona de alimentación, dosificación y las alturas de los filetes en cada una de
ellas.
A * cteó lLtlhtz + L2lhrlrts+ LzlhzzlC/K + csc2$ llrlhr¡ f Lzftr+h3) + L3lhbl
2htzls2
(r¡)
A: : n2D2nl2
C: nDlL2
h1 : Altura del filete en la zona de alimentación
h3 : Alrura del filete en la zona de dosificación
Lt : Longitud de la zona de alimentación
L2 : Longitud de la zona de compresión
L3 : Longitud de la zona de dosificación
2.t.2.L.7.3.4 La constante del cabezal (K)
K: constante del cabezal (depende de la forma geométrica) K: IKi
coeficiente de forma geométrica del cabezal: K
68
1. Plato rompedor
Figura 7.
Canal anular cilíndrico (tubo)
do = Diámetro de los agujeros
b = Longitud de los agujeros
N = No de agujeros
2.
3. Canal angular cónico
Re: Radio exterior
Ri: Radio interior
L= I¡ngitud del canal
Figura 8.
Ro: Radio medio a la entrada
Ri: Radio medio a la salida
6r = Ancho rendija a la entrada
6z: Ancho rendija a la salida
Figura 9.
69
2-1.2.I.7.3.4.1 Cálculo de la constante K. Para determinar la constante K (coeficiente
de forma geométrica del cabezal), se divide el cabezal en zonas de diferente
configuración, estableciendo para cada una de estas zonas la constante Ki, así:
(1 : zudO4 *n
L2 8b
(14)
do= diámetro de los agujeros
b: Longitud de los agujeros
n: No. de agujeros
: E_ | (n"¿ - Ri4) - fire2 - Ri2)z I8L l_ 2.3 ros Re/Ri
I
(1s)
Re: Radio exterior del tubo
70
Ri : Radio interior del canal anular
2.L.2.1.7.3.4.I.3 Canal anular cónico
K¡: zr(Ro 6z - Rr 6i )6*L*m
Ro= Radio medio a la entrada
Rl: Radio medio a la salida
6r : Ancho de la rendija ala entrada
6z : Ancho de la rendija ala salida
(16)
^ :_z3(no --&lEl- [-tr @] @ 6', - *)-lrrzr
l_(Ro 6z - Rr ¡t )r l l_ nt ¡:_l KR" S, - Rr 6r )ór 6z [zAr 0z /_]
4. I(4 : A32L.P
(18)
7l
A: Sección transversal del canal
P : Perímetro de la sección
Lr: Longitud del canal
En general. la constante del cabezal será:
K- 1
II/IG
En la práctica se puede emplear la siguiente ecuación:
Q: aK *nK+p+u
CABEZAL
Figura 10. Cabezal
73
2.1.2.1.7.3.4.1.5 Ejemplo. Calcular la producción de una extn¡soriar eü€ fabrica
envases de PEAD, siendo constantes el ancho y la profundidad del canal, el husillo es de
una sola entrada (m=1), D: 63 mm, L:1580 mm, 6 = 0.1 mm, e=6mm, t-63 mur,
h:5mm, K:105 mm3, n:70 RPM.
Cálculo del ángulo: {
tsó: [ = 63 = 0.3467r (D-h) 'n (63-5)
Cálculo de la constante de flujo directo:
cr = ¡ * m * D *h lt/m; el cos20
2
cr : E_* 1 * 6.3 cm * 0.5 cm [6.3/1 - 0.6] cm *cos2/9o
2
cr, : E_'t 3.15 [5.7] cos2/9o [cm3]2
cr, = 25.1 cm3
Cálculo de la constante de flujo de presión
74
p: m{'h3 (lm-e) sen0cos +llzL [cm3]
p = (0.5)3 (6.3 -0.6) sen 19o * cosL9oll? * 158
B : O.Lzs (5.7) (0.326) * (0.946)11896
B : 1.16 * 104 cm3
Cálculo de la constante de flujo de fuga
U:tc2 * D2*63*tg{/10eL
U = n2 * (6.3)2 *(0.01¡r tgl9ol 10 * 0.6 * 158
{J - [¡z (39.69X1 ,r. 10-6) / 6 * 158] * 0.346
TJ : 1.42 * 1g-7 cms
cálculo de la producción de la extrusionadora:
Q: aK *nK+p+u
Q : (25.1) (0.105) * 700.105 + (1.16 * 104) + 0.42* 10-7)
Q : 1755 cm3/min
75
P=P/V
p del PE es igual a0.94 grlcm3
P:p*V
P: 0.94 grlcmr * 1755 cm3/min : 16/;9.7 grlmin : L.&97 kg/min
P = 98.98 kg/hora
2.L.2.t.7.3.5 Relación de compresión en los husillos. Para calcular la relación de
compresión se encuentran dos formas:
o RCAoarente= D-dtD-d2
donde D = Diámeüo del tornillo
dl = Diámetro del núcleo del torniüo en la zona de alimentación
d2 = Diámetro del núcleo del tornillo en la zona de homogenización
o RC Real: es calculada a partir de los vohlmenes
RC : VlA/s donde:
Vl = volumen en la zona de alimentación
Vs : voh¡men en la zona de homogenización
76
L
Figura 11.
2.1.2.I.7.3.5.1 Cálculo de la relación de compresión. En un paso del tornillo es
analizado el volumen que puede alojar de material.
(D2-d2) *L;
corresponde al área sombreada del dibujo. Se debe comparar este vohrmen en la zona de
alimentación con relación al volumen en la zona de dosificación. Para calcular d en la
zona de alimentación se tiene: dr : @-2hr), por lo tanto el valor para d en la zona de
homogenización es: f,2 - (D-2h2), entonces:
V=n4
7a
4fi4
Vt= (Dz-drz) *L =+ Vr = [D2 - (D - 2hr)z 1* ¡-
77
vr : n fD2 - (D2 - 4Dhr * 4h2r) I r. ¡4
vr : 7r [4Dht - 4h2tl*L4
Vr : n 4ht @-ht¡n¡4
Vr = r hr @-hr)'t¡
Vs : n fD2-d221 * L + Vs : n lD2-(D_2hz¡zy*y44
Vs : n (4Dhz- 4hU¡'* L
4
Vs = 4 h2 (D-b) *L4
vs : n hz (D-nz¡ *¡
+RC:VtVz
RC -- r¡ hr (D-hr) *L7r h2 (D-h¿) *l
RC = hr * (D-hr)b2 (D - h2)
78
2.1-2.1.7.3.5.2 Ejemplo. Se tiene un tornillo para poliolefinas con las siguientes
características
hr:6mm
hz:2mm
d = 50mm
RC = 6 x (50-6)2 (50-2)
RC --3 X (4r''148) + RC:2.75
Por lo tanto RC real es de 2.8 : 1.
TORNILLO SIN FIN
Figura 12. Tornillo sin-frn
lHrnfdrd ldtnnr dc Odl;isEcctoi¡ BrBtrorEcA
80
2.1.2.1.8 El cabezaL Sirve para recibir el material plastificado del exüuder, para
cambiar a flujo vertical y convertir el plástico de una masa uniforme a una de sección
tubular donde con ayuda del dado y mandril se puede controlar el espesor de pared del
parison y por consiguiente el peso del producto.
También se requieren cabezales para el tipo de material a usar, si se va a trabajar con
PVC, se requiere que tanto el husillo como el cabezal sean los apropiados para este
material. El cabezal para PVC es el de diseño más sencillo, esta formado por un tubo
curvo conocido como "cuello de ganzo" que tiene la forma de un codo de 90o con bridas
o acoples que sirven para unir el extruder con el cafuzal, permitiendo el cambio de flujo
horizontal a vertical del plástico. El cuerpo cenfral donde se encuentra alojada la estrella
o araña - nspider" con la forma típica de una punta de torpedo donde l¿ masa cambia en
forma tubular o parison y como parte final se tiene el herramental formado por el dado y
mandril, que son las partes que se utilizan para controlar el espesor de pared del parison y
el peso del producto.
El paso del material por el cabezal debe ser prácticamente libre cuando se procese pVC
dada la sensibilidad térmica del material que requiere de una fluidez constante por lo que
todos las superficies internas deben estar bien pulidas para evitar que se pegue, degrade,
raye o queme (puntos negros).
81
También es importante el cuidado que se teqga con los puntos de unión entre las paredes
del cabezal, ya que los bordes deben estar siempre afilados, cualquier radio o daño
provoca que el PVC se atore o frene causando problemas que obligaran a una limpieza
constante del cabezal con la consiguiente pérdida de producción. Para la limpieza de los
cabezales deberán utiliza¡se herramientas blandas como latón, cobre o aluminio. No
deben usarse herramientas de acero como: desa¡madores, li¡nas, cuchillas, etc. en
cambio en el cabezal para polietileno el material se transporta directamente como si se
inyectara a la forma fibular y debido a sus características de fluidez se requiere de un
sistema de regulación de flujo por medio de zonas de resüicción y acumulación que
permiten crear una contrapresión que sirve para poder mantener una velocidad uniforme
de salida del parison con una presión constante. Esto se logra por medio de anillos
opuestos de forma triangular tanto en el mandril como en el cuerpo del cabezal con radios
reducidos para evitar que se estacione el material. Sin este sistema el parison saldrla con
muchas variaciones de velocidad y espesor de pared; en la práctica esto se aprecia en la
fabricación de cuerpos grandes.
2.1.2.1.9 El herramental. Esta forrrado por el dado y el mandril; para determinar zus
dimensiones se debe tener en cuenta el tipo de plástico a usar ya que a la salida del
parison se tiene una expansión que varía según el material; el espesor de pared de la pieza
a soplar, la relación de soplado o sea la relación que existen entre el diámetro de la
82
manga y el mayor diámetro del envase o cuerpo a conformar. Se consideran normales
relaciones de 2 o 3 a t aunque pueden ser mayores con el riesgo de reducir en la parte
más amplia el espesor de pared.
Es posible soplar envases con relaciones de 5:1 siempre y cuando se disponga de un
dispositivo de regulación de espesor de pared del parison Ere puede ser de control
electro-neumático o electro-hidráulico para compensar con una mayor cantidad de
material las partes débiles.
Debido a que son muchas las variables que existen y afectan el diseño de los
herramentales no se dispone de reglas o férmulas fijas para determinar las dimensiones
adecuadas, sino Ere debemos de hacer uso de nuestra experiencia y de la experiencia de
los fabricantes de maquinaria considerando que siempre se verán en la neesidad de
rcalizar pruebas y ajustes para obtener un buen producto de acuerdo a los requerimientos
exigidos.
Los programadores de parison son aditamentos que auxilian en la fabricación de cuerfros
huecos con ciertos grados de dificultad o relaciones de soplado altas, como es el caso de
los envases de forma cónica, son dispositivos mecánicos impulsados por sistemas
neumáticos o hidráulicos con controles el&tricos o electrónicos.
83
El principio de operación de casi todos los programadores es muy similar y se basa en el
control de la carrera o desplazamiento vertical, ya sea del dado o del mendril según sea el
caso que permiten por medio de un diseño especial de las dos piezas que forman el
herramental, regular el claro existente entre ellas por medio de un cilindro o servo-
válvula de actuación hidráulica.
CABEZAL DESARMADO
figura 13. Cabezal desarmado
85
2.1.2.2 El soplado. La estación de soplado es la.parte complementaria del equipo de
moldeo por soplado, en donde se encuentran los controles y mecanismos de cierre de las
platinas (placas portamolde), movimientos de las mismas así como los dispositivos de
corte del parison y soplado. El sistema de las platinas sirve para sostener y alinear las
dos mitades de los moldes, y los mantiene cerrados contra la presión del aire de soplo, es
recomendable que las platinas tengan área suficiente para asegurar que el cierre del molde
sea uniforme y que la fiierza de cierre tenga un margen de seguridad de 25% sobre la
presión de soplado.
Es recomendable que el movimiento de cierre de los moldes sea lo m.ás rápido posible sin
sufrir un impacto severo así como los movimientos de desplazamiento hacia la forma de
parison, se emplean diversas técnicas para la introducción del aire comprimido dentro del
parison, esto puede ser a través del cabezal del extruder, a través de un perno de soplado,
por medio de cabezas de soplado o por agujas en el cuerpo del molde y se aplican de
acuerdo con el tipo de sopladora, ya que se presentan con diversos sistemas, desde una
unidad para trabajar con un solo molde, para dos moldes con una, dos o tres cavidades o
de moldes múltiples de 4,6,8,12 con disco o mesa rotatorios.
Para el corüe del parison se emplean cuchillas de corte en caliente y en frío o sistemas de
tijeras.
86
2.1.2.2.1 Et molde. Es la herramienta más importante en el proceso de moldeo por
soplado ya que de su diseño, del material de construcción, de su sistema de enfriamiento
van a depender que se obtengan altas eficiencias y buena calidad de los productos que se
elaboren. Es una herramienta de alta precisión que requiere de personal especializado
tanto para su diseño como para su construcción, incluyendo maquinaria y equipo. Los
aspectos de mayor importancia son los materiales de constn¡cción, su diseño y el sistema
de enfriamiento.
Tomando en consideración que los moldes de soplado no son sometidos a presiones tan
elevadas como los moldes de inyección podemos disponer de una variedad de materiales
para su construcción, la selección final dependerá de los siguientes factores:
¡ Costo
Capacidad de conducción o transmisión de calor
Vida requerida de servicio
Los materiales miis usados son aluminio, acero, acero inoxidable, cobre-berilio, así como
fundición de aleaciones de zinc con el samac. Los moldes fabricados en aluminio son los
más apropiados para la fabricación de envases en polietileno debido a su excelente
conductividad térmica, facilidad de maquinado, se puede fundir y tienen una duración
razonable cuando se combina con insertos de fondo y cuello de acero endurecido. Los
87
moldes de acero son buenos por su gran durabilidad pero deficientes en su capacidad de
transferir color. Los fabricados en aceros inoxidables son ideales para trabajar con PVC
cuando se garantizan volúmenes elevados. Los moldes obtenidos por fundición a presión
de cobre-berilio reúnen características excelentes de transmisión de calor, así como de
dttreza.
I-a fundición de moldes en aleaciones de zinc es la más económica y usual pero a lavezla
menos eficiente ya que su capacidad de transferencia es pésima.
Es recomendable procurar que los insertos de cuello y base se fabriquen en materiales que
aseguren excelente conductividad térmica, ya que son las partes donde se tiene mayor
acumulación de material caliente.
Los detalles críticos a observar en el diseño de los moldes de soplado son las áreas de
prensado del plástico (pinch-off) que estián zujetas a rnayor presión variando sus
dimensiones según la forma del cuerpo hueco. La parte del corte puede quedar entre:
0.15" y 0.060".
El acabado de la superficie del molde requiere de un pulido tipo espejo para asegurar la
brillantez del PVC y de un acabado mate y rugoso para evitar se atrape el aire en la
superficie de las part€s fabricadas con polietileno.
88
También es necesario proporcionar ranuras de venteo en las superficies de cierre de los
moldes. Haciéndolo sobre una mitad con una profundidad máxima de 0.002" enla zona
cercana al borde del molde y de 0.0060" en las ranuras de expulsión. Es necesario tomar
en consideración el porcentaje de contracción del plástico a usar, para asegurar en el caso
de los envases el volumen de llenado solicitado y como punto imporAnte el sistema de
enfriamiento adecuado para asegurar ciclos de operación reducidos; existiendo diferentes
diseños como perforaciones ocupadas en forma de serpentín, cajas o recámaras de
enfriamiento o serpentines continuos de forma rectangular.
Es importante también conocer la capacidad del equipo que suministra el agua enfriada,
así como el caudal disponible. El proporcionar alimentación y conductos independientes
al fondo, cuello y cuerpo del molde son puntos que nos proporcionan el sistema de
enfriamiento ideal.
2.2 POLIESTERES
Para efectos del presente estr¡dio se hace necesario conocer a fondo el material llamado
Polietilen-tereftalato - PET, ruzón por la cual se hace minucioso de todos los aspectos
inherentes al mismo.
89
2.2.1 Definición. Los poliésteres son compuestos macromoleculares en los que los
grupos éster están incorporados como puentes de enlace en las cadenas moleculares. Los
ésteres de la celulosa y el acetato de polivinilo no se consideran poliésteres, ya que en
ellos los grupos éster se encuentran en las cadenas moleculares como grupos laterales.
Los poliésteres se obtienen por condensación de polialcoholes (glicol, glicerina,
pentaeritrita, etc) con ácidos mono y dicarboxilicos (malerco, tumarico, adipinico,
sebácico, ftalico, terftálico, linolerco) según su constitución, se distingue entre
poliésteres lineales y poliésteres reticulados.
2.2.2 Poliésteres lineales o saturados
2.2.2.1 Historia. Ios poliésteres lineales resultan de la condensación de dialcoholes
con ácidos dicarboxilicos, fueron obtenidos por primera vez por Carothers (L932) a
partir de ácidos, dicarboxilicos, alifalicos y dioles, resultando productos de escasa
aplicación técnica, pues su bajo punto de fusión e hidrofolia eran fácilmente
saponificables.
Urlvcnlderl lulónomr df 0cciantastcctof{ 8t8UoTECA
90
Whinfiled y Dickson (1939) encontraron que las propiedades técnicas de
poliésteres lineales mejoraban grandemente (alto punto de fusión e hidrofobía)
incorporación en las cadenas moleculares de anillos bencénicos.
La ICI y Dupont a principios de los años 50 iniciaron la producción a gran escala de hilos
poliestéricos, bajo el nombre de Terylene y Dacron. Más tarde la Hoeschst adquirió la
licencia de la ICI e inicio la producción bajo el nombre de Trevira. Después de la
extinción de los derechos de la patente original en L966, nrmerosas firmas en el mundo
comenzaron la producción de hilos poliestéricos.
2.2.2-2 Clasificación. Los principales poliésteres lineales de este tipo son los
politereftalatos y los policarbonatos.
2.2.2.2.1 Polietilentereftalato (pET)
2.2.2.2.L.1 Características generales: Este material surge de una policondensación del
ácido tereftálico (TPA) o dimetiltereftalato (DMT) con etilenglicol (EC), la estructura
química del PET es la siguiente:
9r
0
It-c- 0
0
tl
- c -0 CHz-CHz-0-ln
La síntesis del poliester tiene lugar por medio de las siguientes reacciones:
1. TPA + EG -+ Ester tereftálico + Agua
2. DMT + EG +Ester tereftálico + Metanol
3. Ester tereftálico + (calor, catalizador) =+ PET + EG t
No se parte directamente del ácido tereftiilico pues por su insolubilidad resulta difícil la
esterificación con glicol, se obtiene primeramente el dimetil éster tereftálico, y luego se
efectúa la transesterificación con exceso de glicol, a 190-200oC, en presencia de oxido de
plomo como catalizador; se separa el metanol por destilación y se forma el poliester
calentado al vacío a 280oC durante tres a cinco horas.
Los politereftalatos se emplean en la fabricación de fibras químicas (Terylen, Dracon,
tergal, trevira, Diolen) para la Industria Textil, y de finas hojas o películas (Mylar,
Hostaphan), eüe se usan principalmente como material aislante en electrotecnia. Estas
películas se fabrican mediante extn¡sión por finas ranras de politereftalato reblandecido
al estado viscoso, mientras que las "frbras de poliester" se obtienen por hilado del
v2
material fundido, seguido de un estiraje de cuatro-seis veces su longitud, que produce una
orientación y fijado de las macromoléculas lineales, muy favorable para sus
características técnicas. Tanto las películas como las fibras de tereftalatos se caracter2an
por su gran resistencia mecánica.
Inicialmente no fue posible inyectar ni exür¡ir el PET por que las piezas de pared gruesa
tenían estructura macrocristalina irregular, ya que la velocidad de cristalización de ese
material es lenta. En 1966 se consiguió (mediante aditivos y procesos idóneos) fabricar
productos de un alto grado de cristalinidad (llamados C-PET), con estructura
microcristalina uniforme.
Posteriorrrente se logro también fabricar las variantes amorfas y completamente
¡ansparentes (A-PET). Desde 1970 se comercializa también el poli (tereftalato de
buüleno) (PBT), de transformación miís fácil, que en EUA recibe el nombre de poli
(tereftalato de tetrametileno) efMT). Su importancia en el sector inyección es rnayor
que la del PET.
El grupo de poliésteres lineales se amplio con copolímeros del PET en los últimos años
han aparecido en el mercado poliésteres saturados que son productos de policondensación
amorfos, es decir, completamente transparentes, con ácido isoftalico y ciclohexano-1, 4-
dimetanol.
93
El A- PET ganaba cada vez más terreno en la fabricación de cuerpos huecos y láminas.
Cada vez está arrebatando nriís aplicaciones al PVC rígido y a otros termoplásticos
transparentes. Ademiás, la química de fabricación del PET y PBT ha sido la base para la
producción de otros poliésteres por ejemplo elastomeros poliester tennoplástico,
poliarilatos y poliésteres de crisral liquido (LCp).
Los poliésteres saturados lineales son tennoplásticos y pueden transformarse como tales
por los sistemas habinlales.
Son materiales de ingeniería y se utilizan especialmente siempre que se requieran buena
estabilidad dimensional y resistencia a largo plazo; sus propiedades más interesantes son
el deslizamiento, la resistencia al desgaste y sus propiedades térmicas.
En la prácüca se utilizan sobre todo el poli(tereftalato de etileno) pET y el
poli(tereftalato de butileno) PBT, que poseen propiedades ténnicas muy buenas.
Estructura:
I tl
t-C- 0 - C - 0 - (Cttz)z- 0 In _ pETp
94
00
I tl
t-C- 0 - C - 0 - (CHz)¿- 0-ln - pBTp
Nombres comerciales (ejemplos):
PET: Arnite A(DSM); Crastin (Ciba);
Grilpet (Ems); Impet (Hoechst);
Melenite (ICI); Petlon (Bayer)
Techster (Rhone); Rynite (Du pont)
Normas: DIN 16779 QSO7792ll)
En la norrna DIN 16779 se definen las denominaciones de las masas de moldeo de PET y
PBT poli(tereftalatos de alquileno) atendiendo a su estn¡ctr¡ra química, aplicación
básica, aditivos principales y propiedades que los caracterizan como el índice de
viscosidad y el modulo de elasticidad E, (tracción).
95
Las características miis sobresalientes de este material termoplástico (PET)
semicristalino son:
. Alta resistencia mecánica
. Alta rigidez
. Superficie dura y apta para dar brillo
o Buena estabilidad dimensional
. Magnificas propiedades tribológicas (fricción y desgaste)
. Buenas propiedades electricas y regulares propiedades dieléctricas
. Alta resistencia química
96
Oxido de etilenocH, -cH,
\ /-o
FormaldehídoH
I
C=OI
H
Butinodiol-1,4cH,-cH" -cH,-cH"t' t-OH OH
H3C-C C-CH3\/CH=CH
Acido tereftálicoo cH-cH oll tt \\ ll
HO-C-C C-C-OH\/CH:CH
Reguladores
L-.t de reacción
Policondensación
Aditivos.x
Granulación
Poli(tereftalato de butileno) Pofi(teneftaldo de etiteno)
Figura 14. Poliésteres saturados. Esquema de fabricación
97
Mediante copolimerización se puede bajar el grado de cristalización hasta tal grado que
piezas de espesores apreciables presenten aún buena transparencia. Este material amorfo
se prefiere al semicristalino cuando se desea obtener:
Alt¿ transparencia
alta tenacidad
comportamiento adecuado al deslizamiento y al desgaste
alta resistencia al agrietamiento por tensiones
poca conüacción y buena estabilidad dimensional
La densidad del PET cristalino es 1.38 g/cm3 y del PET amorfo 1.33 g/cm3.
2.2.2.2.L.2 Estn¡ctura. El PET es denominado como un material "cristalizable", es
decir se puede nrantener amorfo o cristalino, dependiendo de las condiciones de proceso
utilizadas. Las propiedades de los materiales semicristalinos, por ejemplo, PET, son
determinadas básicamente por el grado de cristalinidad. El PET cristaliza hasta en un
30% y N% su velocidad de cristalización es relativamente baja en comparación con otros
semicristalinos.
98
I¿ rnáxima velocidad de cristalización se alcanza a los 175oC aproximadamente. Por esta
raz6n se trabaja con temperaturas de molde tan altas (140 a 175oC) cuando el producto
lo requiere. A 140oC en el molde, la fracción amorfa es muy grande. Esto requiere el
empleo de materiales con sustancias nucleificadoras. Así se garmtaa un gran número de
pequeñas esferolitas. I-apieza moldeada es dura y rígida.
2.2.2.2.1.3 Propiedades
2.2.2.2.1.3.1 Físicas. El PET en estado amorfo es üansparente, en estado
semicristalino es opaco y blanco.
Tabla 13. Propiedades físicas del PET
Propiedades Unidad PETNo. Reforzado 6X'-33 Rynit€
Densidad glcmt 1.38 L.52 1.51
Humedad Vo 0.1 0.04
Fuente. Tecnología de los plásticos reforzados
99
2.2.2.2.1.3.2 Mecánicas. El PET semicristalino tiene dureza, rigidez y resistencia
elevadas con buena tenacidad, incluso a -30oC, buena resistencia a largo plazo muy mal
abrasión y buen deslizamiento.
El PET amorfo se comporta como el semicristalino, pero con menor dureza y rigidez.
Para mejorar sus propiedades mecánicas, el PET se refuerza con fibras de vidrio. Ia
repercusión de este refuerzo sobre el deslizamiento es poco importante.
El PET hasta cerca de su temperatura de transición vítrea (aproximadaÍiente 80oC)
presenta alta resistencia; la posibilidad de reforza¡los, con fibra de vidrio permite
alcatuar tipos con módulos hasta de 10000 N/mm2.
U¡lwnidarl Aut6nomt óc oeciañbsEcctoN ElBLloItcA
100
Tabla 14. Propiedades mecánicas del PET
PropiedadesMecánicas
UnidadNo. Reforz.
PET6f'-33 Rynite
a
a
Tensión al alargamiento elástico
Elongación al límite de
alargamiento elástico
Resistencia a la ruptura
Elongación a la ruptura
Módulo de tracción
Resistencia al impacto 23oC
Resistencia al impacto con
ranura 23oC
Resistencia al impacto con
ranura 40oC
Dtreza a la penetración de una
bola
N/mm2 150
N/mm2
Vo
N/mm2
%
N/mm2
KI/m2
KIlm2
Jlm
81
4
42
70
2800
0Br
3
165
2
1150
0Br
7.5
2m
103
6
6500
0Br
235(Itm)
160
Fuente. Tecnología de los plásticos reforzados
2.2.2.2.1.3.3 Térmicas. El PET semicristalino tiene muy buena resistencia al calor, su
temperatura de uso es de -30 a 110oC, por poco tiempo incluso por encima. En estado
amorfo la resistencia al calor es ligeramente menor.
A temperaturas muy altas, el PET amorfo puede enturbiarse por cristalización incipiente.
101
Para el PET se reporta de manera típica una temperatura de transición vítrea, Tg, a partir
de los 82oC, aproximadamente. Sin embargo, este valor puede cambiar apreciablemente
dependiendo del contendió de humedad del polÍmero. La humedad reduce el valor de Tg.
Tabla 15. Propiedades térmicas del PET
PropiedadesTérmicas
Unidad PETNo. Reforz. 6X'-33 Rynite
. Temperan¡ra de uso
- Corto uso
- Uso prolongado
Temperaflrra DTA
Temperatura de transición vítrea
Punto de fusión
Temperatura de Vicat
Resistencia dimensional y térmica
- Método A
- Método B
Coeficiente de dilatación térmica
lineal
. Capacidad calorífica
. Conductividad térmica
KI/KgK
Vt//mk
200
100
73 bis 79
98
255
185
80
115
70 x 10-6
t.2
0.29
220
100
73-79
98
255
225
230
>250
20x10-6
0.9
0.33
220
100
73-79
98
2so
220
30x10-6
o.29
oc
oc
oc
oc
oc
oc
oc
oc
1¡-1
Fuente. Tecnología de los plásticos reforzados
LO2
2.2.2.2.1.3.4 Eléctricas. El PET es un material con muy buenas propiedades eléctricas,
indicadas por su alta rigidez dieléctrica y resistencia transversal. Sus propiedades como
aislante eléctrico son buenas, sin apenas influencia de la humedad del aire.
Tabla 16. Propiedades eléctricas del PET
Propiedades UnidadEléctricas No. Reforz. 6F-33 Ry4ite__
. Resistencia superfrcial
. Resistencia específica l) cm 2 x 1014 2 x lo[4
. Constante dieléctrica 50 Hz 3.4 4.0
. Constante dieléctrica 1 MHz 3.2 3.8
. Factor de perdidas dieléctricas 0.002 0.002
50 Hz
. Factor de pérdidas dieléctricas 1 0.021 0.015
IvlHz
o Rigidez dieléctrica
. Rigidez a la corriente de tuga Kc 350 225 175 (KB)
Fuente. Tecnología de los plásticos reforzados
2.2.2.2.1.3.5 Ópticas. La transparencia y la permeabilidad alalvz en todos los rangos
de longitud de onda del PET pueden ser muy diferentes dependiendo de la estrucn¡ra
PET
Kv/mm 60 35 2L
103
química de este. En general, posee una penneabilidad a los rayos de luz en el rango
visible, del orden del 80% al90Vo, valor comparable al vidrio.
2.2.2.2.1.3.6 Permeabilidad a los gases. Es menos permeable que el PVDC (cloruro de
polivinilideno) y que el EVOH (etilenvinilalcohol) muy resistente al paso de arornas.
La permeabilidad al vapor de agua y al oxigeno del PET es moderada. Para el vapor de
agua es rnayor que en el caso de las poliolefinas, pero menor que para PC, PA y POM y
para el oxigeno es menor que para las poliolefinas.
2.2.2.2.1.3.7 Resistencia a agentes químicos. Resiste ácidos y bases débiles, aceites,
grasas, hidrocarburos alifaticos y aromiíticos, tetracloruro de carbono. No resiste ácidos
y bases fuertes, fenoles ni a la acción prolongada de agua caliente (hidrólisis). El PET
es una sustancia no polar.
2.2.2.2.1.3.8 Resistencia al agrietamiento por tensiones. Aceptables
104
2.2.2.2.1.3.9 Resistencia a la intemperie. Aunque es buena, se puede mejorar por la
estabilización del polímero con negro de humo (contra UV).
2.2.2.2.L.4 Combustibilidad. Arde, con hollín y llama amarillo-naranja, gotea y
produce un olor aromático dulce.
2.2.2.2.L.4.1 Compatibilidad fisiológica. Se considera fisiológicamente inerte.
2.2.2.2.2 Nuevas resinas de PET con alta viscosidad intrínseca. Al menos seis
compañías productoras de resinas están poniendo a punto nuevas calidades de PET para el
moldeo por extn¡sión y soplado de botellas, que serán comercializadas en poco tiempo,
algunas luego de haber sido lanzadas al mercado en la pasada muestra NPE de Chicago o
en la Packpro, una importante exhibición de empaques, realizada en mayo en Düsseldorf,
Alemania. A pesar de que la idea de crear resinas de PET para envases con agarradera
no orientados ha despertado nuevo interés, no todas ellas son novedades. Algunas han
estado quietas en las listas de productos durante meses e incluso arios, pero sus
proveedores están haciendo nuevos ensayos con ellas y en algunos casos reformulandolas.
La Eastman Chemical Products Inc. de Kingsport, Tennessee; la Gooffear tire y Rubber
Co, Akron, La IcI Americas Inc., wilmingnton, Delaware; y la AKZ} Nv en Arnhem,
105
Holanda, todas han tenido en desarrollo calidades con alta VI para moldeo por extrusión
y soplado durante seis o más meses. La Eastman y la Goodyear parece que han
distribuido muestras miás ampliamente en las compañías de maquinaria y clientes
potenciales de Estados Unidos mientras que la Dupont, La Al(20 y la ICI han tenido
durante un cierto tiempo materiales en el mercado europeo para aplicaciones distintas a
las botellas.
"Es un proyecto de importancia", dice el representante técnico sobre PET de la ICI,
Paul Kaufrnan. "Este es el primer producto desde la botella de 2 litros para bebidas que
estiá siendo empujado con fuerza por sus usuarios finales. Todos lo quieren".
La Hoechst Celanese estará pronto anunciando su nuevo PET. I¿ resina aún lleva su
nombre de investigación, tipo 800. La Du pont, que tiene dos PET'S de esta clase en el
mercado europeo desde hace varios meses, los introducirá en Estados Unidos
próximamente.
Las resinas de la Du pont, un copolímero y un homopolimero, se producen en Estados
Unidos y se envían a Europa para ensayos y una aplicación comercial para botellas
pequeñas, dice la gerente de desarrollo de poliésteres, Linda Bateman.
106
La ICI ha tenido por cuatro años en su lista Europea de productos a Melinar 5922 C
(también fabricado en Estados Unidos), pero estaba orientado hacia las cuerdas para
llantas y fibras especiales, no hacia las botellas. Ahora la ICI estií despacffindola a
Europa para erisayos en botellas, dice el gerente de negocios de poliésteres Roy
Zemanovich. "Hay un nuevo interés en fermento", añade de manera similar, el Arnite
D06-300 de la AKZO, hecho en Holanda, ha estado en el mercado Europeo por lo menos
durante cuatro años, para mangueras coextruídas con barrera de calibre grueso. La resina
de la AKZO hizo su aparición como una calidad para botellas extruídas y sopladas en
demostraciones de la Belarm Machinenfabriken GmbH de Alemania en la exhibición
interplas de Birmingham, Inglaterra, en noviembre del año pasado.
2.2.2.2.2.1. Características de las nuevas resinas. El problema de la introducción del
PETs en el mercado para extrusión y soplado será de índole económica, no tecnológica
según los productores de resinas y maquinaria.
La tecnología incluye PETs cada vez con una notoria resistencia baja del fundido al
elevarse su peso molecular y por tanto, su viscosidad intrínseca (V.I). La elevación det
peso molecular se traduce usualmente en precios proporcionalmente más altos: por
ejemplo, una VI l0-L5% mayor cuesta t0-15% más que una calidad típica para botellas.
r07
Los nuevos PETs se producen por polimerizaci1n en estado sólido o en fase de fundido.
El estado sólido, utilizado por la Goodyear, la hoeschst, la ICI y la AKZS requieren
mantener por más üempo la etapa en estados sólido, en el reactor, para aumentar la
longitud de las cadenas moleculares. Esto es lo que añade costos.
La alteración química del polímero con agentes de ramificación (antrídrido trimellitico)
por ejemplo, durante la polimerización en la fase de fundido es otro método para elevar la
resistencia del fundido. La ramificación es usada por la Du Pont y la Eastrran. También
se esta siguiendo en la Good Year y la ICI en una futura resina que se anunciará
próximamente. La modificación del polímero en la fases de fundido, utilizando un glicol
o ácido isoftalico (IPA), baja también la temperatura de fusión y retrasa la cristalización.
Fuentes de la Industria dicen que aún es muy prematuro hablar de cómo caerán los costos
y precios de la resina. La Du Pont ofrece en Europa sus resinas "por encima de los ggs"
(US c/libra) y la ICI "por debajo de los 80s" comparados con los US a 95/libra del
PETG de la Easfinan. Pero las compañías productoras de resinas "están todas ahora en el
juego: Ninguna puede decir con cerlaza que tendrá, cuando o cuanto costará", dice
Martin Stark, Vicepresidente y Gerente General de la Bekum América Corp. de
Williamston, Michigan.
108
Otro gran costo desconocido es el uso de retriturado, el grado de crist¿linidad en este y
los problemas potenciales creados por su uso (como puntos negros) necesitan mucho
más estr¡dio, según los fabricantes de maquinaria.
Una compañía de estas dice que pasarán unos meses antes de que una aplicación
comercial haya trabajado estos temas. El representante técnico de la Easünan, James
Mercer, dice que los ensayos con la resina de la Eastman muestran que puede utilizarse
30-35% de retriturado en botellas. Para ser aceptadas comercialmente, dice Kaufrnan de
la ICI, estas resinas tendrán que permitir el uso de 50% deretriturado, ya que esto es lo
que usualmente produce el proceso de extrusión-soplado.
Están disponibles las especificaciones preliminares en algunas compañías productoras de
resinas, referentes a estas calidades en desarrollo. Sorpresivamente, el rango de VIs
(comparado con el O.72-0.U para la resina estándar de PET para estiramiento-soplado)
no es tan uniforme como podría esperarse (ver tabla anexa).
109
Tabla 17. Datos preliminares nuevas resinas PET en desarrollo Para extrusión y sopladokzo Du Pont Du Pont Eastaman Gmdyear Hoechst ICI
Arnite Selar Selar PET VfRD06-300 YI){257 P|I)(2tr 13339 10313
fipo MelinarE00 5y¿2 c
vI r.o7 0.85
Punto de 485.6 48fundido oF
Densidadb g/cc 1.34(A) 1.33(A) 1.33(A) 1.4(C)
Tg' oF 165 145 162
a Prueba Mettler (493oF por DSC. b A=amorfo; C=Cristalino
1.00 1.05
490 473
1.04 0.9-1.3 0.95
495.54 478.4 482
1.40(C) 1.3e(C) r.33
158-t62 158 172
Fuente. Tecnología de los plásticos reforzados
2.2.2.2.2.2 El PET como sustituto de otras resinas. El mercado para las nuevas
resinas se espera particularmente que sea el reemplazo del PVC tanto en Estados Unidos
como en Europa.
En Estados Unidos, el PET podría llamar también la atención a nivel ambiental debido a
los mercados disponibles para el reciclaje en Estados donde los empaques erifrentan
niveles de reciclaje obligatorios "Sí una compañía tiene ahora cuatro botellas de
poliester y un par de botellas con agarradera en PVC, le gustaría poder decir que todas
sus botellas son de PET y reciclables" afirma Bateman de la Du Pont. Las compañías de
resinas también esperan nuevos mercados con la sustitución de botellas opacas de HDPE
que los empacadores quieren volver ftansparentes, pero no con PVC. Las aplicaciones
üilr.cid.d Autlnom¡ dr Occl'tbSECCION BTBLIOTECA
110
iniciales serían posiblemente los frascos nriís pequeños para cosméticos y productos
farmacéuticos, pero eventualmente las garrafas para agua podrían ser una posibilidad.
2.3 w(eunu,s, caPAcrDAD DE PRoDUccIóN
Se están desarrollando nuevas resinas y maquinaria capaces de coextruir plásücos
reciclados con material virgen o bien transformar PET en maquinaria diseñada para PVC.
La demanda creciente de botellas reciclables y el uso cada vez mayor de recipientes
multicapa a partir de plásticos recuperados post-uso estiin teniendo un impacto importante
en el desarrollo de los tipos de sistemas de moldeo por soplado para fabricar botellas.
La gran cantidad de desperdicios sólidos esta inclinando a los fabricantes de botellas y
frascos de polietileno de alta densidad para envasado de productos domésticos e
industriales, a dirigirse hacia el diseño de recipientes multicapa en los que se utilizan
materiales de recuperación. También estiin induciendo a los fabricantes de botellas de
policloruro de vinilo (PVC) a poner los ojos en otras resinas. Las fuentes industriales
que dan cuenta de esta tendencia la atribuyen a la inquietud general sobre los problemas
111
de incinerar el PVC, así como a la falta de una red importante de instalaciones para el
reciclado de este material.
Los fabricantes más importantes de politereftalato de etilenglicol, al ver esta oportunidad,
están llevando a cabo no pocos esfuerzos para poner a punto unos grados de extrusión
para el moldeo por soplado, como alternativa del PVC en la fabricación de recipientes
transparentes. Esta situación, a su vez, esta provocando toda una serie de programas de
desarrollo de nuevos equipos.
Para satisfacer las necesidades de un mercado en evolución continua, los fabricantes de
maquinaria están desarrollando un gran número de nuevas máquinas, modificando
sistemas y componentes. Tres tipos de sistemas de moldeo por soplado se ven afectados
por la campaña de reciclado: Los sistemas de coextrusión, que pueden utilizarse para la
fabricación de frascos de tres capas, una de las cuales puede ser de material recuperado;
los sistemas de coinyección soplado con estiramiento que pueden utilizarse tarnbién con
material recuperado y recientemente, la fabricación de un frasco "reciclable" para
"Ketchup" de cinco capas, fabricado a partir de PET con una barrera de copolímero de
etileno-alcohol vinílico y finalmente, el componente miís moderno del mercado de equipo
de moldeo por soplado, sistemas de moldeo por extrusión-soplado de PET que si tiene
éxito puede facilitar el canrbio del PVC por este material, eliminrindose así en algunas
aplicaciones la necesidad de moldear preformas de inyección.
l,t2
Desde que la empresa Italiana Autónoma S.P.A introdujo el primer sistema comercial de
moldeo por extrusión-soplado, capaz de trabajar directamente con grados de PET de
inyección, varios fabricantes de miáquinas de moldeo por extrusión-soplado informan
sobre su intención de desarrollar también sus propios sistemas comerciales para este
mercado. Tres empresas: Johnson Controls, Bekum y Battenfled Fischer; están
trabajando en el desarrollo de versiones de miiquinas modificadas ya existentes o
introduciendo utillajes modificados o nuevos, todo ello con objeto de no tener que diseñar
máquinas totalmente nuevas como es el caso de los modelos Speed PET Project y Nova
PET Projet de Autónoma.
No todos los fabricantes de equipos creen que es posible utilizar grados de PET para
inyección, en un sistema de extnrsión-soplado; sus prograrnas de desarrollo, en
colaboración con los fabricantes de PET, se dirigen al desarrollo de grados específicos
para extrusión soplado.
El objetivo de estos trabajos consiste en facilitar a los transformadores de PVC, el paso al
PET sin necesidad de realizar grandes inversiones de capital en equipos nuevos, sin
cambia¡ sensiblemente sus métodos de procesado (a parte de tener que secar el PET) y
sin grandes aumentos en el precio de la materia prima.
En la K'89, la firma autónoma presentó la fabricación de un frasco mascara de 10 ml a
partir de un grado de PET de inyección Melinar B90S de ICI, en un molde de 12
113
cavidades sobre una máquina Nova PET Project. En la conferencia Europlast de París se
fabricaban botellas de Il2litro a partir de Melinar 895A, con un molde de dos cavidades
sobre una máquina modelo Speed PET Project. En las muesftas vistas en la K'89, el
acabado de las bocas variaban (dando pie a que algunos escépticos cuestionarán si podía
lograrse una botella de PET fabricada por extrusión-soplado con las mismas tolerancias
que una preforma moldeada por inyección) y muchos de los presentes apreciaron que el
proceso no era continuo.
En una entrevista con la revista Modern Plastics, el técnico Claudio Capelli informo que
las nuíquinas PET Project, requieren realmente una etapa intermedia entre la extrusión y
el moldeo por inyección, para lograr la presión adecuada sobre el flujo de la resina e
indica que "lo que estaÍios haciendo es cerrar el mandril y boquilla y entre tanto
paramos el tornillo. Luego ponemos en marcha el tornillo y abrimos el mandril y
boquilla". Capelli admite que esta técnica puede tener un efecto negativo sobre el
tiempo de ciclo de moldeo, pero asegura que la nuáquina es capaz de funcionar de manera
continua en el caso de algunos recipientes pequeños.
Autónoma instaló el Viscolplast (Itaha) una mráquina PET Project, modelo Speed que
costaba $US 190.000, para fabricar recipientes de Il2 litro para envasar pesticidas y
tarros de boca ancha para un contenido de 1 kg de especias.
tt4
I¿ unidad speed con molde de dos cavidades produce hasta 500 frascos/hora de hasta 1
litro de capacidad, en tanto que la NOVA con doce cavidades que cuesta 290.000 dólares
puede fabricar 7500 frascos/hora de hasta 800 cc de capacidad. Ambos modelos utilizan
tornillos de extrusión estándar y van equipados con secadores y cargadores.
I¿ autónoma introdujo a finales de 1990, un máquina de moldeo por extrusión-soplado
para botellas de mrás de I litro, se trataba de una preru¡a de moldeo de estiramiento
soplado, en la que en la primera etapa se soplan unas prefonnas, luego se vuelven a
calentar y en una segunda etapa se estiran y soplan para obtener frascos.
Autónoma fabrica un sistema de moldeo por soplado de PVC que por este procedimiento
produce botellas de hasta 2 litros.
La firma Johnson's Conftols esta trabajando sobre una versión modificada de su miáquina
Uniloy 350 R2 que es una instalación con tornillo alternativo y cuatro Parison, también
se esta desarrollando el diseño de tornillo , ca&zal y molde y John Francis (Director de
Comercialización y Desarrollo de Productos) afirma que para poder moldear PET por
extrusión-soplado, no será necesaria una nueva máquina, ni modificar substancialmente
las ya existentes y añade que la modificación del cabezal para que las trayectorias de flujo
equilibren el nivel de las presiones de dicho cabezal, com¡tituye una modificación clave
115
necesaria para trabajar con PET en sistemas diseñados para PVC u otras resinas, como
son los tornillos que suministran el material sin afectar el ciclo.
La firma Bekum esta diseñando e incorporando a sus equipos los elementos necesarios
para transformar el PET; el utillaje de modificación de Bekum esta enfocado a cabezales,
boquillas y tornillo pero puede incluirse un acumulador extremadamente pequeño y un
sistema de enfriamiento especial. El acumulador servirá para hacer salir el Parison con
mayor rapidez, en tanto que el sistema de enfriamiento estabilizará al parison evitando la
cristalización.
Aoki continua su política de ampliación de su línea de productos de miáquinas de una sola
etapa, recientemente ha incorporado dos modelos compactos de menor precio para el
moldeo por soplado de encargo el SB-III-100 H-15 para el moldeo con una cavidad y el
SB-III-100 LL20 para el moldeo con dos cavidades.
Larry Bares, presidente de la representación norteamericana de la Aoki, señala que
"Aoki" ha consumido un largo período de tiempo durante los últimos dos o tres años en
el desarrollo de miiquinas específicas para el mercado".
Aoki continua su labor para lograr nráquinas más rápidas, específic¡rment€ en cuanto a
reducir el ciclo de tiempo de secado de 8-10 segundos y actualmente estii considerando
métodos para reducir el tiempo necesario para el enfriamiento de las botellas.
116
Aprovechando el calor residual presente en las preformas de las botellas Aoki ha
mejorado substancialmente la capacidad de producción de sus sistemas de mayor
volumen, reduciendo los ciclos totales de moldeo, en algunos modelos de 18 segundos a.
11.5 segundos.
En términos de diseño de mráquina, Beres señala que Aoki está centrándose en miiquinas
de una sola etapa que puedan competir con otros métodos tales como inyección-soplado
de preformas e incluso extrusión-soplado y esta dirigiendo la tecnología hacia aquellas
aplicaciones que actualmente utilizan materiales no orientados. Así por ejemplo, Aoki ha
dirigido sus modelos 500 a aplicaciones de inyección y soplado tales como botes para
aspirinas y así mismo sus nuevas series 100 de pequeño tamaño, estián dirigidas a
aplicaciones de bajo volumen que actualmente se realizan a partir de poliolefinas
moldeadas por extrusión y soplado.
Las miáquinas presentan un diseño de bajo coste y de fácil utilización, superando los
temores que tienen los moldeadores de poliolefinas acerca del trabajo con el PET.
Entre otras compañías proveedoras, Magic de Italia ha introducido una línea de rniáquinas
de inyección y estirado-soplado biaxiales de una sola etapa sin estaciones de
acondicionamiento.
tl7
Esta línea estiá diseñada para la fabricación de botellas redondas y ligeramente ovaladas
de PET, afirmiíndose que la carencia de la estación de acondicionamiento facilita una
cavitación y un rendimiento mayores, utilizando la misma superficie de suelo, menores
costes de herramientas, (no se requieren núcleos o varillas de acondicionamiento), un
menor número de calentadores y una instalación nuís fácil. Las nuáquinas de Magic son
distribuidas en Norteamérica por la SM Plastics Marclüam, Ontario.
Shoichi, Ichikawa vicepresidente de NISEI ASB señala que su compañía esta dispuesta
para la presentación de una versión mejorada de su diseño ya existente de sus miáquinas
de una sola etapa con mejoras hidráulicas y ciclos más cortos de tiempo, además anuncia
una miiquina completamente nueva que será una versión compacta de su unidad con la
mayor capacidad de producción (5000 botellas /hora).
vrsTA I'RONTAL DE r"A II{AQUINA DE EXTRUSION-SOPrArX)
Figura 15. Vista Frontal
tt9
2.4 INDICACIOI\ES PARA EL PROCESAMIENTO DEL PET EN ELPRocEso ExrRuslóN-sopr,mo
2.4.1 Generalidades del polímero PET. El polietilen-tereftalato procesado
habitualment€ en inyección (PETP o con¡nuilnente PET) puede obtener, por una
condensación posterior, una rnayor viscosidad en la fusión y puede ser utilizado para
extrusión-soplado. El granulado semi-cristalino (blanco-opaco) se vuelve amorfo
(transparente) por la plastificación y enfriamiento rápido en el molde de soplado.
Antes del procesamiento, el PET puede ser secado a una temperatura de 160-170oC
durante 5 horas con el fin de alcanzar una humedad restante inferior zil O.N57o. Para
esto es indispensable tener un secador de aire seco con un punto de rocío inferior a -
300c.
El granulado seco debería ser llevado a la tolva de la nuáquina con una corriente de aire
seco o debería ser secado directamente en la tolva de la rnriquina.
Si la fase de secado es insuficiente, se produce, durante la extn¡sión, una descomposición
hidrolítica del material, que perjudica la viscosidad de fusión y la resistencia a caída.
Nonnalmente, el material de desecho de cuello y fondo, se encuentra en estado amorfo y
se welve pegajoso a una temperatura de 70-80oC, de manera, que según los fabricantes
lhhcnld¡d lrrtOlom¡ d! 0cc¡a.iLsEccroN 8t8r.roTEcA
t20
de materia prima, solo el 2O% puede ser reciclado sin perder propiedades y sin dispendio
suplementario. Dado a que en extrusión-soplado, el porcentaje de materia reboyada es,
en principio superior, la materia amorfa, debe pasar por el cristalizador (lh a 120oC)
antes de la fase de secado (1600). I¿ materia reboyada, recristalizada y seca, puede ser,
teniendo en cuenta una dosificación constante, mezclada la materia virgen para ser
utilizada en un nuevo procesamiento.
La coloración puede ser transparente o cubriente. De cualquier forma, hay que tener en
cuenta que el masterbatch correspondiente se encuentre en la base del PET.
2.4.L.1 Características ideales del PET para el proceso de extrusión-soplado
o Densidad (granulado crist¿lino) aprox. l.4L glcms
o Densidad (materia amorfa) aprox. t.34 glcms
¡ viscosidad intrínseca VI 0.85-1.1 dLlg
o punto de fusión aprox. 250oC
2.4.L.2 Referencias de PETs más comercializados
Lzt
Selar PT 7067, Du Pont
Selar PT X-279, Du Pont
Selar PT X-272, Du Pont
Arnite D 06-300, AKZ0
o Melinar M10, ICI
o Kodapak PET 13 339, Easünan Kodak
Hay que mencionar, que el selar PT 7O67 es el que posee la mayor viscosidad intrínseca.
2.4.2. Modificaciones en las máquinas convencionales de extrusión-soplado paraprocesar PET. Todas estas resinas pueden procesarse en las rnáquinas existentes para
extrusión-soplado utilizadas para PVC o HDPE, con modificaciones que cuestan entre US
$30.000 y US $50.000, según inforrran los constructores. El equipo para PVC requiere
el cambio del husillo por uno con un canal nuís superficial y sin agujas de mezcla, las
cuales producen calor de cizallamiento, dice Mercer de la Easünan.
El husillo debe generar el menor cizallamiento posible, pues el excesivo calentamiento
mrás allá del punto de fundido hace menos viscosa la resina, reduciendo la resistencia del
Parison. Un husillo con una relación de compresión m¡ás baja de 2.5:L a 3:1; Vs 4:l
para el HDPE, es recomendada por la Easünan.
122
La IcI propone l:l a2.2:1, con preferencia por relaciones por encima de2.4:1.
Ademiis el PET tiene que estar totalmente seco p¡ra procesarse bien y dar una buena
apariencia a la botella, de manera que se necesita una secadora comercial en la tolva antes
de la extrusora para pasar aire caliente desecado por entre la granza, antes de que ésta
entre en la extn¡sora. Los controles extra para la temperahrra ta¡nbién se requieren por la
estrecha ventana de procesamiento del PET. Stark, de la Bekum, señala que algunas de
las rniáquinas más viejas no son prácticas para retroajustar debido a la dificultad o al costo
de la adaptación de los controles.
Las nuáquinas para moldeo por soplado de HDPE y PVC necesitarían ta¡nbién el ca¡rrbio
del cabrlzal para procesar estas resinas, dicen los constructores de maquinaria, aunque hay
opiniones encontradas. I¿ Bekum y la división de maquinaria para plásticos de la
Johnson's Controls en Manchester, Michigan, sugieren que es uuis posible que un
cabezal para HDPE requiera cambio que uno para PVC, el cual es mas aerodinámico.
Por otra parte, la Battenfeld-fischer Blowmolding Machines Inc. dice que los cabezales
para PVC, Qü€ tienen canales para el fundido más estrechos presentan más de un
problema respecto a los cabezales para HDPE, según Dane Belden, presidente de la rama
estadounidense en Waldwick Nuew Persey. Un cabezal para PVC se autopurga, ya que
el PVC sensible térmicamente pasa a rnayor velocidad por los canales estrechos. ya que
123
el PET no es tan sensible a la tremperatura, el mismo cabezal no requiere la alta
velocidad; entonces se forma conftapresión en el husillo, el cual pierde eficiencia; la
salida de material cae y la temperatura aumenta, dice Balden.
En Alemania la Battenfeld-fischer dice "haber tenido mucho éxito" con extn¡soras con
alimentación por surcos de L/D 20:1, pero en Estados Unidos la compañía esta mirando
hacia las extrusoras de PVC, las cuales no tienen ranuas. 'Estamos ensayando un
husillo para barrera con doble filete en una extn¡sora de interior liso 24:1; esta es una
tecnología conocida para películas de PET, pero nueva para moldeadores por soplado"
agrega Balden.
2.4.3 Acondicionamiento para procesar PET en una máquina de extrusión-soplado
marca BEKI'IM modelo BM-08. Después de recopilar y amlizar la información
suministrada por productores de maquinaria y materia prima, se logro obtener resultados
óptimos en términos de calidad y rendimiento en una miiquina Bekum de la serie BM-OS;
equipo diseírado originalmente para transformar PVC y HDPE; dicho equipo con un
mínimo de modificaciones logró transformar PET en forma satisfactoria rompiendo con
esüe resultado el paradigma de los diseñadores de equipos, quienes sostienen en sus tesis
que dicho proceso requiere modificaciones en los equipos demasiado costosas y en
ocasiones injustificados en términos de productividad y eficierrcia.
124
A continuación es efectuada una descripción del acondicionamiento de la rnráquina y
estandarización del proceso.
2.4.3.1 La extrusora. Una máquina de extn¡sión puede ser considerada como constituida
de cinco partes principales: el cilindro o cuerpo de la máquina en el que va alojado el
tornillo y que da origen a trabajo de fricción en el material; un mecanismo motor para
comunicar al tornillo un movimiento de rotación; una tolva de alimentación de material
situada en un extremo del cilindro y finalmente la boquilla o matriz, sitr¡ada al otro
extremo del cilindro y que es la pieza que da forma al material extruido.
2.4.3.1.1 I¿ entrada de alimentación. Es la garganta a través de la cual el termoplástico
procedente de la tolva llega al tornillo de la extrusora; esta entrada abarca una longitud de
tornillo por lo menos igual a un diámetro de este y su sección rectangular puede ser
circular o rectangular.
Para la transformación del PET se requiere una zona de entrada lisa como es mostrado
en la gráfica debido a que este diseño es sugerido para materiales alimentados en fonna
granular.
125
Se recomienda que el agua utilizada para refrigerar la zona de alimentación circule a la
temperatura del medio ambiente, para evitar la condensación de esta y que afecte al
material, ya que este es higroscópico.
Figura 16. Zotnde entrada o alimentación
2.4.3.L.2 El cilindro. El cilindro proporciona una de las superficies necesarias para
friccionar al material plástico y al mismo tiempo, la superficie a través de la cual se
transmite al polímero el calor suministrado por los elementos de calefacción externos.
Se sugiere que el cilindro sea completamente liso. Para el procesamiento del PET adenrrás
se recomienda una relación de longinrd a diámetro LID : 20 debido a que permite una
plastificación cuidadosa con un caudal de aproximadamente 25 kglh con una rotación
mráxima de 60 u/min.
126
El perfil de temperaturas se sitúa dependiendo del tipo de PET, entre 250oC y 285oC en
forma descendente en una extrusora standard.
2.4.3.I.3 El tornillo. El tornillo es, después de la boquilla, lapieza mrís importante de
la miíquina de extrusión y la que ha recibido nuís atención en cr¡anto a su diseño se
refiere.
El tornillo utilizado para efectuar las observaciones de este estudio tiene las siguiente
características:
Tornillo para transformar poliolefinas sin dispositivos de mezcla o cizallamiento con una
relación de compresión 3:1 con una longinrd total de 20D, con tres zonas definidas de la
siguiente forma:
5D + Zona de alimentación; en donde se inicia el transporte del material suministrado
por la tolva.
10 D + Zotta de compresión; en esta zona los gránulos son comprimidos y
evenhralmente fundidos en una masa que presenta algun grado de adherencia a las
superficies del tornillo y del cilindro.
127
5D + Zotra de dosificación; en esta zona se üermina de homegenizar y bombear el
material al cabezal.
Esta geometría del tornillo garantiza una rnasa fundida unifonne y esto se debe
principalmente a que la znna de compresión debe ser diseñada no solo para hacer más
compacto el material, sino también para adaptar la variación de tamnño del canal con la
velocidad de fusión y el cambio de volumen que tiene lugar cuado el material pasa desde
el estado sólido al viscoso.
La holgura radial entre el tornillo y el cilindro debe ser:
0.07 mm ( holgura radial ( 0.12mm; esto disminuye el efecto del flujo de perdida.
Figura 17. Tornillo para procesar PET
t28
2.4.3.1.4 El cabezal. El material debe fluir libremente desde el cilindro al cabezal, por
esta razón no deben utilizarse dispositivos adicionales como filtros, mayas o platos
rompedores.
El cabezal para procesar PET es el misrno que el empleado para el PVC, teniendo
presente que el torpedo debe tan solo tener dos nervaduras o malletes y esto
principalmente se debe a que estas dejan Írarcas en la manga, las cuales se pueden
disimular si caen en el plano de separación en el envase. f,s important€ tener presente
que las piezas internas del cabezal no deben presentar desgaste y por lo tanto tener buen
ajuste, de lo contrario se present¿rán fugas de material y posiblemente obstn¡cción det
paso del aire de soporte por el interior del mismo; las cuchillas o nervaduras deben tener
buen filo y en tanto sea menor el es¡rsor de las mismas menos marca se presentará en el
Parison.
TORPEDO PARA PROCESAR PET
Figura 18. Torpedo
130
2.4.3.1.5 Boquilla y macho. El diámetro exterior de la manguea debe ser lo mayor
posible, a fin de que [a banda de incandescencia pueda prestar el rendimiento necesario
para las altas üemperaturas.
Una *bolsa de acumulación' en la boquilla/núcleo facilita, cuando se procesan tipos de
PET con alta viscosidad, el flujo a la boquilla y asegura una zuprrficis {s menguera lisa.
Todo el herramental debe presentar superficie pulida, esto facilita el desplazamiento del
material y de otra parte, también garantiza un buen acabado en la su¡rrfrcie del parison o
manga.
En lo posible se debe tratar de diseñar el herramental (boquilla, nricleo), en forma
cóncava para diámetros pequeños de mangr (>20 mm) y eonvexa para diámetros
mayores de 20 mm.
131
*bolsa deacumulación'
Figura 19. Boquilla y dcleo para procesar PET
El factor de hinchamiento de la manga en relación al diánetro de la boquilla para diseños
convexos se encuentra entre 0.8 y 1.3.
boquilla boquilla
Núcleo
CON JT]NTO DE TORPEDO YMACHO
Figura 20. Conjunto de torpedo y macho
BOQITTLLA
Figura 21. Boquilla
134
2.4.3.1.6 Ejercicio para calcular la capacidad de una extrusora acondicionada para elprocesamiento del PET.
o Convenciones utilizadas en el ejercicio
m= Número de entradas del tornillo
n : Número de revoluciones del tornillo (RPM)
P : Diámetro del tornillo
| : Altura del filete (cm)
J : Paso del tornillo (cm)
e : Ancho del filete (cm)
O : Ángulo de hélice
cr : Constante del flujo directo
p: Constante del flujo de presión
fJ : Constante del flujo de fuga
LT: tongiud total del tornillo
Ap- Incremento de presión
p : Viscosidad del material
[: fr2 * D2 *fl2
C- ¡*Dt2
135
l(: Constante del cabezal
$: Holgura radial
i : Grado de compresión
RC: Relación de compresión
o Características del tornillo utilizado por el procesamiento del PET :
!: 50mm; 5cm
l- 20D1'100cm
f : 50mm; 5cm
0: 2oo
e: 5mm; 0,5cm
hr: 6mm; 0,6cm
hz : 1,8 mm ; 0,18 cm
RC : 0.6 x (5-0.00 + RC : 3.1 :10,18 (5-0,29)
Las fórmulas utilizadas para encontrar h, fueron explicadas en el índice2.l.2.I.7.2 y
para RC en el índice 2.L.2.1.7.3.5J.
136
. Es necesario determinar los flujos generados en el tornillo así :
QD : Flujo directo
QD:cr, * n
6¿ : ¡ *D*h, IT-eL_gos2ó.2
cr : n *5*0.18 t5-0.51 cos2202
ct, : 5.61 cm3
QD : 5.61 cm3 * 40 RPM
QD = 224.4 cm3 / min
QP : Flujo de presión
QP: F * APp
p- hr3 [T - el sen 0 cos 0L2 LT
B: (0.18)_3 [5 - 0.51 sen 20 cos 2012 * 100
137
B: 0.000007028 cm3
QP : Flúo de tuga
QP: U * AP
tl
{J: Zr ¡l¡ Dz * Ss ¡1. tan ó10*e* LT
fJ: 7r * (5)2 * (0.097$3 * tan 2010*0.5* 100
U : 0.000166475
Tanto en la fórmula del flujo de presión, como en la fórmula del flujo de fuga aparecen el
incremento de presión AP ; pero determinar este valor resulta complicado y requiere
equipos especiales, de igual manera el valor de la viscosidad del material se ve afectado
por cualquier ca¡nbio en las variables del proceso como temperahrras, velocidades,
geometría del tornillo ; por estas razones se utilizará una fórmula sencilla para determinar
el caudal y que de manera práctica no incorpora dichos datos.
QT : o xK x nK + B *p
138
En esta fórmula aparece la constante del cabezal K y la forma de determinar su valor se
explica en el apéndice 2.L.2.1.7 .3.4, recordemos que el valor de K refleja la sumatoria de
los coeficientes de acuerdo a la geometría del cabezal.
Con estos coeficientes se logra calcular el volumen de los orificios por donde fluye el
material plastificado. A cada orificio o canal por donde fluye el material se le designa la
letra K, acompañada por un subíndice, se debe calcular todas las variaciones de forma
geométrica existentes dentro del cabezal.
139
coRTE EN snccróN nr LJN cABEZAL
l. Píeza de unión
2. Pieza de desvío
3. Cáma¡a del torpedo
4. Portatorpedo
5. Portaboquilla
6. Boquilla
7. Torpedo
8. Macho
Urlvcaid¡d lulúnom¡ de ftcifrrllsEccloN BlELlorEcA
Figan22.
140
Consta de 4 canales :
K, : n (Rr S, - Rt So ) Canal anular cónico
6*L*m
R- : R*f =2
: 23.375 mm : 2,3375
Radio media entrada
t,
Ib : 2,3375 cm
25 + 21.752
D-d : 50 -43.522
Todas las medidas en mm
Figura 23. Pieza de unión
so: : 3,25 mm 0,325
t41
So : 0,325 cm Huelgo radial entrada
tang cr : D - d + Para hallar radio medio salida se halla
2L primero el diámetro menor
tongc: D-d: D¡-d2L 2i
tlngcr: 43.5-5 : Dl- 5
48 45
trngc: 0.8020: D¡- d45
Dl :J + (0.8020 *'45)
Dl :5 f 36.093 : 41.093 mm : 4.t093
Dr : 4.1093 cm
f,-: R *r2
: 25 + 20.456 :22,773 mm : 2,27732
Rr : 2.2773 cm Radio medio salida
142
Sr : D +d = 50 - 41.093 :4.453 twt : 0.{,y'.53
22
Sr : 0.4453
,o :f2J-q--RrEl . rolR" s,l l--r*n -nl:rs+¿ ( s,-,-s)--lfRo
q - n, so]ll \R, - s/ ll&s, - R, s0) - s0 s, I rto,* s,ll
n :l zs o.tzt -znw l- bs( z:37 *0.44s\ +l(tt.tlt *o.us - 2.277 * 0.32ü \2.277
* o.32s)
^ : ( 2.3 (0.0030 l. Ing 1.03ee - f- ro.ool ro.tzr +\{r.ores - 0.74ú)2) 0.7e00 | (1.03ee-0.7400) (o.t46)
- 0.1056 - o.1e8o I2(0.1056 * 0.1980) |
(\r--rm :f 0.00828 I * I-og0.40527 | - (4.0072) - (-0.0924)
|
\o.osee4 / l_ 0.004336 0.04181__l
m: 0.0920 * 0.1477 - (-0.1660) - (-2.2099)
m: 0.0920 * 0.1477 + 0.1660 + 2.2W9
r43
m : 2,3894 cm
* Ejemplo para tener en cuenta las unidades para m en los siguientes ejercicios del
cabezal K.
m : [-G4-- cpd3 I *[.- * .,] - [rr- - mt r"- - .-t +r- r r
-']
r
-
ll|**cm-cm*".L \cm*cm/ [t**cm-cm*cm)
f.,- lcm2-cm'\-l\gm'z *ffiI'J
Ir ,/_l
m : cm-2
Kr : n ( 2.337 cm* 0.445 cm - 2.277 cm* O.325 cm\6 * 0.3 cm* 2.3894
Kr : n (L.O399cm2 - 0.74cm2\1.8 cm * 2.3894 c#
Kr : n (0.2999cm2\4.30092 cm-l
Kt : 0'21906
IM
Iq : fi (R0 * Sr - Rr * S0 ) Canalanularcónico6*L*m
R^ : 50 + 41.09 : 91.09 : 22.772mm : 2.27744
Ih : 2.277 cm
So : 50 * 41.09 = 4.455 mm : 0.452
So = 0.445 cm
Rr = tang cr : D - d = D- d = 50-20 = 50-d2*L 2*L 47 45
Rr : 0.6382 : 50 - d : d : 50- (0.6382 *45)45
d : 50 -28.7t9 :2L,2'l nwt
Rr: 2L.27+5= 6,5675mm =0.6564
Rr : 0.656 cm
145
sr: 2t.27- 5: 8.135 mm : 0.8132
Sr : 0.813 cm
m : 4.8668 cm-2
K, : n( 2.277 t 0.813 - 0.656 * 0.456* 4,5 *4.8668
K2 : 0.0372 cm3
3¡*do3d,t
^ :f zs om - o.asev 1* Los (r.rr, * o.rrr\
I Q,277 * 0.813 - 0.656 * 0.4/.s)1 \0.656 * 0.45 )
L
[ ( -[0.*t"-o.ttr']--l| {z,ztt * 0.813 - 0.656 * 0.445) 0.45 * 0.813 \2
* 0.4452 * 0.8134 __)
^: lz-z-o.*ult 0.8021 - [-r-t.*t, (i.46rl1| 2fi13 | Loi641 o.z6n -l
m: 2.4856 * 0.8021 + 1.0574 + 1.7688
l28L Ido'+ dodr + dr2]
Canal cónico
L46
do : 21.27 :
dt: 20 :
l- 2 :
2.127 cm
2cm
0.2 cm
rq:
rq:2s.6 Í4.524r + 4.2s4 + 4l
Iq : 725.5420327.rr93
Iq : 2.3005 cm3
Iq : n*da Canalcilíndricot28*L
&- n*24L28*9
¡*16cmaIt52 cm
rq:
3 *n * 2]273 * 2.O3
128 * 0.2 12,1272 + 2,127 * 2 + 221
3n*9.6228 * 8
d:2cm L:9cm
Iq : 0.043 cm3
t47
& Cuello de ganzo
rG-
R:1cm
RC : 4.5 cm : Radio de curvaflra
IG : 1¿-..4 * 4.5cm
IG: lcma : 0.05 cm3
18 cm
Iq : 0.055 cm3
R.4RC
Figura Z. Cuello de ganzo
trq : Canal cilíndrico : Unión del cuello de ganso con la copa del torpedo
148
Figura 25. Caml cilíndrico
IQ: n * da
128*L
d:2cm
L:0.8cm
Iq: n* 2a
t28 * 0,8 cm
Iq : 5O.2654 cnf102.4 cm
Iq : 0.4908 cm3
K, - Canal anular cónico : Intervienen copa y punta del torpedo
K?: n * lR^ * s, _ R, * s^)6 * L *m
Ib: 20+0 =5mm =0.5cm4
R? : 0'5 cm
t49
Figwa27. Canal anular cónico
: 25.5 mm : 2.55 cmRr: 56+464
Rt : 2.55
So: 10mm :1cm
So: 1 cm
Sr: 56-46:5mm :0.5cm2
Sr : 0.5 cm
20-0 :4
Itnlnlllart| lultnonr dc OccllrrüsEccror{ EtELtoTEcA
150
- :[ z¡-*n -nül. *l& s,]{-,8, -*,1 - Gd,J/ so,-s,-,)-lL_GrS, -R,So)'l \R,-S/ L(&S,-R,So)-S0Sr \2Sor*Srr) I
rm I 2.3 (o.5 -2.55\2 | *
| (oJ.oJ- ri5 - lyl
-l (0.5-2.5$ ( I - 0.5)
L(0,5 *0,5 - 2.55 * 1) 1 *0. 5
m = I s.oosz) *(un 0.25) -I-rr--r
t s,2e ) \ z,ss J
be(os *o.s\ +I z.ss * L)
( L2-o.s2 \_--l
[-r11r - (o ,r)_)
r| -1.025 - 0.7t-lL1,15 0,5__l
- 1,5m : L,827L 'r 1- 1.0086) - 0,8913
m : -4,2341 cm
Kr: n * (0.5 * 0.5 _ 2.55 * 1) :6 * 4 *4,234
KE : 0,071 cm3
-7.2256-101,6184
Ks : Torpedo integrado canal anular cilíndrico
151
Figura 27. Torp do integrado canal anular cilíndrico
Kr:
Ks:
n * [n"o - Ri 4- (Re2, - Ri,)rlsL | Ñ"enrn'--j
n 'Elz,go - 2,3 ^-JL8, - 233¡¿.
8* 3,3 | 2,3 Log 2,812,3
r-Ks: n | 61,4656-27,9841 -JjgüZ9y26,4 | 2,31-og I,2I73
- 6.50251o,reo+__l
33,1084)
t
KE : 0.1189 -l 33,48
L
(Ke: 0,1189*133,4815
\
Ke: 0'1189*0,3731
r52
Kr : 0,0443cm3
I(s : Anitlo guía- torpedo : canal anular cónico
Ib: 7r * (F.o * Sr- Rr* So)
6 * L *m
I\= 56+46 =25mm4
: 2.55 cm
Figura 28. Cono truncado
Rr: 42+324
Rt : 1,85 cm
: 18,5 mm
153
:5mm
So : 0,5 cm
:5mm
Sr = 0,5 cm
m:
0,5) 0,5 * 0. 5
^{Á: s,2
\0,925/
So: 56-464
S,: 42-324
m:
:l ¿r-rg-- *ü --l * rrln, s, ) {-q-- *,1 - G0 - s,J ( so' - s,'ll
f&s, -n,soLl \ *'-s/ L&s,-R,s0)-s0sl \2so'*s'?_l
:l 2.3 Q.55 - 1.85\2 * Log 2.55 * 0.5 | +I e,ss *0,5 - 1,85 * 0,5)2 1,85 * 0,5
|
f nzil 't
l_o-,ws_)
9,2 * 0,1393
0.52 _ 0.52 I2*(0,5)2 * (0,5)1
* Log 1,37837
m : L,28156 cm-z
t54
rq: rc * (2.55 * 0.5- 1.85* 0.5): 1.0995
L9,22346 * 2,5 *1,28156
Iq : 0,05719 cm3
Kro : Anillo guía y torpedo. Forma un canal anular cónico
Figura 29. Anillo guía y torpedo
X:7
tang cr :
tang c[ :
42 - 38.6
2* 50
u.:100
X:
: 42_X2*22
42-X4
42 - t,496
3.4 *M100
42 -X
tang cü :
155
X : 40,504 mm
Ih: 42+32 : 18,5 mm4
Ih : 1,85 cm
So : 0,5 cm
: 18,125 mm
:5mm
: 4,25 tnm
So: 42-324
St: 4O-5-322
St : 0,425 cm
'o :l-z¡-t& -Rrl - r¡lR, s, )-{-u,l - G'-s,J { s,,-s¡lf&s' -n' Sol I R' -st L(&s' -R, So) - SoS' [,to'* s'2_]
* [,oe h,.rt * 0.425 ) +t- |
\1,812 * 0,5 )El_G
m: 2-3 0.-85 - t-8r2t2,85*0,425- r,8r2 '¡. 0,5)1
Rr= 40.5+324
: 1,812 cm
-W.l-* 0,5) 0,5 * 0,425o.s2 - 0.4252 I2*(0,5)2 * (0,425)2
I
156
m : I o.*rr, ) * Los 0,86782 ]__0.*r" t.tt-l\o,ot+l+ ) L],0254 o,o9o31__l
m: O,23I52 *-0,06157 - (4,ll2m) -0,76813
m : -0,67036 cm
Kro: ¡ * (1.85 * 0.425- 1.812* 0.5) : -1.09956 * 2,2 *-0,67036 - 8,84875
Kto : 0,04251 cm3
Krr : Anillo guía y torpedo. canal anular cónico
tang cr : 42 - 38.6 : 40.5 - X2* 50 2* 4
tangc: U. : 40.5-X : 3.4 *8 : 40'5-X100 8 100
X : 40,504 -0,276
X = 4O,228 mm
L57
Figura 30. Anillo guía y torpedo
Rr- 40.5+324
Rr: 40-22+364
: 18,125 mm
Ro : 1,812 cm
Rt : 1,905
S^: 40.5-322
: 19,055 mm
= 4,25 mm
So : 0,425 cm
S,: 40.22-362
: 2,11 mm
St : 0,211 cm
L,8L2*0,2L1- 1,905 * 0,425)2
iQ,228
m:l 2.3 0.812-t.905\2
lÍ,812 * 0,211- 1,905
I * roefi.s tz * o.z.r ) +Itl
| [,905 * 0,425 )
158
- - o.orr' - o-rrr' 1| (t,gtz * o,zl! - 1.905 * 0,425) 0,425 * o,2LL 2*(0,425)2 * (0'211)1
_-l
m: | 0.019s9 | * 1ago,47223 '{ -o.orgq - o.r¡or I
I o,tgzsl I L-- 0,0383 0'01608_l
m : 0,10894 * 4,32584 - 0,51958 - 8,46393
= -9,019 cm'2
Krr : r¡ (& * Sr - Rr * So )
6*L*m
Krr : ¡ * (1.812 * 0.211 - 1.905* 0.425): -l-342386 * 0,4 *-9,019 - 21,&56
Ku : 0,06201 cm3
Krz : Cono de anillo guía y torpedo. Canal anular cónico
tanga = 42-38.62* 50 2* l0
trng cr : 34 : 40.22 -X = 3-4 * 20 : 40,22 -X100 20 100
159
X : 40,22 -0,68
X:39,54
&: 40.22+364
& : 1,905 cm
Rr : 39.54 + 36 : 18,885 mm4
Rr : 1,888
S^: 40.22-362
: 2,11 mm
So = 0,211 cm
S,: 39.54-362
Sr : O,177 cm
Figura 31. Cono de anillo guía y torpedo
: 19,055 mm
tütúnomr dc Oa{|lbsEccrot{ EISLIOTECA
: L,77 mm
160
* : [- z.¡ n.s05 - 1.88s), I * rogft.sos * o.tzz ) -)[1,905
* 0,177 - 1,888 * 0,211)2 __j \t,am * o,ztt )
-ltr.7rrJ - r.ooo, I v.aLL - v.LI t,| (1,905 * 0,177 - 1.ggg * 0,211) 0,2LL * 0,L77
- o.zrp - o.nr 12*(O,2Ll)2 * (0,177)21
/r* Log O,84UL -f - 0.00057 - 0.01319 I
\- o,oozzs o,wzlt )m = 0.00066
0,ffi344
m : O,L7772 * (-0,07241) - (-0,25) - 4,746
m : 4,50746 c#
Krz : ¡ (Ro * Sr - Rr * So )6*L*m
¡ * (1.905 *Krz : 0.177 - 1.888* 0.211 ):6 :r. 1,00 * (4,50746)
Krz : 0,007107 cm3
- 0.1922r- 27,0/y'76
Kr¡ : Torpedo con anillo guía canal anular cónico.
161
tang cr :
X:39mm
Ib : 39.54 + 36 : 18,885 mm4
Ro : 1,888
Rr: 39 +324
: l'7,75 ntrt
Rt : L,775 cm
So: 39-54-362
- 0,54
Figura 32. Unión torpedo con macho y anillo
tsng cr : 42 - 38.62* 50
u100
39,54
39.s4 -X2*8
39.54 - Xr6
3.4 * t6100
39,54 - X
: L,77 mm
162
So : 0,177 c¡rt
Sr: 39-32:3,5mm2
Sr = 0,35 cm
* o,177'¡,
1.775\21,775
(l.888* 0,35
23888t
EÉ
m= l-l rr.ooo- r.rrJf t v.tt, - v.JJ,l(1,ggg* 0,35 - L.775 * 0,177)0,L77 * 0,35
" :.¡ls,[ t.888 * 0.35 \ +t-l
u,775 * 0,177)
- 0.1772 - 0.352 -l2*(0,177)2 * (0,35)2
|
m: lo.ornru)lo,urn )
m: 1,36748*0.32289
m : 13,238L4 cma
Kr¡ :
1.08895
63,54307
Kr¡ = 0,01713 cm3
* Log 2,l}32g -l - O.Orgs+ - 0.0g1nl
10,02t47 0,00767 |
- (-0,9101) - (-11,8865)
¡ (Ro * Sr - Rr * So )6*L*m
¡ * (1.888 * 0.35 - 1.775 * 0.177 )6 * 0,9 *L3,239L4
Kr¡ :
r63
Kr¿ : Unión torpedo con rnacho y anillo guía canal anular cónico
Figura 33. Unión torpedo con macho
I\ : 39 + 32 : 17,75 mm4
I\ : r,775 cm
Rr: : 17,65 mm
Rt : L,765 cm
So: 39-32 :3,5mm2
So : 0,35 cm
Sr: 38.6-322
: 3,3 mm
Sr : 0,33 cm
38.6 + 324
L&
^:lzstttts-nasv 1 * rogfr.zzs*0.¡¡) +| (L,775 * 0,33 - L,765 * 0,35)2 | \ L,765 * 0,35 /
-lrt.zzs-t.zoslro - 0.3s2-0.332 |
8,775* 0,33 - 1.765 * 0,35) 0,35 * 0,33 2*(0,35)2 * (0,33)1
r\m: /o.oooz¡I -Ing0,e481e ..|-¡pOgZ 0.0É61
\ 0,oo1o2 ) l_: o,oo36e 0,02669_j
m : 0,22549 "' (-0.0231) - (-0,0542) - 0,50974
m : -O,46V14 cma
Kr¿ : 't (Ro * Sl - Rr * So )6*L*m
K,,: n*(1.775*0.33-1.765*0.35) : -0.10053
6 * 0,6 * -0,46074 -1,65866
Kr¿ : 0,0606 cm3
Krs : Boquilla y macho canal anular cónico movible (Buje guía)
165
Figura 34. Boquilla y macho anular cónico movible
: 17,65 mmI\: 38.6+324
Ib : 1,765 cm
Rt : 2,O75 cm
38 +45 :
: 3,3 mm
Rr ,75 mm
So: 38.6-322
So : 0,33 cm
sr:
sr:
45-382
0,35 cm
: 3,5 mm
^: - r"/rc¡-.0.¡s) -+
I e,tes * 0,35 - 2,07s * 0,33)2 __l \z,ozs * oS3)
166
- 0.33' - 0.35' I2*(0,33)2 * (0,35)2
|
* 0,33) 0,33 * 0,35
* I¡g 0,90215
m : 49,33705 * - 0.04472 - (-0,80206) - (-0,50974)
m = -0,89455 cm-2
Krs : ¡ (Ro * Sl - Rl * So )6*L*m
Krs : ¡ * (1.765 * 0.35 - 2.075 * 0.33 )6 * 1 *(-0,99455)
Krs : 0,01713 cm3
E n (-ru',lE_0,00773 0,0266E_l
- 0.21048- 5,3673
-@l(1,765* 0,35 - 2,W5
r67
Kre : Buje de gtÍay macho (canal anular cilíndrico)
Figura 35. Buje de guía y macho
Re : 2,25 cm
Ri : 1,9 cm
Klc: fr tr Rea -8L
Ri o-_(Berr - Riz)z
2,3 I.og Re/Ri
Kre : n *lzs,6z8g-13,o32r- (2.10975\ I14,4 L 2,3 * 0,07342 _J
r,u:1i,21816 * L2,ss68 ,.torrtlL 0,16886
I
Krc : 0,2L816 * Í L2,5968 - L2, 494071
Kto:0'21816*0,10273
168
Ktc : 0,02?-4L cm3
Krz : Boquilla y cuerpo de macho (canal anular cilíndrico)
tangcr: 38-22: 38-X2*48 2*2
tongcr: 16 = 38-X : t6* 4 : 38-X96496
X : 38-0,666
X : 37,333 mm
Ilo : 45 + 38 : 20,75 mm4
trh : 2,075 cm
Rr : 45 + 37.333 : 20,58 mm4
Rr : 2,058
So: 45-38 :3,5mm2
: 0,35 cm
r69
sr:
sr:
45 - 37.333 = 3,833 mm2
0,383 cm
m :a 2s Q.ols - 2.osBY I '. rog fz.ozs * o.¡s¡ ] +rc:,075's 0,383 - 2,058 * 0,35)2 | \. 2,075 * 0,35 )
- 0.35' - 0.3g32 I2*(0,35)2,', (0,393)2
|
/r* Log 1,10332 - 0.@227 - l-0.02418 I
0,00997 \0,03593 )m: 0.00066
0,00553
m : O,lt934 * 0,0/;27 - 0,22768 - (-0,67297)
m : -0,45038 cm-2
Krz :
Krz : O,43262 cm3
Krz : Boquilla y cuerpo de macho
n * 0.075 * 0.383 - 2.058 * 0.35 )6 * 0,2 *-0,45039
0.23381
0,54045
rullnomr da 0cc{f¡rüsEccloN ErSL|oTECA
t70
táfig cr :
tlng cr :
X : 29,66 mm
f,^: 45 + 37.3334
Ilo : 2.058 cm
45-X2* 46
16* 92
92
Figura 36. Boquilla y cuerpo de macho
: 20,583 mm
45 -292*48
L6:96
45 - 15,333
45-X92
45 -X
T7L
Rr : 29.66+ 224
: 12,915 mm
Rt : L,29L cm
So : 45 + 37.3332
St: 29.66-222
: 3,833 mm
So = 0,383 cm
: 3,83 mm
St : 0,383 cm
^ :l zs r-nss - r.zs:Y 1 * roelz.oss * o.¡ssl +,tt-,
f2,058 * 0,383 - t,291 * 0,383)2 __l U,291
* 0,383)
- 0.3832 - 0.3832 I2*(0,383)2 * (0,383)2
|
0,08629
m: 15,68038 * 0,20251
m : 3,15543 cma
* [,og 5,94IL
L72
Krs : ¡ * (2.058 * 0.383 - 1.291 * 0.383 ) : 0.922876 * 4,6 *3,17543 87,6/.lg6
Krs : 0,01053 cm3
Krs : Macho y boquilla (canal anular cónico)
Ilo : 29.66 + 22 : 12,91 mm4
Ih : 1,291cm
Rr : 29 + 22 : L2,75 mm4
Rt : 1,275 cm
So: 29.66-222
So : 0,383 cm
: 3,83 mm
173
Sr : 29 -22 : 3,5 mm2
Sr : 0,35 cm
^: fT5ffio;s- r,27s * 0,383), I
m : -0,58112 cm-2
Krs : ¡ (Ro * Sl - Rl * So )6*L*m
Krs:
Krg : 0,10954 cm3
* r-os( t.2gr * o.¡s ) +t-l
\1,275 * 0,393)
-l (1.291 - 1.275) ( 0.383 - 0.35)
| (1,29L * 0,35 - L.275 'F 0,393) 0,393 * 0,35- 0.35' - 0.383' I
2*(0,35)2 * (0,393)2 |
m : [Orog--.l * Los 0,s253 - l-o.ooosz @$]p,00133 __l l_-
O,OO+AA 0,03591
m: 0,43609 *(-0,03371) - (-0,10656)-0,67297
n * 0.291 * 0-35 - l-275 * 0-383 ) : - 0.114586 'r 0,3 * (-0,59112) - 1,04601
174
Kzo : Macho y boquilla (canal anular cilíndrico)
Figura 38. Macho y boquilla
Kzo : -L*l-*rn Ri o--(Ber, - nia, --l
r-l8L t_ 2,3 l.og *o!_l
Kzo: -L* 11,454 - 1.1 --JIA53-J-IL--,
8* 0,5 L 2,31-og l,45ll,l I
Kzo : -L*fo,oro, - 1,4&L -JzJg2s-- tpy I
4 | 2,3 I¡g 1,318181
Kzo :
Kzo : 0'78539 * Í2,9564 - 2,88667 |
Kzo: 0'78539*0,06973
0.7853e *G.gss - 0.7e65;lL op?s%)
L75
&o: 0,05476cm3
IGr : Boquilla y nacho (canal anular cónico)
tong cr :
tafi$ cr :
X : 27,367 mm
Ro: 29 + 224
33.5 - 30
L7
3J:15
29 - r,633
: 29-X7
29-X=7
3.5 *715
29 -X
Figura 39. Boquilla y macho
: L2,75 tnr¡rt
t76
Ih : 1,275 cm
= 14,091 mm
r : 1,4091 cm
: 3,5 mm
So = 0,35 cm
0,816 mm
St : 0,0816 cm
. :l-!r 1,4091 * 0,35¡,
* I'os(1.275 * o.ost6)
I r,+olr * o:.s )
Rr: 29 +27.3674
So : 29 -322
Sr : 29 - 27.367 :2
-l rt.zzs - t.+osn r o.¡s - o.ogror - 0.352 - 0.08162 Is,275* 0,0816 - I,4Wl * 0,35) * 0,35 * 0,0916 2*(0,35)2 * (0,0g16)i
m : 0.04136 * Log 0.10404 -[ Co.@D - 0,1158410,15143 0,49319 | lO,Otttt¡ 0,00163 |t_
m -- 0,27312 * 1- 0.6758) : 3,23942 - 71,06748
m = -74,49147 cm'z
-l
6-
L77
&r: n (.& * Sr - Rl * So )6*L*m
n * 0.275 ¡l' 0.0816 - 1.4091 * 0.35 )6 * O,7 *(-74,49147)
I9r : 0,0039 cm3
$z: Boquilla y macho (canal anular cónico)
Figura 40. Boquilla y macho
Ih : 29 + 27.367 : 14,091 mm4
Ilo : 1,4091 cm
Rt : L,6625 cm
I(zr : - I.22253- 312,8il17
Rr: 33.5 + 334
: !6,625 tmrt
178
So : 29 - 27.367 = 0,81.6 mm2
So : 0,0816 cm
Sr: 33.5-332
: 0,25 mm
St : 0,025 cm
- L-_l-l.Év7¡'-'L!l(1,4091 * 0,025 -
m : 0.147680,0108
m : 14,65079 * (-0,58557) - 7I,7
m : -80,27906 cma
Kn: ¡ (& * S, - Rr * So )6*L*m
* Los o,2sg67 lrug 0.006ml[_, o,oooz o
I
179
IÉ¿z: n * 0.4091 * 0.025 - 1.6625 * 0.0816 ) : - 0.31551- 385,339496 * 0,9 *(-90,27906)
Kn: 0,00081 cm3
Sumatoria para hallar K total (constante cabezal)
Kr:1X1
Ki
Kr:I + I + I + I + 1+ I + I + I + I +1
0,21906 0,0372 2,3W5 0,043 0,055 0,4909 0,0711 0,w3 0,05719 0,u251
+ 1 + I +1 +1 +l +1 +1 +1 +1 +10.0621 0.007107 0.01713 0.0606 0.0392L 0.022t41 0.43262 0.01053 0.10954 0.05476
+11+
0,0039 0,00091
KroroI- :2070,46569
K-rn, : 0,000482 cm3
ünlvcrsidad autónoma de oci¡aütlSECCION B¡tsLIOTECA
180
Con los valores encontrados se puede determinar el caudal de la extrusora
QT : (5.61 * 0.000482) cm6(0,000482 + 0,000007082 + 0,000166475) cm3
QT : 1,65 cm3/min
El caudal de la miáquina de la nuiquina extrusora se da en kg/h, por lo tanto se tiene:
6:p/v
I¿ densidad del PET cristalino es igual a 1.4 glcm3 entonces :
P:d*v
P : 13.86 kg/H - l4kglH
p:1.4{ * t61stl3 *ñffi, * ksifrñHrwy./ ./ ,/
El caudal de la extn¡sora será L4kglH
181
2.4.3.2 Regulación del grosor de paredes. Con PET de alta viscosidad intrínseca (IV
> 1) se puede montar el dispositivo de regulación del grosor de paredes, de manera
similar al de PVC.
Con valores IV inferiores a 1, la utilización de la regulación del grosor de paredes es
limitada por que las partes gruesas determinadas pueden conducir a alargarnientos
incontrolados y una elevación de peso.
2.4.3.3 Molde de soplado. Para obtener cortos tiempos de ciclo y evitar zonas
cristalinas (lechozas) a nivel de cuello y fondo, es recomendable montar el enfriamiento
de dos circuitos, es decir: un circuito para enfriar el cuello y el fondo y el otro circuito
para el cuerpo.
La temperatura de enfriamiento debería ser aproximadamente 8oC para el circuito del
cuello y fondo; y de I2oC para el cuerpo del envase; también se ha podido constatar para
el PET, que un aumento en la temperafi¡ra de enfriamiento no lleva a un mejoramiento del
brillo, sino alarga el tiempo de ciclo.
r82
La superficie de las cavidades debe ser pulida, con el fin de obtener alto brillo en la
superficie y una alta transparencia. Dado que se forrnn, sobre todo en botellas redondas,
burbujas de aire, puede ser necesario brillar el molde con perlas de vidrio.
La carga de los cantos de corte es por lo menos igual de alta en PET que en pp.
esto, el molde por lo menos en los cantos de corte, se debe proveer de acero
tratamiento térmico.
Por
Por sus altas propiedades térmicas el duro-aluminio sería el material ideal para el cuerpo
del molde, y por su dureza y conductividad térmica el cobre-berilio para los postizos del
fono y del cuello.
oE6¡
oa(u
.oI6ar-l-t(f,
F
a0tr
AAFl
F]EA\Jaf-tA-za\vFIUHati5l
184
2.4.3.3.1 Propiedades de materiales para la fabric¿ción de moldss de soplado. En la
siguiente tabla y teniendo presente el comportamiento del PET en el proceso podemos
observar que la combinación: D'uraluminio para el cuerpo y cobre berilio para los
postizos cuello y base es la ideal.
1oCJctIq
o'4.í)áU
(g
oF.'t t-"
()(nd
^ AAP
No(€'F =:20)Éo: E
O.t{o.O
L6¡ ct
ñF.É -¡b€.r¡ v)cÉ tr!
(A
t) lE r-r
-a)*aF*.9o.A.
(t)cú
UIEA.9
a
U)cg
q-ic)
O.
oc\tE
A.9Ea
(Acl
utt\- 0.)
o...9
Q¡
\os'g8.9U¡
d
c\t '
Fo
Eo)
tt¡
o13(d).:otr
or5(d>c)
ñcÉ'É
o.E{iLr8EUE'EE
o'lJCq
oñ
Eq.)
f?l
CÉ.
o'tt(ü.o
14
CÉ.
oclE;g+Lc¡ c)
d7o
c)
(l)
ooX
fr¡
()
()o)OX
r Y'l
::boC)&
OÍio=GA
tr(.)
É
6¡rct(aTq)
Al-{
(g.FFA
cl GI C5 cg
q)d
Ect€.F ct.= .9EEEtsoU
q.)
Eo(.)O.x
r Y'l
'em
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:
CÉ
CÉ
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()-ocücoX,otrito r
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dol-io()
o
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()ENac)
ooCSo
zF-tV)
I
UU
zlrlu)gr,cia=
tt)()E
q)€.ooñ()G
((t
t)q)
()
$F.
U
rnoo
186
2.4.3.3.2 el diámetro del anillo de corte. El diámetro del anillo es0.25 mm mayor
que el diámetro de la placa de corte.
Figura 42. Diá¡netro del anillo de corte
La periferia de la boca es cilíndrica
La altura del cuello es correcta
I¿ rebaba de la boca desprende fácilmente
La tapa rosca fácilmente
t87
2.4.3.3.3 Relación de diámetros
Caracterí¡tica
fabricado en XW-5t€rylado a 55 RC
Figura 43. Anillo de corte
Figura 44. phca de corte
Fabricada en XW-5templado a 60 Rc
Figura 45. Cuello roscado
188
2.4.3.3.4 Area de corte
Figura 46. Zonas de pellizco del molde
189
Figura 47. Arl.nde corte
Para asegurar un producto soplado con la mínima rebaba superficial, después de
affancar el sobrante del tubo extn¡ido, se hace un área de corte con perfiles nuís
agudos (figura 47). Este tipo de perfil solo es posible aplicarlo en moldes
confeccionados en materiales duros tales como: Cobre berilio, acero.
2.4.3.4 Corte del Pariso¡¡ s mangr. Se recomier¡úa en principio, utilizar una
cuchilla de corte caliente (con PET muy resistente y una rnanguera de paredes
gruesas, es posible monfar tttra cuchills de corte frío).
un¡inior¿ Autúrhmr & OdaüsEcctoN 8lBlloTEc
"9(l)6|U(l)(uEUoíÉclE
=o0fr
z\Ja-rY.-Fl
Fr-.¡nIY?*<igr-.' A-1t-1l.EZ¿í¡i a-v¡¡UzH-r-l!lF¿,-AYr+
t9l
2.4.3.5 Puesta en marcha y parada. Se puede atrancar, después de
aproximadamente dos horas de calenta¡niento con extrusora limpia o con recorrido
en vacío con PET.
La temperatura de calentamiento debe ser regulada de la siguiente nnnera:
Para la extrusora igualmente alta que para el procesamiento, en el cabezal10oC y
para las boquillas aprox. 20oC nuás que para el procesamiento.
No debe formarse ninguna ruptura de la "Cadena de calentamiento', la cual
llevaría a un impedimento del flujo del material. El PET se ablanda apenas hacia
los 250oC y por su estructura cristalina es aún muy duro a aprox. 220oC. Si se
presentan problemas de arranque, sería prudente aislar las zonas no calentadas
contra perdida de calor. De ninguna manera, las temperaturas deben sobrepasar los
29OoC, dado que el PET puede descomponerse, volverse líquido y lleno de
burbujas, haciendo dificil su paso al tornillo.
Con largas intemrpciones de trabajo, la extrusora debe ser recorrida en vacío hasta
que no salga más material de la boquilla; alrora se baja la temperatura a 150oC o
bien se apaga.
t92
Para apagar runca purgar con HDPE, dado que el pET, de baja viscosidad, no
puede expulsar el HDPE de todas las piezas de la mráquina con un nuevo arranque;
puede ser purgado con LDPE.
En un cambio de material se puede sacar el PET con HDPE. En lo que se refiere a
selar PT 7067 w tipo igualmente duro a lupolen 4261 A, de Basf es perfectamente
apropiado, las altas temperaturas de procesamiento de PET pueden ser bajadas.
2.4.3.6 Temperatura de procesamiento. La temperatura tiene una alta influencia
sobre la resistencia de fusión y así al alargamiento de la manga. De los materiales
experimentados, el selar PT 7067 de Dupont se mostró muy tenaz aún a altas
temperaturas. Esto se ve en el factor de hinchamiento que va hasta 1.5
permitiendo el soplado de botellas dificiles.
2.4.3.6.1 Ejemplos de algunos programas de temperatura. pequeñas
modificaciones del programa arriba mencionado son necesarias en función del
caudal de la masa.
r93
Cuadro 5. Prograrns de temperatura de trabajo para PET
2.4.3.6.2 Recomendaciones. Para mantener constante el largo de la rnanga o
Parison y por consiguiente el peso de la botella, es recomendable producir, sobre
todo cuando se trata de artículos de forma alargada, con una célula fotoeléctrica.
La suspensión de la manguera puede ser disminuida por un retardo de la parada de
la extrusora y una disminución de tiempo de salida de la manguera (tiempo de
suspensión).
Para evitar la cristalización (part€ blanca) de la línea de soldadura del fondo
cuando se trabaja con cortos tiempos de ciclo, es prudente montar una estación de
enfriamiento posterior (enfriamiento de la línea de soldadura en el interior gracias a
un h¡bo de enfria¡niento que penetra en la botella). Además, aún con tiempos de
enfriamiento mínimo, este dispositivo permite un perfecto troquelado del
desperdicio de cuello y de fondo.
Material Tém-peratums oC Potenciometno
de.lr:[oquilll
X'oc'tor de
hinch¡miento
Esom
boquillaüt 74 74 Gabézat
Selar PT 7067, Dupont 290 285 280 280 9(de L2) aprox. 1.2-L.4 Cóncava
Melinar Mro, ICI 250 2& 235 2N 6(de 12) aprox.0.7-0.8 Cóncava
Kodapak PET 13339
Eastaman
26s 2s5 255 255 1(de L2) aprox. 0.84.9 Cóncava
Fuente. Control de calidad y producción industrial.
194
2.4.3.7 Ejemplos de producción en una Bekum de la serie BM-08
Cuadro 6. Aplicación de los programas de producción
2.4.3.8 Resumen de las modificaciones necesarias en la BM-08 para procesar
PET. Los siguientes dispositivos son necesarios para el procesamiento del PET.
o Tornillo o husillo para PE con relación de compresión 3:1 con una zona de
alimentación cuya longitud sea igual 25% de la longitud efectiva del tornillo,
zona. de compresión con el 50% de la longitud y la z.ona de dosificación con
25% de la longitud, sin dispositivos de mezcla o cizalla.
fttfGulo Boté|lulredo Büffiiéüünü* fttlon
Número de cavidades Sencillo Sencillo Sencillo
Volumen 750 ml 500 ml 75 ml
Peso 40 gr 85 gr 9.5 gr
Ciclo 10.5 seg 18 seg 4 seg
Rendimiento S42piezaslh 200 Piezas/h 900 Piezas/h
Caudal requerido 16.5 kg/b 20.5kglh 10.4 kg/h
Plástico PET Selar PT 7M7 de Dupont
Fuente. Control de calidad y producción industriat.
195
o cabezal para PVC con torpedo tan solo de 2 nervaduras o malletes.
o Diámetro de salida de la boquilla lo mayor posible de acuerdo a Ias
características del envase a conformar.
o Todo el recorrido del material debe ser calentado por resistencias.
o Se recomienda utilización de cuchilla de corte en caliente.
o Estación de enfriamiento posterior (recomendable para un rnayor rendimiento
de expulsión y eliminación de desperdicio segura).
o Moldes de soplado pulido o bien brillados con perlas de vidrio (con
enfriamiento de dos circuitos).
o Secador de aire con punto de rocío inferior a -30oC dado que según el fabricante
de materia prima, el PET debe ser secado previamente a una humedad resante
de O.Ns%. El secado debe efectuarse durante mínimo 5 horas a una
temperatura de 160 a L7OoC.
196
2.4.4 El secado de la resina PET. Es una operación critica con gran impacto
sobre la calidad, pero existen medios de intensificar el control. Obtener productos
de elevada calidad moldeados a partir de la extrusión, requiere un secado intensivo
de los gránulos, generalmente mediante secadores deshumecedores, que incorporan
desecantes de tamiz molecular. La calidad del secado depende, fundamentalmente,
del punto de rocío, del volumen de aire seco, de la temperatura de secado y del
tiempo de residencia en la tolva. I¿ velocidad del flujo óptimo de aire también es
crítico para eliminar cualquier resto de humedad residual de la resina.
2.4.4.1 Condiciones óptimas de secado. La opinión general que asegura que
mayor flujo de aire conduce a mejor secado de la resina es correcta solo en parte.
El mayor flujo de aire supone rnayor velocidad del mismo en la tolva de secado, lo
que favorece la transferencia de calor y de material, al mismo tiempo que aumenta
la diferencia de presión de vapor entre el aire y los gránulos de resina, en las zonas
superiores de la tolva de secado. Esto aumenta la velocidad de secado, pero las
desventajas de incrementar el flujo de aire son que se producen rnayores agregados
secos, se necesitan mayores cantidades de material de absorción, ventiladores más
potentes y calentadores mayores. El resultado es aumentar los costes de
equipamiento y la necesidad de espacio para instalarlo.
197
Por otra parte, un incremento de la velocidad del flujo de aire respecto al total de
resina aumenta el riesgo de que el equipo de secado pueda contaminarse por
monómeros. Como el PET se produce por policondensación bajo nitrógeno, a
temperaturas elevadas, durante el secado puede tener lugar algo de
postcondensación. Si las temperaturas del aire de retorno, en un sistema de secado,
son comparativamente altas, esta sustancias pueden ensuciar los filtros, los
refrigerantes del aire de retorno, los ventiladores e incluso pueden reducir la
eficacia del desecante.
El incremento del flujo de aire da lugar urnbién a temperaturas rnrás altas del aire de
retorno, con la consecuencia de mayores pérdidas de calor, a medida que el aire
circula hacia y dentro del secador, sin embargo es mucho más crítico el hecho de
que el punto de rocío se afecte, significativamente, por la temperanrra del aire de
retorno, puesto que la capacidad de absorber húmeda disminuye a medida que la
temperatura es más elevada.
En un desecador deshumecedor típico, que emplea taÍrrz molecular, se alcanza un
punto de rocío de -50oF, con una temperatura del aire de retorno de 95oF. Cuando
la temperatura del aire de retorno alcarua 131oF, el punto de rocío resultante es de
-22oF. En un desecador típico, el refrigerante del aire de retorno utiliza agua para
198
bajar la temperahra del aire hasta 94oF. El incremento del flujo del aire supone
costos adicionales de enfriamiento, por que no solo hay que suministrar agua de
enfriamiento, sino que hay que recalentar el aire de retorno, después de que se haya
enfriado y secado.
Los costes resultantes de este enfriamiento innecesario, eüe hay que realizar una
vez el flujo de aire aumenta por encima de 0.5 pie3 m/Lib/h, son considerables.
Para un secador con un flujo de aire grande (1 pie3 n/Lb/h), el coste añadido es de
1,55 cenllib, para la operación de enfriamiento con agua y recalentamiento, con
un coste de electricidad de 0,11 cenVkwh, suponiendo una instalación de una
nriíquina extrusora, trabajando tres turnos diarios, con una producción de 770
Lib/h, el coste anual de enfriamiento y recalentamiento supondría 55.250 dólares.
El incremento del flujo del aire requiere ta¡nbién ventiladores mayores. Al estar
instalados en una posición anterior a aquella en la que el aire alcanza el absorbente,
el calor aportado por el ventilador provoca otro irrcremento de la temperatura del
aire de retorno, que a su vez aumenta las exigencia del enfriamiento.
Por todo ello, la velocidad del flujo del aire debe mantenerse en un valor mínimo
práctico.
r99
2.4.4.2 Influerrcia sobre la viscosidad intrínseca. Ademrás de eliminar la
humedad, el secado del PET altera la viscosidad intrínseca (IV) del material, lo
que afecta a sus características de transformación o procesabilidad, así como a las
propiedades de los productos acabados.
El anexo 2 (tomada de "An Extensive PET Drying Study", realizado por Max
L. Carroll, de Eastman Chemical Products) muestra que el valor óptimo de IV
depende de forma directa de la temperatura de secado y del flujo de aire. Menor
flujo de aire obliga a mayor temperatura de secado; mayor flujo de aire requiere
menor temperatura. Utilizar un flujo de aire grande y temperanra de secado alta da
lugar a oxidación; el empleo de temperaturas de secado bajas y flujos pequeños de
aire puede conducir a hidrólisis.
Para alcanz.ar los mejores resultados es suficiente un punto de rocío de 4oF aprox.
Bajar el punto de rocío desde -22oF hasta -40oF, no parece que tenga ninguna
ventaja. Aunque estos resultados se basan sobre un üpo específico de PET, se
pueden sacar conclusiones generales respecto al flujo de aire óptimo. Primero un
flujo de aire tan bajo como sea posible reduce los costes energéticos y de
maquinaria. Segundo, para lograr un valor óptimo de IV se debe utilizar
úemperaturas altas de secado con flujos pequeños de aire. Finalmente cuando se
200
utilizan flujos grandes de aire y temperaturas bajas de secado se reduce el riesgo de
alcanzar valores bajos de [V, sin embargo, esto da lugar a costes energéticos altos.
El control continuo del contenido de humedad del PET es dificil y caro.
2.4.4.3 Regulación del flujo de aire. Normalmente, la medida del flujo de aire en
el sistema de secado es bastante dificil. Un método miis simple e indirecto es medir
la temperatura de retorno del aire seco, al dejar la parte superior de la tolva. Si se
urtiliza un flujo de aire mínimo, la temperatura de salida del aire será
aproximadamente igual a la temperatura de entrada de la resina, 68oF. Se sopla
una gran cantidad de aire a través de la resina, la temperatura de salida aumentará,
pero los gránulos no pueden absorber todo el calor introducido.
El anexo 3 muestra como determinar la velocidad de flujo del aire, cuando se ha
medido la temperatura media de retorno y se conoce el caudal de resina, admitiendo
una temperatura normal de secado de 320oF. Basado en esta medida de la
temperatura de retorno es posible ajustar el flujo de aire a su valor óptimo,
mediante un termostato controlado con válvulas de impulso.
201
2.4.4.4. Clasificación de dispositivos secadores. I¿ tecnología en el proceso del
secado ha diseñado y constn¡ido equipos y dispositivos de uso general
indistintamente para materiales higroscópicos y no higróscopicos.
2.4.4.4.1 Tolvas de difusión de aire calbnte. Este equipo puede ser usado en las
tolvas existentes por tener dispositivos y elementos adecuados para el proceso de
secado. El aire caliente penetra al interior de la tolva por una manguera que ventea
el granulado existente en la tolva y luego sale con vapor por otro conducto. El
cono sirve como distribuidor interior de aire.
2.4.4.4.2 Tolvas de plenúm de aire caliente. Tienen el mismo propósito con la
diferencia que el cono no trabaja como difusor sino que emplea plenúm, este
aumenta el rendimiento con respecto a los demiis equipos. Son empleados para
grandes capacidades.
2.4.4.4.3 Secadores con aire caliente. Su función es suministrar aire caliente a
materiales no higroscópicos contenidos en tolvas con difunsor de aire caliente y/o
tolvas con plenúm de aire caliente.
202
2.4.4.4.4 Componentes de los dispositivos secadores.
Figura 50. Tolva de difusor de airecaliente
2.4.4.4.4.1 Componentes
1. Cubierta para alimenación
2. Cono-trampa de aire
3. Salida de airc y vapor de agua
4. Tolva de la máquina
5. Cono difusor perforado
6. Manguera
7. Entrada de aire caliente
Figura 50. Tolva con plenrúm de aire caliente
2.4.4.4.4.2 Componentes
l. Cubierta para alimentación2. Cono trampa de aire3. Abrazadera4. Sección de Anque5. Cono difusor-sin perforación6. Abrazadera7. Cono difusor perforado8. Cono de salida inferior9. Purga10. Plato basell. Dremje12. Válwla de cierre y aberilra13. TUbo para entrada de aire14. Visor15. ff¡Uo para retorno de aire
203
2.4.4.4.4.4 Unidades de calefacción con dispositivos
1. Termómetro2. Calentador de aire3. Ventilador4. Cono difusor de aire
5. Tolva6. Trampa7. Llenado de material8. Máquina de proceso
Figura 51. Secador-tolva con difusor de aireMateriales plásticos no higroscópicos
2M
2.4.4.4.4.5 Secadores deshumectadores. Estos equipos retiran la
absorbida por el material.
Son construidos para que trabajen como secantes de gotas y funciones como tamices
moleculares producidos sistemáticaÍIente por metales cristalinos de cilicatos de
aluminio, la humedad es retirada de los cristales durante el proceso.
Aire húmedo
€
/ y'=
\
Aire seco
Equipo deshumectador
Tolva secadora
Figura 52. Secador deshumectador con tolva y plenúm de aire caliente
\
I
\
\
I
1
205
2.4.4.4.4.5.1 Funcionamiento de un deshumectador. Los tarrices moleculares son
compuestos llamados "Zeolitas" que liberan agua cuando es calentada y absorben
agua cuando son enfriados.
Estos cristales están compuestos de 20% arcillay 80% de cristales, forman gránulos
a través de un extn¡der.
El aire es introducido y filtrado al deshumidificador por la succión de un ventilador
y luego impulsado hacia el compuesto químico secante, enfriado a una temperatura
baja (-40oF) punto de rocío, este aire es pasado por elementos de calefacción y
llevado por mangueras hacia las tolvas con difusor o tolvas con plenúm u otras,
circula a través del material plástico y retorna al desumidificador después de haber
pasado por el filtro.
2.4.4.4.5 Selección de secadores. Normalmente se recomiendan velocidades de
50Ft/mto y se determina su capacidad así:
C: FxT
C : capacidad en libras
F : Flujo Lbs/hor
T : Tiempo de perrranencia material plástico
según temperatura - tabla secamiento
206
2.4.4.4.6 Equipo de secado utilizado para pruebas realizadas. Equipo secador y
transportador de material Termolift-lO0 - Arburg.
2.4.4.4.6.1 Componentes.
a. Sistema de calefacción - Resistencias tubulares - 4.5 Kw
b. tolva de alimentación material plástico - 100 Lts
c. sistema de transporte de material
d. sistema de ventilación - 2.8 mt¡/mto
2.4.4.4.6.2 Funcionamiento. Aire caliente es suministrado por el ventilador y
llevado por tubería pasando por elementos calefactores de aire, este se calienta a la
temperafl¡ra seleccionada y es forzado a pasar una parte, por un ducto de
comunicación hacia la tolva en sentido de abajo hacia arriba inundando
completamente la tolva, la otra parte se utiliza para el transport€ neunriítico del
material que va a la tolva de la rniáquina de proceso.
El aire que esta en la cámara de la tolva es filtrado y succionado por el ventilador
para realizar de nuevo el circuito.
EQUIPO DE SECADO UTILIZADOPARA LAS PRTIEBAS REALTZADAS
Figura 53. Secador de aire caliente
208
FLUJO DE AIRE CALIENTE
Figura 54. Flujo de aire caliente y material plásticoSistema de calefacción y transporte
Termolift 100- Arburg
i\-_-:_=-..
209
RETORNO DE AIRE CON HTJMEDN)
Figura 55. Retorno de airesistema de calefacción y transporte
Termolif - 100 - Arburg
L\-_-i_-_-_-_;
2L0
2.4.5 Reciclado de botellas de PET. A partir de residuos, previamente
clasificados y limpios, de botellas de PET se puede fabricar un material reciclado al
LOO% por depolimeruaciún. Si el fabricante de PET dispone de una instalación de
policondensación, se puede mezplar t¿mbién el glicolizado con condensado previo
virgen. Anrbas posibilidades son interesantes desde el punto de vista económico.
Las botellas de polietilenterfatlato (PET), en especial de 1 litro o más de volumen,
poseen, frente a las botellas de vidrio, una serie de ventajas, tales como un menor
peso con una elevada resistencia a la rotura, un consumo de energía bajo y ciertas
ventajas ecológicas, tanto durante la fabricación como en uso.
En los último años tarnbién se han impuesto las botellas de policloruro de vinilo
(PVC) para agua. Sin embargo, en este caso el reciclado está unido a riesgos
considerables, debido al elevado contenido en cloro que forman compuestos tóxicos
bajo carga térmica, de forma que ya existen algunos países que han prohibido la
utilización de botellas de PVC. Los pronósticos vaticinan que las botellas de PET
cubrirán una parte considerables del mercado, con una gran demanda a nivel
mundial, figura 1.
2tl
2.4.5.L La posibilidad de reciclado aftatua el éxito del PET. El problema que se
plantea es desarrollar procedimientos rentables para la reutilización del PET t3l.
Esto añade al material de las botellas no retornables y también en última instancia, a
las retornables
A la vist¿ de las grandes cantidades que se producen, es preciso conseguir que los
desperdicios de botellas se traten de tal forma, que el PET recuperado se puede
utilizar ta¡nbién en películas de alta calidad, psrr recipientes de productos no
alimenticios e incluso pare envases de productos alimenticios.
Algunas empresas de América del Norte recruren a la metanolisis, es decir el
retorno a las materias primas, pero este método no pareoe ser muy rentable.
El concepto de reciclado de la empresa Zimmer, (Frankfurt), prevé únicaÍrente un
glicolizado parcial del PET, de modo que el glicolizado muy fluido con una rnasa
molar media definida se puede tratar, en los pasos de la depuración y del
procedimiento, de una forma más favorable que la masa fundida de partida.
Para obtener productos finales puros de alta calidad son decisivas la preparación y
la limpieza previa de las botellas usadas de PET, así como una configuración
adaptada al reciclado de estos recipientes, es decir, que deben carecer en lo posible
212
de materiales plásticos exüaños y de metales (aluminio). Ademiis se deberían
utilizar etiquetas retráctiles o pegamentos solubles en agua para las etiquetas. En el
caso de botellas multicapa, todas las capas deben ser de PET.
2.5
lff t/a
2.O
¡.5
t.0
0.5
0
Figura 56. Crecimiento y consumo previsible de PET para envases rígidos ( aescala mundial)
2.4.5.2 I.aparcza del material usado es decisiva. Se parte de residuos de botellas
de PET, que cumplan determinadas especificaciones, tabla 1. El residuo se
glicoliza en condiciones suaves (eliminación del oxígeno, evitando reacciones
secundarias) y se transfonna en una masa fundida precondensada. A continuación
se filtra el glicolizado fluido y, €n caso necesario, se purifica adicionalmente en un
paso de adsorción, antes de que el material se someta a una policondensación para
on3
umo
dc
PET
213
transformarlo en material reciclado, tanto después de la mezcla con condensado
previo virgen como en forma de PET reciclado al LN%.
Laptxeza del materiat de partida, enespecial desde el punto de vista de materiales
plásticos extraños, como PVC y poliolefinas así como de colas fusibles, es
importante. En la tabla 2 se re$lmen medidas y recomendaciones para la
purificación de los residuos de botellas de PET.
La problemritica del reciclado de botellas de PET en botellas para bebidas reside,
entre otros, en el riesgo de que las botellas usadas vacías se pueden emplear
eventualmente para el embotellado de sustancias nocivas para la salud y volver
después al circuito de reutilización. Sin embargo, cierüas pruebas y medidas
preventivas han demostrado que no aparecen problemas de tal modo que ciertas
autoridades oficiales, entre ofias la FDA de los EUA, no ponen objeciones. Esto
también afecta a la glicolisis desarrollada por Zimmer.
214
Tabla 18. Especificación del residuo de PET @rocedente de botellas para bebidas)
Propiedad ValorViscosidad limite
Temperatura de fusión
Contenido en agua
Tamaño de los copos
Índice de amarilleamiento
Impurezas teñidas
Contenido en metales
Prueba de filtrado
Contenido en PVC
Contenido en poliolefinas
> 0.7 dllg
> 240 0c
<0.5% en peso
) 5mm, 10.3Vo
< 0.4 mn, 1 l%
<20
< 10 ppm
<3ppm
< 60 barlkg
l2ppm
< 10 ppm
Fuente. FDA.
2.4.5.3 Reciclado continuo.
se desplaza con niftógeno,
pequeño posible.
El oxígeno del aire contenido en las botellas usadas
para que el deterioro térmico-oxidaüvo sea lo más
215
Para la depolimerización se agrega al PET una cantidad pequeña y controlada de
etilenglicol (EG). El condensado previo (producto depolimerizado) formado se
purifica fisicamente (mediante adsorción y filtrados continuos) con lo que se
separan las impurezas sólidas y dificilmente volátiles.
A continuación tiene lugar la policondensación. I¿s masas molares altas necesarias
se forman en vacío, de modo que las impurezas volátiles se eliminan junto con el
glicol liberado durante la reacción.
La policondensación se realiza en un reactor final, si ya existe, o en una unidad de
policondensación separada.
Las ventajas del procedimiento descrito son las siguientes:
Se necesita una cantidad pequeña de EG y, con ello, un coste de energía y de
tiempo reducido, tanto para la depolimeruaciÓn como para la eliminación del
glicol de reacción. Esto da lugar a una economía favorable (sin la laboriosa
degradación en monómeros, su purificación y su policondensación completa).
Depolimerización cuidadosa y nápida, que apenas origina productos de
descomposición y decoloraciones en el PET.
216
. Se eliminan impurezas volátiles con un punto de ebullición hasta de 280oC.
r I¡s componente sólidos se pueden eliminar por filtrado, dado que la fluidez es
favorable.
Los inconvenientes son:
o En general no es posible eliminar los colorantes.
o Resulta dificil separar las sustancias con un punto de ebullición alto ( > 300oC).
Cuadro 7. Medidas para purificar residuos de botellas de PET
hnúü,ézt Medids R endrclónMetales (generalmente
aluminio)Los trozos grandes se eliminan pordetección electrostática, las impurezassólidas se pueden filtrar, las sales
metálicas se disuelven generalmente
en asua caliente.
No utilizar cierres metálicos
colorantes de
dispersiónIás botellas teñidas no se pueden
transformar en PET incoloro con elprocedimiento descrito.
Preselección de las borclla!¡ conluz visible, no utilizar en loposible botellas teñidas parabebidas
PVC Separar las botellas de PVC conradiaciones electromagnéticas. En elfuturo, apenas se enconüarán enEuropa.
poliolefinas(polietileno ypolipropileno)
Se separan por su densidadconsiderablemente menor que la delPET.
Fabricar en lo posibleúnicanente botellas de PET, noutilizar polímeros extraños, porejemplo en los fondos de lasbotellas
Colas fusibles No se pueden eliminar con agua ni consolwiones alcalinas acuosas.
Utilizar etiquetas retráctiles ocolas solubles en agua.
Fuente. FDA
2L7
2.4.5.4 Algunos ejemplos de la rentabilidad. Se hicieron cálculos de rentabilidad
para dos casos de aplicación usuales en la práctica. Los costes de la
depolimerización contemplan la amortización del L0Vo arrnal de la instalación así
como los costes de personal, mantenimiento y medios de explotación.
Dado que las mínimas cantidades, apenas detectables por vía analítica, pueden dar
lugar a un ligero amarilleamiento, se recomienda mezclar material reciclado y
material virgen, por ejemplo en una relación de 25:75, para evitar alteraciones del
color.
Para el estudio de la rentabilidad es suficiente una comparación de los costes del
depolimerizado de residuos (limpios) de botellas y del condensado de material
virgen, ambos analizados en la enftada al reactor final.
Se depolimerizm, filtran y purifican 10000 tla de PET procedente de residuos de
botellas, limpiado mecánicamente como antes se expuso. Este condensado previo
se tiene que llevar después al reactor final para su re-policondensación completa.
Con unos costes de 1.20 DM/kg de desperdicios de botellas de PET y de 0.30
DM/kg para la depolimerización descrita se obtienen unos costes del condensado
previo en el reactor final de policondensación de 1.50 DM/kg. Ello equivale
2t8
aproximadamente a los costes de fabricación de condensado previo, a partir de las
materias primas PTA, EG, etc.
Residuo de
botellas de PET
PETpara botellas
J
Figura 57. Esquema de reciclaje de PET
2.4.5.5. Solo se debe transforrrar residuos de botellas de PET. Si se contempla
una instalación que prepare 10000 tla de residuos de botellas de PET por
depolimerización, purificación y repolicondensación para la producción de botellas
(l0O% de material reciclado), se obtienen costes de fabricación de 1.20 DM/kg. El
material virgen se compra al mismo precio.
Nota: I DM : 77 pesetas.
2r9
2.4.6 Programa de la promotora de desarrollo para el reciclqie de PET.
Después de consumir su contenido, se siguen los siguientes pasos:
2.4.6.1 Identificación de los envases recicables. En este punto es necesario hacer
una clasificación de los envases a recuperar para identificar cuales se pueden
reciclar en el proceso.
2.4.6.1.1. Son reciclables. Todos los envases transpar€nte de cualquier tamaño
que hayan contenido productos tales como:
o Gaseosas,
o jabón,
o licores,
o medicamentos
2.4.6.1.2 No son reciclables. Los envases de colores verde y ánrbar, o los
transparentes que hayan contenido los siguientes productos:
Urlvrnid¡rl Autanomr dc 0cllrrbsEcq0N ErEL|oTECA
220
o Combustibles,
o aceite,
o vinagre,
o salsas,
o venenos,
o agroquímicos
Nota: Los productores de envases de PET, esüín en la obligación de marcarlos con
su código de identificación internacional.
Figura 58. Símbolo internacional de reciclaje
2.4.6.2 Clasificación adecuada. Una vez identificados los envases, todos podemos
colaborar mediante las siguientes acciones:
D}EP
PET
22r
2.4.6.2.1 Productores:
o Usar el código de identificación internacional
o evitar otros materiales en tapas, anillos, bases y etiquetas
o patrocinar campañas educaüvas sobre reciclaje
2.4.6.2.2. Amas de casa
. Enjuagar y escurrir los envases
o empacarlos en bolsas
o entregarlos a los recolectores
2.4.6.2.3 Comerciantes.
o Evitar que vayan a la basura
o almacenarseparadamente
. entregar a recolectores o venderlos
222
2.4.6.2.4 Recolectores.
o Reunir los envases y llevarlos a una bodega de compra-venta.
2.4.6.2.5 Nosotros.
o Jamás arrojar envases en campo abierto, fuentes de agua o alcantarillas
. recogerlos cuando vamos de paseo al canrpo, parques o clubes recreativos
o enseñar a separarlos en nuestros hogares, colegios o sitios de trabajo.
2.4.6.3 Preparación del PET en las bodegas de compra-venta. Si es usted
bodeguero, a continuación le indicamos cómo se debe manejar el PET.
2.4.6.3.L Preparación de los envases. Este paso es el más importante de todos.
De él depende el éxito o el fracaso en el reciclaje del PET.
223
1. Retirar los componentes externos al cuerpo del envase como la tapa, los anillos,
la base de refuerzo y la etiqueta, pues estos componentes no son fabricados en
PET y se constituyen en contaminantes.
2. Aplastar, embalar o moler los envases para disminuir su volumen.
3. Acopio de envases: El adecuado acopio de los envases exige hacerse bajo
techo, en alguna de estas formas:
1. Empacar los envases de PET aplastados, en bolsas plásticas amarradas para
protegerlos del polvo, agua y otros factores contaminantes del arnbiente.
2. Embalar los envases de PET en pacas que estén amarradas con alambre
galvanizado no oxidado y envueltas en plástico o algún material protector.
3. Moler los envases utilizando un equipo que tenga un tamiz con agujeros mínimo
de 1" de dirímetro; seguidamente empacar las escarnas obtenidas en bolsas
plásticas amarradas para protegerlas del polvo, agua u otros factores
contaminantes del ambiente.
2U
2.4.6.4 Proceso industrial de reciclaje de los envases. Finalmente, con los envases
de PET preparados se inicia el proceso industrial de su reciclaje, en la planta de
reciclaje de PET de la promotora de desarrollo - Codesarrollo - situada en la canera
65 #30-59, Medellín Colombia.
Allí, gracias a una alta tecnología, el PET se transforma en una materia prima de
excelente calidad, que es utilizada en la fabricación de fibras textiles, envases y
nuevos productos a base de PET; estos a su vez podrán ser reciclados
indefinidamente, permitiendo la ampliación de su vida útil y evitando la
contaminación ambiental.
2.4.6.5 Ventajas de reciclar el PET. Con el reciclaje de PET se obtienen grandes
beneficios, estos son algunos:
o Reducir la contaminación arnbiental.
o generar fuentes de trabajo,
o elaborar nuevos productos,
o disminuir la acumulación de plásticos en los rellenos sanitarios,
o fomentar desarrollo sostenible y conciencia ecológica.
225
2.4.7 Fallas y soluciones en el envase confonnado con PET. A continuación se listan
los problemas rnas comunes en el procesamiento del PET y se determinan las posibles
soluciones para que sean consideradas como guías en la erradicación de dichas
situaciones.
2.4.7.1 Líneas de araña. En el Centro de los cabezales, como es típico del moldeo de
extrusión soplado de PVC, hay un anillo soport€ en forma de araña que suspende el
mandril en el canal de flujo, un cabezal de Bekum BKD es un ejemplo de este estilo. Por
lo general, hay dos anillos soporte en la araña para PVC, pero algunas arañas para PVC
tienen tres patas.
I¿s arañas para polietileno tienen usualmente L2 patas, en la mayoría de los casos, las
líneas de araña estarán espaciadas equitativamente alrededor del perÍmetro de las botellas
o envases, y serán consistentes de botella a botella. Si hay una presión inadecuada
después de las patas de arafra, el material no se unirá bien; en el peor de los casos, la
línea será un punto delgado en la botella, pero frecuentemente se mostrará como un
defecto óptico en cual no afecta el impacto y las propiedades de barrera.
226
En la mayoría de los casos, un pin zujetador de alta compresión eliminará cualquier
punto delgado cansado por la unión de líneas de unión y en muchos casos el defecto
óptico se puede eliminar totalmente.
Minimizando las temperaturas (495oF como mínimo) debajo de la aruia y en la unión
se incrementa la presión trasera en algunos casos las bajas temperaturas solas, mejorará la
situación suficientemente. Bajas temperah¡ras de unión, pueden causar opacidad en las
botellas, entonces puede ser dificil encontrar una serie de condiciones que eliminen las
líneas de araña y que produzcan botellas cristales (transparentes) usualmente las mejores
soluciones resultan de modificar el pin sujetador y el herramental de unión para proveer
una mayor presión de caída, por ejemplo un herramental de mayor compresión.
2.4.7.2 Líneas de unión o del dado. como su nombre lo sugiere, la contaminación en el
dado, se puede manifestar en líneas verticales en los envases. Esta líneas, se encontraran
en la misma parte de cada envase producidas por las marcas en el mismo dado. Si las
líneas son causadas por pedazos largos que cuelgan en el espacio entre el dado y el anillo,
es posible que las líneas desaparezcan abriendo el dado y purgando al LN%, quitando el
material degradado. h¡ede se necesario remover el dado, el pin y brillarlo.
227
Marcas en el pin pueden causar líneas radiales. El pin debe ser reparado para un
rendimiento óptimo.
2.4.7.3 Otras líneas de flujo. Si el material no se mezcla totalmente en el extnrder, uno
puede observar líneas de flujo en los envases y en las líneas de araña y las del dado.
Mezcladores de distribución, tornillo de mayor trabajo son alternativas viables para
resolver este problema.
Herramental de alta compresión incrementa la presión trasera en el sistema, mejorando la
mer,cta, altas temperaturas de extrusión ayudan algunas veces a minimizar este problema,
posiblemente de 550oF en el barril y reduciendo a 500oF en el dado. Placas separadoras
o pantallas de empaque incrementarán la presión trasera y la mezcla en el tornillo.
Muchos tornillos que tienen punto de fusión marginal y capacidad de mezcla, pueden ser
usados exitosamente en combinación con una placa separadora o una placa separadora y
una pantalla de empaque.
Si la fusión es homogénea (bien mezclada) y hay líneas de dado en los envases pero el
tornillo ha sido limpiado, puede haber material retenido en alguna parte del sistema entre
el tornillo y el dado. En algunos casos puede ser necesario abrir y limpiar todo el
228
sistema. Es necesario revisar los procedimientos utilizados para purgar el equipo, las
temperaturas de arranque. El chorro del sistema y la selección de los materiales de purga
tarnbién pueden afectar la formación de líneas de flujo en el Centro o dirección de la
m.áquina.
2.4.7 .4 Otras fallas. Determinar la naturaleza y la fuente del problema: Abrir el dado
y limpiar el espacio para eliminar el material retenido.
o Incrementar la temperatura del cuerpo del molde hasta 105oF y maximizar la presión
de aire de soplado. Esto no elimina¡ií las líneas en el parison pero las hará menos
notorias en el terminado, especialmente cuando se llenen las botellas.
o Revisar el arranque del equipo. Arañas de 2 patas y herramental de alta compresión
son preferidas.
o RelativaÍEnte altas temperaturas en el banil y bajas temperanras en el dado,
usualmente proveen las mejores condiciones de proceso para eliminar flujos de línea,
pero eso puede variar dependiendo de las líneas de flujo.
229
I¿ idea es optimizar los procedimientos para minimizar las líneas de flujo al mínimo
costo.
2.5 DISTRIBUCIóN TÍSICI DEL IMEA DE PROCESO.
En el siguiente dibujo se presenta una sugerencia de la distribución del espacio fisico
necesario para la implementación de la transformación del PET en el proceso de
extrusión-sopolado. Es necesario aclarar que son considerados aspectos de automatización
para mejorar la eficiencia y por lo tanto minimizar los costos de fabricación y los
desperdicios.
tfnlu¡nid¡d Autonomr d¡ 0cllrrlsEccrof{ ElBU0TECA
Z-
291
DISTRIBUCION FISICA DEL AREA DE TRABAIO
1. Conexión de Aire Comprimido
2. Conexión Prircipal armario de distribución
3. Arrrario de distribución
4. Intemrptor principal
5. Depósito hidráulico (entrada de agua de refrigeración)
6. Depósito hidráulico (salida de agua de refrigeración)
7. Depósito hidráulico
8. Entrada de agua de refrigeración a la extrusionadora
9. Salida de agua de refrigeración de la extnrsionadora
10. Entrada de agua de refrigeración al molde y alterno de soplado
11. Salida de agua de refrigeración del molde y alterno de soplado
12. Máquina de soplado y dispositivo desbardador
13. Cabezal de exnr¡sión
14. Extrusionadora
15. Molino
16. Secador de humedad
17. Depósito de material virgen
18. Banda transportadora para los sobranfes
19. Plataforma para produco en prooeso
2,0. h¡esto de trabajo del operario
232
2.6 DISEÑO DEL PROCESO
Para el diseño del proceso se debe rcallr;ar el diagrama de flujo de la materia prima desde
que llega el material al secador hasta que es recuperado el sobrante (rebabas y productos
no conformes) para ser llevado nuevamente a[ secador. (ver cuadro 14).
El diagrama de flujo para el operario es considerado teniendo el cuenta la distribución en
planta de acuerdo al nivel de automatización del proceso. (ver cuadro 15)
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236
3. ESTI.]DIO AIVIBIENTAL
3.1 CONIDICIOI\ES HIGIÉIVCAS, AIVÍBIENTALES Y DE SALTJBRIDAD.
El PET es un material ideal para la elaboración de envases, en el sentido de ser
ecológicamente aceptable debido al hecho de que puede arder con facilidad y produce
dioxido de carbono y agu¡l sin apenas cenizas después de la incineración; es atóxico,
rígido y transparente con un alto nivel de barrera al oxigeno y dioxido de carbono. Su
desventaja principal es, por un lado, su coste relativamente alto y por el otro su baja
temperan¡ra de llenado. Es ideal para la mayoría de aplicaciones salvo aquellas en que la
temperatura de llenado excede los 600 a 70oC.
Por las condiciones higiénicas que ofrece el PET, las bebidas carbónicas están por
supuesto reconocidas como el campo principal de aplicación, sin embargo, los zumos de
frr¡ta frescas se están consolidando actualmente con firmeza, así como el envasado de
yogurts, manteca de cacahuete, rnayonesa y así mismo como envase idóneo de frutos
secos y grageas.
237
Las funrras aplicaciones abarcan betunes, leche y artículos alimenticios de superior
calidad llenados en frío.
Hoy más que nunca las características higiénicas y anrbientales saltan a primera vista al
hablar del PET, debido a la campaña internacional contra el "mortal PVC" desplegada
principalmente por el grupo ecologista más grande green peace.
A continuación se hace referencia a un artículo publicado en un diario nacional:
CALPAÑA INTERNACIONAL CONTRA EL MORTAL PVC 1. Varios países
Europeos como Suecia, Alemania y Austria lo han prohibido mientras naciones en
vía de desarrollo como Colombia siguen utilizindolo en la elaboración de hrberías de
construcción y envases.
Luego de la advertencia fallida sobre la rcalización de la pruebas nucleares francesas;
Green Peace, el grupo ecológico más grande del mundo se lanza en una monumental
campaña para abrir los ojos al mundo sobre el uso del mortal *Cloruro de polivinilo",
más conocido internacionalmente como PVC.
t Diario 'La República" , 19 de mayo de 1996, Sant¿ Fé de Bogotií, prensa verde:
238
Este elemento se ntúiza en la elaboración de tuberías para construcción de muebles,
botellas de agua, cables y hasta gabardinas, puede causar a nivel humano malformaciones
en el feto, disminución en la producción de espermatozoides y cáncer mamario. Para el
medio ambiente también es fatal, si se tiene en cuenta que no es biodegradable y su
reciclaje es un mito, señalo Lisa Finaldi, funcionaria de Green Peace Internacional.
"Los fabricantes de PVC hablan de tanto de lo resistente y barato que es, que se han
olvidado de decirnos que es un veneno para el medio a¡nbiente. Ningun fabricante de
PVC informa sobre el riesgo que supone utiliza¡lo en ventanas, juguetes o una simple
botella de agua. Todos prefieren decir que el PVC es resistente. Pero ocultan que sus
residuos tóxicos no pueden eliminarse y que al contacto con el fuego, desprende un
"humo mortal", este es un aparte del texto publicihrio de la campaña de Green Peace que
aparece en los diarios y revistas de Europa.
Con un logro donde se introduce una calavera en medio de la V de PVC; el mensaje
continúa, "los fabricantes ocultan que procede de una de las Industrias miás
contaminantes - la del cloro- y que en su fabricación se emplean sustancias altamente
tóxicas. Prefieren decir que el PVC es el material del funro, pero ocultan que en las
ciudades de Alemania o Austria se ha prohibido su uso en la construcción de edificios
públicos".
El mensaje publicitario que ha sido acompañado de manifestaciones públicas frente a las
Industrias productoras de PVC, concluye así: "Nadie debería permitir que se fabricará
algo tan peligroso como el PVC y mucho menos decirnos que es ecológico. Por eso
lograr que se prohiba en todo el mundo es un objetivo de Greenpeace, al que tu puedes
contribuir.
¿Por qué es tan mortal? El cloro, empleado en la elaboración del PVC es un gas
amarillo verdoso, altamente tóxico, de olor penetrante y mís pesado que el aire. Es tan
peligroso, que según datos de la Organización Mundial de la Salud, en abril de 1915,
cuando las tropas alemanas utilizaron el gas cloro conta britrínicos y franceses en la
primera ggefra mundial, causaron 5.000 muertos y 15.000 intoxicados.
La incineración de plásticos como el PVC - fabricados a base de cloro produce dioxinas y
furenos, así como otros organoclorados cancerígenos. En caso de incendio, el PVC se
puede convertir en un material peligroso.
En L977 en el incendio de los cables eléctricos cubiertos de PVC del ( (Super
Club> > de Beverly Hills, se formó una fina capa de humo gris, sin llamas aparentes;
sin embargo, murieron 161 persolras.
239
Udy.Bid¡d Aut6nonr¡ ¿J0e¡frfstcctoil EtELfoTECA
240
Pero el peligro mayor para la salud humana, según un eshrdio realizado por Greenpeace,
es la ingestión del cloruro de vinilo que viene en los envases y botellas de PVC. Esta
sustancia cancerígena migra del plástico al líquido, sobre todo cuando la botella se somete
a cambios de temperatura durante sus transporte de la fábrica a los supermercados.
Por otro lado, está plenamente certificado que el PVC no es biodegradable y su reciclaje
es un mito base real. No se pueden fabricar de nuevo botellas con las botellas viejas, sino
unos productos de baja calidad. La propia Industria de PVC reconoció que su campaña
de reciclaje es un asunto de lavado de imagen
económicamente viable. Es necesario, sin embargo, por su valor publicitario y
educacional> >, señalo M. Bouillot, durante una reunión de Solvay sobre el reciclaje de
PVC, celebrada en Bélgica.
El PVC acorralado en Europa. Suecia se ha convertido en el primer país que
prescindirá del PVC. La decisión fue tomada por el parlamento sueco, que por ley
eliminarrí paulatinamente este polémico plástico, que ya había sido abandonado por
algunas industrias suecas ante la fuerte oposición al PVC de los consumidores
escandinavos.
Aunque no se ha pensado en su eliminación total, Alemania y Austria ta¡nbién se han
unido a la cruzada y han decidido suspender el uso de PVC en las construcciones de
241
edificios públicos, remplazándolo por otros elementos menos tóxicos. Los ecologistas
piensan que con este primer paso se estiin abriendo las puertas para su prohibición total
en esos países.
En el caso de España, la presión de Suecia ha servido para que el Senado pida al gobierno
que reduzca su uso. La secretaría de Estado del Medio Ambiente de España, Cristina
Narbona, ha sido la mayor defensora de esta propuesta que se ha convertido en el
auténtico caballo de batalla del decreto sobre envases y embalajes.
Hasta el momento rniás de 300 municipios europeos, la mayoría alemanes, austríacos,
belgas, suecos y franceses, tienen algUn tipo de restricción al uso de PVC.
En Colombia y en la mayoría de los países latinoaméricanos, el uso del PVC es
generalizado, debido a que la información de Europa sobre el peligro y toxicidad apenas
se conoce, y a que no existen alternativas en el mercado que sean más baratas y rentables.
Según Raúl Torres, funcionario del Departamento de Aguas de la Empresa Colombiana
Pavco, "El PVC es completamente reprocesable. La parte tóxica del producto es el
cloruro de vinilo, que puede ser fatal para el medio a¡nbiente cuando genera vapores por
calentamiento, pero esto sólo sucede si existe un manejo inadecuado"
242
Segun el funcionario de Pavco, *se puede pensar en otras alternativas, pero la gente es la
que maneja el mercado y pide el producto. Las ventajas del PVC es que tiene resistencia,
solidez y presenta garantías a nivel hidráulico".
En nuestro país la mayor producción del PVC lareallr;a la empresa "Petroquímica", que
se ubica en la zona industrial de Mamonal en Cartagena. Otras empresas como Pavco,
Tuvinil, Carboquímica y Acoplásticos compran la materia prima para elaborar sus
productos.
Segun Greenpeace, la totalidad de los usos del PVC son fácilmente substituibles por otros
productos y materiales como vidrio, caucho, metal, madera u otros plásticos menos
tóxicos como el PET, el polipropileno o el polietilento.
Greenpeace espera que el PVC pase a la historia antes de iniciar el siglo XXI, así como el
DDT y los CFC, destnrctores de la capa de ozono. "Sólo informando a los ciudadanos
del planeta a través de campañas publicitarias bien fundamentadas, podremos eliminarlos
del mundo", concluyo Lisa.
243
3.2 DISEÑO PARA EL RECICLADO DE PET.
Es importante conocer la forma de manejo nriás apropiado del material para evitar su
contaminación y facilitar su recuperación y uso posterior.
3.3 LA FRONTERA MEDIO AIVÍBIENTAL.
Las empresas miembros del PETCOTE APME Ave. E. Van Nieuwenhuyse 4 Box. 3 - B
- 1160 Bruselas. Tel. 322675 3258 Fax. 322675 4002 junto con los recicladores
europeos de PET han manifestado su profunda preocupación acerca del diseño de algunos
envases de PET, que podrían crear obstáculos potenciales al reciclado de los envases
recuperados.
PETCORE pretende fomentar el reciclado de envases de PET recuperados mediante
recogida selectiva en los municipios, así como por contenedores de botellas y sistemas de
venta con devolución de depósito. Tanto las botellas recuperadas mediante dqrósito,
como las rellenables, son en la acfi¡alidad objeto de contratos por parte de los recicladores
de PET.
244
El PET forma parte de programas de recogida selectiva en la mayor parte de los países
europeos, lo que proporciona envases de PET para su reciclado.
Figura 59. Ilustración del supercycle
Son varias las empresas europeas que reciclan PET, así por ejemplo, lVellman, Reko y
Texplast de Holanda; Replastic en Italia, Polyrecycling en Suiza y Reprise en el Reino
Unido. Se estián desarrollando procesos de separación automrítica que separan las botellas
en los tres principales tipos de polímeros: PEAD, PVC y PET, permitiendo incluso
separar los envases por colores y tamaños. La capacidad de reutilizar el polímero
obtenido mediante estas operaciones depende del grado de pureza alcanzado. Ia
experiencia adquirida ha permitido establecer especificaciones detalladas para las botellas
Glasificado yseparación de
botellas enteras
Separación deetlquetao y lavado Triturado
Lavado final ysecado
Separación porflotación
245
de PET recuperadas y, en consecuencia, elaborar unos criterios de diseño cuyo objeto es
mejorar la calidad del material recuperado.
PETCORE no pretende limitar la libertad de los usuarios para establecer las
especificaciones de las botellas, sin apoyar la consecución de los objetivos medio
anrbientales asociados a la conservación de recursos y a la gestión de los residuos de
envases. Por lo tarilo, PETCORE asume los principios establecidos en la guía para el
diseño definida por los recicladores. El principal objetivo de los criterios para el diseño
es permitir que los distintos materiales empleados en los envases puedan separarse de
forma eftcaz aprovechando sus diferencias de densidades, criterio clave de los procesos
de reciclado basados en la clasificación por aire, hidrociclones y flotación.
Por consiguiente, los criterios de diseño no implican critica alguna de los materiales
empleados, sino que resaltan que una cuidadosa selección de materiales en la etapa de
diseño facilita los proceso de recuperación y da lugar a rnayores rendimientos, menores
residuos y proporciona un mayor valor a las botellas recuperadas.
Los principales criterios de diseño se recogen en el diagrama de "Diseño de botellas de
PET para el reciclado".
246
El uso del PET se ha extendido más allá del campo de los refrescos, en los envases para
agua mineral, aceite, detergentes, licores, farrracia, etc. PETCORE pretende
promocionar la inclusión de esos envases en los programas de recogida, junto con los de
refrescos. Para ello es preciso que cumplan con los mismos criterios de diseño.
Ins grupos y autoridades medio arnbientales están ejerciendo presión para imponer
conceptos como el "diseño para el reciclado" y "normalización de materiales". Estos
conceptos tienen como objetivo que los envases, en particular los de plástico, sean
fácilmente reciclables.
Los usuarios de PET deben ser conscientes de estas presiones legislativas.
3.4 GÚA PARA LA SELECCIóN DE MATERIALES EN ENVASES DE PET.
3.4.1.Tapón/disco del tapón. Se recomiendan ciertos tipos de plásticos @P/PEAD). El
aluminio esta desaconsejado. El PEBD también es aceptable para tapones utilizados en
bebidas no carbonatadas. La pigmentación deberá ser ligera, a fin de mantener la
densidad del material por debajo de 1, pues de lo contrario se dificulta la separación.
Igualmente se prefieren sistema de cierre que no dejen anillos u otros elementos sobre la
botella después de su uso. I¡s discos de PVC deben evitarse escrupulosamente. Una
247
pequeña cantidad de PVC puede transformar en inservible a una gran cantidad de PET.
Los discos de EVA son aceptables en combinación con otros plásücos, por contra en
tapones de aluminio pueden producir contaminación. En general se prefiere el uso de
tapones sin disco.
3.4.2.Precintos. Los precintos antiviolación deben incluirse en el diseño de la botella
cuando sea necesario. Los precintos retráctiles y los anillos de precintado pueden actuar
como conta¡ninantes, si no se desprenden completament€ antes o durante el proceso de
reciclado y no se pueden eliminar mediante los proceso de flotación convencionales.
Deberá evitarse el uso de PVC o materiales de densidad superior a I glcm3.
3.4.3.Color. Los envases de PET incoloros tienen un rnayor valor, ya que proporcionan
una rnayor relación de reciclado y una mrás amplia variedad de aplicaciones. Las botellas
coloreadas u opacas tienen un valor escaso o nulo y son consideradas como contaminantes
por la mayoría de los recicladores. Debe eviarse el uso de botellas opacas y
pigmentadas. Es preferible limitar el uso de colores a las etiquetas.
248
3.4.4. Etiquetas/adhesivos: Se recomienda el uso de etiquetas de PP, OPP o polietileno.
El papel resulta aceptable como material secundario, pero aumenta la contaminación del
PET, debido a la retención de fibras. Las etiquetas metalizadas, barnizadas o revestidas
resultan contaminantes y deben evita¡se. Las etiquetas de PS son aceptables si tienen una
baja densidad que permita separarlas mediante flotación. Una impresión excesivamente
intensa de las etiquetas deberá evitarse, ya que aumenta la densidad, impidiendo la
separación. I¿s etiquetas no deberán laminarse durante los procesos de lavado empleados
por los recicladores. Las tintas no deberán incluir pigmentos de metales pesados, ni
colorear las escarnas de PET en los procesos de lavado o ranulación. El uso de adhesivos
debe minimizarse y preferentemente serán solubles en agua o dispersables a 60-80oC.
3.4.5.Decoración: Cualquier decoración directa del envase contamina el PET reciclado y
altera el color del material base.
3.4.6.Multicapal recubrimientos: Las multicapas de materiales distintos al PET y los
recubrimientos reducen drásticamente la reciclabilidad de las botellas, al no poderse
separar.
249
3.4.7.Bases/asas/otros elementos. Resulta preferible no utilizar ninguno de estos
accesorios. Se acepta el empleo de PEAD, PP y PET irrcoloro. Deben evitarse las
soldaduras. Si se emplean adhesivos, éstos serán solubles en agua caliente (60 - 80oC)
conteniendo detergente o una solución cáustica, ya que de otra forma permanecerán
unidos a las partículas de PET contaminándolas. Igualmente el uso de adhesivos debe
minimiza¡se.
3.5 EL MERCADO DEL RECICLAIX) DE PET SE ENCI.]ENTRA EN TJN
MOMENTO PROMETEDOR
Reaccionando tanto ante el posible beneficio como ante la cadavez más severa legislación
antidesperdicios, las empresas de reciclado están ajustando sus tecnología para reducir un
mercado de desechos que el año pasado se acercaba al billón de libras.
No es exagerado afirmar que los contenedores de plástico no retornables deben volver a
ser económicamente rentables para una segunda vida ocurren el riesgo de que la
normalización los haga desaparecer. Fuerzas poderosas están actr¡ando para resfiingir o
abolir embalajes de plástico tan usuales como la comida para llevar a casa o las botellas
de poli(tereftalato de etilo) (PET).
-
f'w
250
La botella de PET es, sobre todo, el blanco de una legislación cadavez más estricta. Sin
embargo, es también objeto de respuestas avarzadas por parte de la Industria. Entre estas
se encuentran la fundación de una asociación de comercio nacional para promocionar el
reciclado y la creación de una empresa de reciclado a riesgo compartido en California.
Tales empresas parecen contribuir en gran rnanera a aumentar la lista de éxitos del
reciclado de plásticos reutilizados; la tecnología desarrollada para recuperar PET para
fabricar botellas.
3.5.1. Aumento de la capacidad de reutilización. En el año 1987 se utilizaron unos
875 millones de libras de PET virgen en la fabricación de botellas; miás de 150 millones
de libras (aproximadamente wt 20% del total) fueron recuperadas y reutilizadas. En
1990 se efectuaron ampliaciones de las instalaciones de reciclado para incrementar la
capacidad de reutilización de botellas de PET en Estados Unidos para sobrepasar los 200
millones de libras.
Achralmente seis compañías procesan la mayoría de las botellas de PET usadas (y sus
soportes de polietileno de alta densidad) para convertirlas en grarxla. Estas compañías
son Envipco Plastics, Nyconn Industries, hre Teach Industries Research, St. Jude
Polymer, Star Plastics y Wellman asegura que está reciclando nriís de 250 millones de
libras de PET anualmente. La mayoría de ellas las utiliza en sus propios productos
251
acabados con valor aíradido, principalmente relleno de fibra y bridas para bandejas de
carga. Envipco, que controla las máquinas de devolución de cascos retornables en la
mayoría de los estados cuya legislación obliga a cobrar el envase, recupera cerca de 40
millones de libras al año, Nyconn, hre Teach, St Jude y Star Plastics aseguran que
reciclan cada una de 60 a 70 millones de libras anuales. Tanto Nyconn como St. Jude
dicen que están ampliando sus fábricas este año para alcanz,ar cada una los 80 millones de
tibras anuales. Se sabe que otra fábrica que está recuperando PET puro y (IIDPE puro)
de las botellas de PET es una planta piloto sin¡ada en el Centro de Investigación de
Reciclado de Plásticos (CPRR) en la Universidad de Rutgers en Piscataway, NJ, con
una capacidad estimada en 55 millones de libras anuales.
Los reprocesadores aseguran que producen PET reciclado y granceado de alta calidad,
con más de 99Vo de pureza, que se vende desde 19 a 35 centavos de libra, mientras que el
PET virgen cuesta 60 centavos. El proceso que hace recuperar al PET sus propiedades
originales y su troceado, pueden elevar la calidad del PET reciclado, subiendo su precio
hasta 50 centavos de libra.
3.5.2. Tecnología de recuperación. La mayoría de los procesos de recuperación de
botellas de PET han sido desarrollados por las mismas compañías que los usan, o son
adaptaciones de procesos más antiguos desarrollados por Dupont y Goodyear (que esta
252
dos compañías no siguieron utilizando). La mayoría de las nuevas mejoras en tecnología
de reciclado entran denüo de la categoría de secretos industriales. Todas, sin embargo,
parecen incluir alguna variante de la operación clásica de reciclado de botellas que forma
parte del proceso del CPRR.
Desde un punto de vista técnico, dicen lo reprocesadores, lo ideal es conseguir la botella
completa, ya que esto permite llevar a cabo la separación por colores antes que el
granceado. Así se consiguen normalmente productos de reciclado más puro y un proceso
rnís simple con separaciones menos complicadas. Poder separar las botellas de PET
según su color es especialmente importante, dicen las compañías ya que el PET incoloro
es más fácil de vender que el de color verde o el de colores mezclados.
La separación por colores previa al granceado es practicada por compañías tales como St.
Jude, Star y Wellamn. El proceso de St. Jude incluye en su desarrollo un lavado que
disuelve el pegamento que hay entre el soporte y la botella, para qre así estos dos
componentes puedan ser troceados por separado. Star tiene un sistema automático para
separar los tapones, los soportes y las botellas de distintos colores antes del granceado.
Wellman dice que separa las botellas por colores porque requiere PET incoloro para sus
propias necesidades.
253
Aidlin Automation Corp. ofrece una mriquina comercial (lamada Mad Max) que separa
los soportes de las botellas. Sólo puede trabajar con botellas no deterioradas. Se
introducen directamente en la máquina, que automiiticamente despega el soporte
contaminado de pegamento y cualquier otra pieza que no sea de PET.
Proceso de reciclado como los de Evipco y CPRR deben conseguir la separación de los
materiales de las botellas después de trituración y el granceado, a partir de mezclas
heterogéneas de los componentes de la botella. En el caso de Envipco, tales mezclas
resultan obligadas por la forrra de operar de sus sistemas mecanizado de recogida de
cascos. En otros casos, las mezclas son debidas a imperativos económicos: muchas
compañías que proporcionan PET de desecho grancean las botellas antes de su venta y así
reducen los costes en contenedores y transporte.
El primer paso para separar una mezcla de este tipo es grancearla hasta un tamaño que
facilite su paso a través de la maquinaria de reciclado. En la planta del CPRR de
Rutgers es un gránulo con un área superficial de algo menos de 0.25". Tamaños rnayores
o menores tienden a atravesaÍse y obstruir el equipo. La forma y natrnaleza abrasiva de
los gránulos requiere una elección cuidadosa del transportador. h¡eden ser necesarias
unidades mecánicas para evitar posibles obstrucciones en sistemas neumáticos. Y si se
utilizan neumiíticos de alta velocidad, esto puede tener como coru¡ecuencia el que los
2il
componentes del sistema se desgasten a causa de la naturaleza abrasiva de la gratlza de
PET.
Después del granceado la mezcla seca se clasifica mediante un ciclón de aire. Este separa
la mayor parte de los finos y de los fragmentos de etiquetas. Después de esta separación
por aire, el metal más pesado y los fragmentos de plástico de la botella se envían a un
tanque de lavado en el cual un disolvente acuosos a 160oF disuelve los adhesivos y
cualquier fibra de etiqueta que no haya sido eliminada mediante la separación por aire.
Después viene un ciclo de lavado y enjuagado que purifica y limpia aún más el PET, el
HDPE y los gránulos de aluminio. (Tanto el agua de lavado como la del aclarado se
filtran y se reciclan).
Después del úttimo aclarado, el HDPE se retira de la mezcla de HDPE, PET y aluminio
en una cámara de flot¿ción por agua, que utiliza las diferencias entre las densidades de
estos materiales para separarlos. Al ser rnenos denso que el tgüa, el HDPE flota,
mientras que la mayor densidad del PET y del aluminio hace que pennanezcan en el fono
de la cámara de flotación. La separación se completa retirando mediante palas el HDPE
de la superficie y la nezrla de PET y aluminio del fondo del tanque y dirigiendo ambas
fracciones a distintos transportadores de salida. Cada fracción se centrifuga y se
introduce en tolvas desecadores hasta la eliminación total del agua. Después de este paso,
255
el HDPE se empaqueta como producto terminado, mientras que la mezcla de PET y
aluminio continúa el proceso para su separación definitiva.
Debido a que la eficacia del método de separación mediante corriente eléctrica depende
del desarrollo de carga electrostrática en el PET, es importante que el proceso de secado
reduzca su contenido en humedad hasta niveles muy bajos. Esto hace mínima la
conductividad eléctrica. En un separador electrostático, el PET y el aluminio son
extendidos uniformemente en un tambor metálico que gira y cargados a su paso bajo un
electrodo de alto voltaje. Ios gránulos de PET, que son malos conductores, mantienen la
carga y se adhieren al ta¡nbor rotatorio, los gránulos de aluminio, que son conductores,
pierden rápidamente su carga y caen en un recipiente colector situado debajo del tambor
mientras esta gira sobre aquel. Según continua girando el tambor, los gránulos de PET
son retirados de éste a un cont€nedor y empaquetados para su venta o almacenamiento.
Este proceso de separación se lleva a cabo en gran parte con un equipo ya disponible, por
ejemplo, los separadores electrostáticos los fabrican empresas como Carpco Inc. y Eriez
tiene tanrbién un separador basado en un irnrin de tierra rara que actúa sobre las trazas de
metal ferroso que hay en el aluminio para sacar a este último de la corriente de plástico.
Los trituradores y granceadores utilizados en el proceso son modelos estiáridar
distribuidos por Alpine American, Ball & Jewell, Conair, Cumberland Engineering,
256
Foremost Machine Builders, Nelmor (una compañía de AEC) y Rapid Granulator.
Algunos distribuidores menos conocidos en la Industria de los Plásticos, como Allegheny
Bottle Shredders y Dresser Industries, también venden granceadores de botellas. Uno de
los requisitos es que el trinrrador o granoeador sea capüz de trabajar con objetos
voluminosos como botellas de dos o tres litros de PET, a gran velocidad Allegheny
asegura que su último modelo, el 8-36 Leeter- Eeeter, trinra¡á y granceará rniás de
30.000 botellas por hora.
I¡s constructores de granuladores como Conair, Cumberland y Nelmor t¿rnbién
distribuyen los separadores por aire utilizados para quitar los finos y los pedazos de papel
ligero de la mezcla inicial de botellas molidas en el primer paso de separación del proceso
del CPRR.
Cumberland dice que fabricará sistemas completos de acuerdo con las especificaciones del
cliente para nuevas operaciones de reciclado de PET, y para compañías que deseen
aumentar sus operaciones. Estos sistemas completos construidos a partir de las
especificaciones del cliente los ofrece tanrbién Lr¡mmus Development Corp., que ha
constn¡ido maquinaria de reciclado de PET para St. Jude Plastics. Esta empresa se ofrece
ahora para constn¡ir plantas para oüas empresas de reciclado, utilizando la tecnología de
proceso más avanzada. Las plantas de reciclado de Turnkey también han sido construidas
257
por la Procedyne Corp.. Esta compañía dice que diseñará y construirá plantas como ésas
para empresas de reciclado a riesgo compartido.
En general, sin embargo, la mayoría de los distribuidores son reacios a desarrollar
equipos especiales de reciclado de PET. Señalan que hay todavía pocas empresas de
reciclado en el mercado, así que el volumen de ventas acfl¡al no justifica el alto coste del
desarrollo de nuevos equipos. En consecuencia, las nuevas compuiías que entren en el
mercado de reciclado tendrán que diseñar sus procesos basándose en la maquinaria
existente en la medida de lo posible y desarrollar cualquier otro equipo ellos mismos o
conseguirlo de empresas como Lummus y Procedyne, CPRR dice que quiere compartir su
proceso y su experiencia en desarrollo de nuevos equipos con empresas nuevas a cambio
de derechos de licencia adecuados. Las estimaciones indican que se necesita una
inversión mínima de 1,5 o 2 millones de dólares.
3.6 N.]TI.]RO DE LOS PROCESOS DE RECICLAIX)
Las empresas de reciclado de botellas de PET están de acuerdo en que para conseguir que
el negocio merezca [a pena se requiere algo más que la simple recuperación de la resina
inicial de las botellas y su post€rior venta. El verdadero beneficio potencial está en los
258
productos mejorados y con valor añadido que pueden ser fabricados a partir de la resina
recuperada; por ejemplo, compuestos que se venden a un precio muy por encima del que
se puede conseguir por la venta de PET reciclado original, y a veces incluso a un precio
que sobrepasa el del compuesto virgen. Esta mejora implica normalmente composiciones
con PET recuperado con aditivos que lo hacen más procesable o refuerzos añadidos para
mejorar sus propiedades fisicas; o incluso la producción de extn¡idos o partes acabadas a
partir de resina recuperada.
Son tlpicos los materiales que están introduciendo compañías que hacen compuestos como
M.A Industries y M.R.C Polumers. Ios compuestos Malon incluyen un poliéster
extruido adecuado para aplicaciones en forma de láminas, fibras, películas o piezas
moldeadas por soplado. Los valores usuales de la viscosidad intrínseca de Standard van
de 0.65 a 0.90 o mayores por petición expresa del cliente. Además M.A ofrece
compuestos Mamox de poliéster moldeables por inyección. Estos incluyen materiales
rellenos y reforzados recomendados para aplicaciones que requieran un impacto mejorado
o resistencia química y durabilidad. Completando su gama de compuestos de PET
reciclado están los materiales Maloy, aleaciones de PET con otras resinas para usos
especiales.
259
La última oferta de MRC Plumers es Stanuloy, l¡na resina modificada moldeables por
inyección hecha de desechos de botellas de PET, que se asegura que proporciona un alto
impacto y procesabilidad a un coste menor que los materiales que compiten con ella.
Desarrollos como estos y una integración de mayor alcance (como la de Wellman para
sus propias necesidades) estrín animando a otros muchos recuperadores de PET a buscar
productos propios. El PET reciclado puede ser también químicamente transformado en
materia prima para la fabricación de resina de poliéster insaturado o en polioles para la
producción de resinas de poliuretano.
Unir operaciones tales como composición, troceado, extrusión y proceso de moldeo no
debería causar problemas al técnico de reciclado. La mayoría del equipo está a su
disposición con facilidad. Compañías como Harting Plastics Machinery Div. de Somerset
Techonologies e Instalmelt Systems (principalmente Permian Research Mfg) aseguran
que tienen equipos de extrusión y troceados especialmente adecuados para tratar desechos
de botellas de PET.
Harting ofrece lo que llama un extn¡sor de husillo de alta eficacia y doble filtrado e
Instalmelt System tiene un extrusor rotatorio sin husillo que consta de un rotor con
moleteado especial que gira dentro de un cilindro excéntrico, que descarga el material
Unlvorcidad Aulónom¡ dc 0ccil¡rhstcctoN 8l8L|oTEC
260
después de un único paso perpendicular al eje del rotor. I-a ventaja es un tiempo menor
de permanencia y por ello una menor degradación de la resina.
3.7 PET RECICLAID PARA EL CONTACTO DIRECTO CON ALIMENTOS
Impacto global de la decisión de la Food and Drug Administration (FDA) sobre el
desarrollo de la tecnologia.2
El pasado año, el reciclado de PET (polietilen terftalato) ha encontrado su principal
avance en el intento continuado en las mejoras económicas.
En agosto del pasado año, la Food and Drug Administration (FDA) de los Estados
Unidos, publicó un documento de aprobación de dos páginas, que ha abierto la
posibilidad de comercialización del "revolucionario' material PET reciclado de la
Johnson Control bajo el nombre comercial de Supercycle. La recepción del documento
de la FDA ha supuesto el final de más de cinco años de un amplio proceso de ensayo,
investigación y desarrollo.
2 Revista de plásticos modernos num. 476 (febrero 96)
261
En este artículo, se presentan algunos de los factores que están forzando la configuración
del reciclado de PET en todo el mundo. Asimismo se explica la forma en que la
tecnología Supercycle de Johnson Controls se ha transformado en el más actual y global
"éxito de reciclado', con nuás de 100 millones de botellas Supercycle ya comercializadas
en los Estados Unidos y Europa.
De una forma miás específica, nos centraremos en el desa¡rollo de la tecnología
Supercycle de Johnson Controls, en el significado de Supercycle en el reciclado mundial
de PET y en los planes de comercialización del nuevo proceso.
3.8 TENDENCHS MI,JNDIALES DE RECICLN)O
Uno de los factores que ha conducido la creciente importancia del reciclado de PET, ha
sido el enonne aumento en el envasado con PET. Desde la introdwción de la primera
botella de PET para bebidas gaseosas en 1977,los envases de PET de todos los tamaños,
formas y usos han aumentado hasta llegar a superar las 2.545.000 toneladas anuales en la
Industria Mundial durante 1994, con signos evidentes de que continuará el crecimiento en
el próximo futuro.
262
Los fabricantes de resinas esüín creando instalaciones adicionales en todo el mundo para
adaptarse a la demanda prevista de PET en el futuro. Este crecimiento sin precedentes se
ve estimulado por el ca¡nbio en el uso de las botellas de vidrio que se ha experimentado
en Europa y la introducción de las botellas no retornables en América Central y
Sudamérica.
Se espera que la capacidad mundial de PET sufra un crecimiento hasta alcarzar un nivel
superior ala 5.454.000 toneladas para el año 2.000, lo cual supone un aumento de lL4%
con una capacidad adicional de los proveedores de resinas en Norteamérica, Europa,
América Central y Sudamérica así como en Asia.
I¿ continuada popularidad mundial del envase de PET provoca una presión creciente para
lograr un reciclado en ciclo cerrado, en particular en mercados emergentes de crecimiento
potencial.
Los programas mundiales de reciclado de PET han proporcionado 350.000 toneladas en
L994, lo cual representa una tasa de reciclado del l4Vo. El nivel de contribución
obviamente varía de un país a otro, dependiendo de la infraestnrchrra de recogida, tasas
de participación y tipo de legislación.
263
Como ejemplo, en un país como Suiza, con disposiciones legales sobre reciclado y con
una red amplia de recogida (nuís de 10.000 contenedores de recogida y siete centros
regionales de clasificación), se recogen nuás de 8.500 toneladas anuales de PET, lo que
representa una impresionante tasa de reciclado que alcanza el7O%.
Se puede comparar esta situación con la de un País como los Estados Unidos, donde los
niveles de infraesürrcturas y de legislación varían de un estado a otro y donde se recogen
cada año aproximadamente 257.OW toneladas de PET. Aunque en peso la cantidad de
PET recogida en los EE.UU es rnayor que en Suiza, sin embargo, la tasa de reciclado en
los EE.UU durante 1994 fue solamente del34%.
En el otro lado del espectro podemos sin¡ar a Japón, con una escasa infraestructura y
legislación sobre reciclado, que ha recogido solamente 1366 toneladas de PET en 1994,
lo cual representa una corta tasa de reciclado, próxima al 5%.
Los programas consolidados de reciclado en todo el mundo presentan diferentes desafios,
cada uno de ellos específico con las demandas de mercado, culturales y legislativas de
cada zona particular.
264
Tabla 19. Crecimiento de la aceptación del envase de PET
Aplicaciones existentes del PET Aplicaciones potenciales del PETBebidas gaseosas Bebidas gaseosas de 12 oz.
Zumos Salmuera y salsas
Agua Nueces
Licores Vinos
Nimentos Cremas de café
Salsas para verter
Ketchup Té instanráneo
Manteca de Cacahuet
Café instantríneo Alimentos infantiles
Mostaza
Aceites comestibles Salsas para pastas
Miel
Condimentos y especias Confituras, mermeladas y jarabes
Envases médicos Confinrra de manzana
Antisépticos orales
Tos/Resfriados/Sinusitis Salsas para barbacoa
Curaüvos Vinagres
Artículos de tocador y cosméticos Cervezas
Lociones faciales
Jabones líquidos Gaseosas
Fuente: Hoeschst Celanese
265
3.8.f . Norteamérica. I-a demanda del área del Pacifico, que ha disparado los precios de
las balas de botellas de PET en EE.UU (hasta el450% en menos de 12 meses), parece
que se ha estabilizado en el intervalo de 25-30 centavos/libra. Sin embargo, está
impresionante apetencia por el polímero usado ha modificado la dinrámica del mercado
norteamericano de producto ya consumido, con menores especificaciones de los
compradores y oferta de pagos al contado a los vendedores.
La actual demanda creciente tarrbién ha conducido a precios rniís altos para el material
usado, debido al hecho de que hay menores disposiciones contractuales para dicho
material, lo cual lo hace mrís fácilmente disponible para el mercado al contado.
Hasta los últimos diez meses, las fuerzas conductoras en la demanda de reciclado en los
EE.UU ha sido de tipo legislativo (leyes estatales de envasado y objetos sobre vertederos
para ciudades y pueblos) y la demanda de consumo. Sin embargo, los resultados de las
elecciones de L994 han amainado los temores sobre la futura legislación.
I¿ menor ümerrüza,legislativa combinada con la aparente conformidad y/o ocaso de la
legislación acfiral, está provocando una presión para eliminar la prima sobre el material
reciclado para alimentación. Dicho de otra forma, sin la exigencia legislativa, la mayoría
de los fabricantes de productos alimenticios no tendrán que pagar una prima para usar el
266
material reciclado, lo cual significa que los fabricantes de material reciclado consideran
seriamente las tecnologías que permitan la paridad con la resina virgen de PET.
Sin embargo, la presión para suprimir la prima largamente asociada con el material
reciclado para alimentación llega en un momento en que los precios del rnaterial virgen
están al alza,haciendo que la paridad sea un objetivo más fácil.
Adenuis de las fuerzas legislativas, los consumidores en los EE.W continúan prefiriendo
los envases fabricados a partir de material reciclable y/o envases con material reciclado.
Las acciones para satisfacer esta demanda del consr¡midor requiere unos esfuerzos fun¡ros
de recogida de botellas usadas de PET, un esfuerzo que de acuerdo con las previsiones de
demanda del material reciclado, exigirá triplicar la cantidad de botellas usadas de PET
que achralmente se recogen en los EE.UU.
3.8.2. Europa-Países de la Unión Europea. En toda Europa, el reciclado de PET se
sitúa aproximadamente en 27.000 toneladas anuales, con una participación mayoritaria en
este volumen de países como Suiza, Holanda e Italia.
267
De acuerdo con los analistas de residuos sólidos y envases industriales, las acciones
futuras dirigidas a apoyar y aumentar el reciclado (ales como la Eco-Emballage, en
Francia) contribuirán a un crecimiento proyectado en el reciclado de PET que alcatrr:ará,
las 200.000 toneladas anuales para el año 2000.
La Packaging Waste Directive de la Unión Europea y las iniciativas individuales
nacionales están estableciendo altos objetos para la recogida y reciclado de la botella de
PET. La Packaging Waste Directive exige una tasa mínima de recuperación del 5O%, de
la cual el25% debe ser reciclada.
Los países a escala individual están estableciendo nonnas nacionales para cumplir con el
mandato de la directiva europea acerca de la fecha limite de mediados de 1996 y estrín
considerando una diversidad de posibilidades:
1. Responsabilidad de los fabricantes, tales como el German Duales System (conocido
también como Green Dot).
2. Responsabilidad compartida, tal como la aproximación que se está llevando a cabo en
Francia.
268
3. Depósitos de botellas tales como los programas impuestos en Dinamarca, Finlandia,
Alemania, Holanda, Islandia, Noruega y Suecia.
4. Impuestos tales como el "ecotax" en Bélgica.
[,a preferencia ampliamente mantenida hacia el uso de botellas rellenables perrnanece
inherente en muchas de las políticas nacionales.
La posibilidad de que el mercado de PET en Europa presente una tendencia alcista
requerirá la resolución de diversos aspectos del reciclado incluyendo la selección de la
tecnología de reciclado, el establecimiento en la infraestructura para la recogida y el
transporüe de botellas así como las relaciones con los ciudadanos y los gobiernos para la
aceptación de las estrategias de reciclado propuestas.
El reciclado en Europa t¿mbién plantea algunos desafíos adicionales que necesitan una
solución adecuada. De particular importancia es la necesidad de est¿blecer los aspectos
de clasiflrcación en relación con el PVC y la influencia de los diferentes PET coloreados.
Sin embargo, l¡na vez establecidos adecuadamente estos aspectos, las botellas de PET de
un solo uso pueden experimentar un crecimiento dramiítico en toda Europa.
269
3.E.3. Nuevos y emergentes mercados. Los mercados de PET estiin continuamente
surgiendo en todo el mundo en lugares como América Central y Sudamérica, Extremo
Oriente y en países concretos tales como India y Australia.
El éxito del crecimiento del PET en los mercados emergentes, como ocrure en Europa.
dependerá de la resolución de diversos aspectos sobre el reciclado. La introducción del
envase de PET, en particular del envase de PET no retorn¿ble, requiere un planteamiento
firme que asegure que las botellas de PET usadas son recogidas y recicladas.
En contra de la presión política para el mantenimiento de los envases de vidrio, PVC,
rellenables o de cualquier otro material, el reciclado en ciclo cerrado se exige como una
alternativa importante. El reconocimiento de la necesidad de soluciones innovativas de
reciclado y de bajo precio, es el hecho que condujo a Johnson Controls al desarrollo de su
nueva tecnología Supercycle.
3.9 DESARROLLO DE STJPERCYCLE.
l-a "historia" de Supercycle comenzó a finales de los años 80 cuando Johnson Controls
puso en marcha los esfuerzos dirigidos a la mejora de los aspectos económicos de
Univ¡tsidad Á"ró{o'rr rfa CccilntlSiCúriii o¡.1-iürii,A
270
reciclado de PET. El objetivo final del proyecto contempla dos aspectos: el desarrollo
de un proceso para la fabricación de PET reciclado para uso con alimentos y
simultáneamente el diseño de un proceso de forma que disminuyeran significativamente
los costes de reciclado.
Después de una revisión cuidadosa y del anrálisis de la tecnología existente sobre reciclado
de plásticos. JCI inauguró en 1990 su planta de reciclado con la tecnología actual en
Novi, Michigan, transformándose de esta forma en el primer fabricante norteamericano
de botellas que poseen y pone en funcionamiento una instalación de reciclado. La planta
de reciclado de Novi, inicialmente construida con la tecnología adquirida a la compañía
alemana de reciclado de Reko y fabricada en Italia por Sorema, se ha transformado en el
núcleo para el desarrollo de proceso Supercycle propiedad de la compuiía.
Con el reconocimiento de altos costes de capital y de conversión asociados con las
diversas opciones de reciclado de PET en ciclo cerrado la Johnson Controls decidió la
corsecución de un proceso que perrritiera la limpieza del PET y que a su vez dejará
intacto al pollmero y que se denominó super-lavado. Esta aproximación abrió la
posibilidad de evitar las costosas etapas de re-polimeruaciún que eran precisas cuando se
utiliza el reciclado por met¿nólisis y glicólisis.
271
Fabricado a partir de materia prima consistente en un Lú% de botellas usadas de PET,
Supercycle utiliza un proceso propio que incorpora un lavado de alta densidad, elevadas
temperaturas (500oF), alta presión, tiempo de residencia bajo vacío con exposición
catalítica y filtración en fundido.
Después del desarrollo del proceso Supercycle, la Johnson Controls llevó a cabo un
amplio esquema de ensayos para comprobar la capacidad de sus sistema en el logro de un
PET reciclado seguro y purificado, que puede ser utilizado en aplicaciones que demanden
el contacto con alimentos.
Para la obtención del documento de aceptación, se llevo a cabo r¡n proceso de ensayos
rigurosos utilizando el protocolo de la FDA. Ello incluía la utilización de botellas usadas
de PET deliberadamente contaminadas, utilizando contaminantes alternativos de cinco
tipos volátil-no polar, volátil-polar, no volátil-no polar, no volátil-polar y sal tóxica.
Las botellas contaminadas fueron posteriormente recicladas utilizando el proceso de
Supercycle.
El proceso Supercycle dio lugar a una grañeza de PET superlimpia, eue se utilizó
posteriormente en la fabricación de botellas. Estas botellas se sometieron a continuación
a los ensayos pertinentes para detectar la presencia de los contaminantes alternativos.
272
Para cada tipo de conta¡ninante, el potencial de cantidad admitida estaba al nivel o por
debajo del valor estiindar estricto de la FDA y que era de 0.5 ppb.
Cuando la FDA otorgó en agosto de 1994 el documento de aceptación al prooeso
Supercycle, se produjo el hecho de ser el primer material de PET reciclado en recibir la
consideración de aptitud para el contacto directo con alimentos. La decisión de la FDA
era válida para aplicaciones con cualquier tipo de alimento o ida, llenado a cualquier
temperatura y al cualquier nivel de contenido, hasta e incluyendo el lN%.
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274
I-os resultados de los numerosos ensayos que hemos llevado a cabo han demostrado que
la resina Supercycle es comparable en todos los aspectos a la resina virgen. En la
actualidad, Johnson Controls continua en contacto con los clientes para el ensayo y
cualificación del material para una diversidad de aplicaciones. Hasta la fecha, estos
contactos han demostrado que no existen diferencias significativas entre los envases
fabricados con la resina Supercycle y aquellos que se fabrican a partir del PET virgen.
Como ya hemos indicado al comienzo de este artículo, m:ás de 100 millones de envases se
han vendido desde el pasado mes de agosto, utilizando diferentes niveles de Supercycle.
En los EE.UU, el material Supercycle se ha utilizado para la fabricación de botellas para
bebidas gaseosas y de filmes para alimentos. Las botellas se fabricaron con un contenido
del 25% de Supercycle, cumpliendo de esta form¿ con todos los requisitos existentes
sobre el contenido de material reciclado.
En Europa, donde el acortamiento de las cifras de resina PET virgen es más prominente,
[,as aplicaciones han sido en los tipos no alimenticios.
Estas botellas para ensayos de cualificación, tanto en los EE.UU como en Europa. Sin
mencionar el nombre de las compañías especificas, estas botellas están actualmente
sufriendo eil¡ayos de cualificación para aplicaciones adicionales, que incluyen: bebidas
no alcohólicas, agua, productos de aseo bucal, condimentos. anmos y bebidas alcohólicas.
275
Aunque el proceso de reciclado es complejo, Johnson Controls espera que el proceso
Supercycle sea menos costoso, en términos de conversión y precise una menor inversión
de capital que la de los procesos de despolimerización o multicapa actualmente
disponibles, situado con ello al proceso Supercycle en una excelente posición para
alcanz,ar la paridad con la resina virgen en un futuro no tan lejano.
El verdadero desarrollo del proceso Supercycle es su capacidad para eliminar de forrra
definitiva el obstiáculo económico largamente asociado con el reciclado en ciclo cerrado.
Cuadro 10. del superc
No existen diferencias significativas entre los envases de PET virgen y aquellotfabricados con un 25% de supercycle-7í% de resina virgen
Comnaración técnica del PET virsen frente al SupercycleProFiedad Resina Virgenr 25%,'de Suoercr¡cle
% Dispers. vol.-24 horas 3.19% 3.24Vo
% Dispers. vol. -48 horas 6.147o 6.UIVo
Punto de llenado 2026.2 CC 2026.L CCImoacto por caída 1 fallo sin falloPresión de reventamiento 215 psi 207.5 psi
Carga máxima 77.67 tb 76.29 tbPresión de agrietamiento inicial 96.3 psi 91.3 psi
Ensavo AA 3.7 us,ll 3.0 us/lTransmisión de CO L3.7 ccldía 13.2 ccldía
Fuente. Hoeschst celanese
276
3.9.1. Comercialización mundial del Supercycle. El material Supercycle se fabrica
actualmente en la planta Novi de reciclados de envases plásticos de la Johnson Controls
en Michigan. Dicha planta posee una capacidad de lavado de 17.000 toneladas anuales,
de las cuales 9000 toneladas pueden sufrir el proceso de super-lavado.
Ademrás de anunciar la concesión del documento de la FDA durante el último año, la
compañía tanrbién ha manifestado sus planes para ampliar la capacidad de lavado, lo cual
se espera completar durante L996. Con la ampliación de la capacidad Supercycle de la
planta, esperamos lograr los factores económicos necesarios para fabricar material
reciclado para alimentación a un nivel de paridad con la resina virgen.
Los planes inmediatos de comercialización del Supercycle se centran en el ofrecimiento
del material reciclado exclusiva¡nente en envases de la Johnson Controls en EE.UU y
Europa y en aplicaciones seleccionadas que se apartan del envase, tales como filmes y
láminas.
Debido a los aspectos económicos favorables y a la naturaleza en ciclo cerrado del
Supercycle, peru¡amos que este proceso ofrece a los países europeos una opción de
reciclado importante y competitiva. Cuando los diferentes gobiernos traten de superar las
políticas existentes sobre el vidrio frente al PET y de los envases rellenables frente a los
de un solo uso, el proceso Supercycle proporcionará un mercado inmediato para las
277
botellas usadas, así como un instn¡mento económico demostrado para transformar el
material de desecho en botellas de PET.
La Johnson Controls ha recibido recientemente la aprobación para el uso del proceso
Supercycle en Bélgica y estií actualmente inmersa en negociaciones para su implantación
con diversos gobiernos erüolreos. I-a compariía estii tarnbién implicada en el proceso de
seleccionar una localización para una planta europea de Supercycle. Se espera que la
primera planta europea de Supercycle tenga una capacidad anual de 5000 toneladas. Ia
planta podrá entrar en funcionamiento dentro de los 15 meses desde la aprobación y
selección geográfica, que en la actualidad se dirige a Francia.
Estamos de forrra activa considerando y persiguiendo disposiciones de autorización para
la fabricación del material Supercycle en todo el mundo. Las discusiones hasta la fecha
varían desde la autorización de la tecnología hasta la construcción de plantas de reciclado
totalmente instaladas.
Las autorizaciones potenciales estrán implicadas típicamente en los mercados emergentes
de PET y que estiin interesados en utilizar el Supercycle como parte de la estrategia total
de expansión del mercado. Uno de los mayores obstáculos es la falta de infraestructura
de recogida del material usado. La mayoría de los mercados emergentes no poseen en la
actr¡alidad medios para la recogida de botellas usadas.
278
Sin embargo, la utilización de botellas usadas en un proceso en ciclo cerrado tal como el
Supercycle mejora los aspectos económicos y la posibilidad de establecer una
infraestructura de recogida.
En resumen, podemos afirmar que la introducción del Supercycle ha generado un
tremendo interés por parte de los clientes en todo el mundo. Esta¡nos confiados en que el
Supercycle jugará un papel importante en el crecimiento mundial del envase del PET,
cuando las Industrias y las negociaciories contemplen sus necesidades sobre el material
reciclado.
279
4. PLAI\ ESTRATÉGICO
4.1 MISIóN
Satisfacer la demanda en el mercado nacional de empaques (envases), generada por el
desplazamiento del PVC para tales propósitos; utilizando materiales de alta ingeniería
como por ejemplo el PET, a partir de la misma tecnología.
, 4.2 VISIóN
Ser la empresa líder en el mercado consumidor de envases plásücos, producidos en
materiales de alta ingeniería como el PET en un plazo menor de 5 u1os.
Ufir¡nirta¡l ruiónonr dc Odfar¡S[¡.:i)tt¡¡l EtBLI0IECA
280
4.3 OBIETIVO GEI\ERAL
Determinar las condiciones generales necesarias para el tratamiento del PET en el proceso
de extrusión-soplado, definir los ajustes requeridos en el equipo para lograr altos niveles
de producción y calidad.
4.4. OBTETTVOS ESPECÍTICOS
o Elaborar un estudio de costos de producción en el proceso de transformación del PET
para la fabricación de envases
o Detenninar el costo-beneficio generado por los ajustes necesarios al equipo para
procesar el PET
o Determinar el nivel de aceptación, entre los empresarios del subsector de los
plásticos, en cuanto a la transformación del PET en equipos de extrusión-soplado
convencionales a través de un estudio de mercado
o Establecer la relación costo-beneficio tanto en términos económicos y financieros
como ambientales, en la fabricación de envases plásticos utilizando los equipos de
extnrsión-soplado convencionales, comparando la utilización del PET vs. PVC.
281'
4.5 lNrir,rsrs INTERNO
4.5.1 tr'ortalezas
o El PET es considerado mucho menos contaminante del arnbiente que el PVC.
o I¿s propiedades: Físicas, mecánicas, térmicas, eléctricas, ópticas, resistencia a
agentes químicos y a la intemperie; hacen del PET un material nuás atractivo que el
PVC.
o El PET se puede transformar mediante diversos procesos como extn¡sión-soplado,
inyección-soplado, inyección-soplado biorientado al lgual que el PVC.
o El PET obtenido de la recuperación de los envases post-uso, puede ser utilizado para
conformar nuevos envases sin que exista problemas de contaminación de los
productos, ni de higiene, lo que no es perrritido para el PVC.
o La aceptación del mercado consumidor de productos empacados en envases
elaborados a partir del PET es excelente, para el PVC no es tan favorable debido a
las campañas en su contra de los grupos ecologistas.
282
o El posicionamiento y el crecimiento ascendente del consumo del PET en mercados
europeos y Norteaméricanos es un hecho mientras que el PVC ha sido erradicado.
4.5.2 Debilidades
¡ Poca comercialización del PET en el mercado colombiano, ptrt el PVC es muy
buena.
o El costo de la materia prima del PET es rnayor que para el PVC.
o El proceso de reciclado del PET es especialuado, para el PVC es sencillo.
o El PET requiere para su procesamiento equipos periféricos adicionales, por ser
higroscópicos e[ PVC no lo requiere.
Las empresas que elaboran envases de PVC tienen un mercado internacional limitado, por
el contrario al fabricar envases en PET podrían competir con dichos mercados.
283
4.6. ^l¡vÁr,rsrs ExrERNo
4.6.1 Oportunidades
o Es posible efectuar ajustes y modificaciones a los equipos de extrusión-soplado para
transformar el PET con una inversión accequible y razonable.
o A nivel nacional existen pocos transformadores de PET, por lo tanto la competencia
en el mercado es escasa.
o Las investigaciones y desarrollos en nuevas resinas se ha intensificado lo que permite
afirmar que materiales de alta ingeniería como el PET, en un corto tiempo tendrán
una muy buena comercialización y bajo costo.
o I¿s campañas de los grupos ecologistas como green peace contra el uso del PVC
como material de empaque, han ocasionado apatía del mercado consumidor dejando
mercado disponible para un material sustituto como el PET.
o I-a. política económica del País de puertas abiertas, obliga a los productores de envases
plásticos a competir en mercados extranjeros para recuperar el mercado ganado por la
284
competencia; y para poder ingresar a dichos mercados los envases no pueden ser
fabricados en PVC, si se habla de Europa y Estados Unidos.
4.6.2 Amenazas
o I¿s empresas que no inicien de manera decidida el proceso de diversificación de
materias primas y gradualmente vivan el canrbio del PVC al PET puedan quedar
rezagadas y dejar de existir ante las exigencias del mercado consumidor.
o Los equipos cuya t€cnología se adapte para transformar el PET en un mediano plazo
se debe pensar en sustin¡irlos por equipos de tecnología de avattzada, debido a que la
eficiencia y productividad de los nuevos desarrollos puede dejar sin piso a los
transformadores de plástico tradicionales.
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286
4.8 PLAI\ DE ACCIóN
En esta etapa del proceso de planeación estratégica se diseña un plan de actividades
asignadas a las personas responsables de las diferentes instancias de la organización,
orientado a desarrollar las estrategias formuladas en la matriz Dofa.
El plan de acción debe contener por lo menos los componentes que se presentan a
continuación como modelo propuesto.
4.8.1 Plan de capacitación para el talento humano. Se deben determinar las áreas
prioritarios donde se requiere la capacitación, objetivos, las instituciones oferentes, la
duración de las acciones, los participantes, costos, etc.
4.8.2 Plan operativo para el desa¡rollo e implementación de los proyectos de
investigación y desarrollo tecnológico que se consideren de vital importancia para el
crecimiento y posicionamiento estratégico de la empresa.
287
4.8.3 Plan de inversiones considerando la compra de equipos, construcción y
reparaciones locativas.
4.8.4 Plan de mantenimiento preventivo. Se deben considerar aspectos tan vitales
como el mantenimiento preventivo lo que permite, mediante un programa adecuado
disminuir los costos globales generados por el mantenimiento.
4.8.5 Plan flrnanciero. Este plan debe considerar la totalidad de los ingresos Vs
totalidad de gastos e inversiones, comparando al menos los dos últimos períodos
contables, para observar los cambios.
Es útil para efectos didácticos observar algunos de los rubros a considerar el Plan
Financiero, presentado a continuación:
TOTAL INGRESOS:
o Ventas de producto
o Ventas de activos
288
. Intereses
. Otros ingresos
TOTAL GASTOS:
Subtotal gastos fijos
o Nomina y el incremento por prestaciones sociales
¡ Servicios de vigilancia y aseo
o Servicios públicos
o Arrendamiento
o Otros gastos fijos
Subtot¿l gastos variables
r Honorarios
o Horas extras
o Materiales de fabricación
o Mantenimiento maquinaria y equipo
o Viáticos
289
. Capacitación
o Recreación y deporte
o Otros gastos variables
Subtotal atención a infraestructura
o Compra equipo
¡ Construcción y reparaciones locativas
Es importante el análisis de los canrbios en las partidas ejecutadas al final del período,
para comparar los resultados con los períodos anteriores y lograr establecer elementos de
juicio que faciliten la toma de decisiones acertadas, en función del fortalecimiento de la
organización.
4.9 MOI\IITORIA ESTR,ATÉrcICA
Es la última etapa del modelo de planeación estratégica, se debe partir del plan de acción
para monitorear las acciones emprendidas con la intensión de desarrollar el Plan
rrrfórom¡ dc Occi.¡rtlStuirr;iJ BrBt.l0r[CA
estratégico Corporativo.
290
En el Plan de Acción deben quedar expresas las unidades de medición del avance en la
ejecución de las actividades estratégicas para que sea posible ajustar oportuna¡nente las
desviaciones que no contribuyan al logro de los objetivos planteados y presentar las
alternativas adecuadas para la retroalimentación del proceso.
291
5. ESTTJDIO ECONóMICO Y FINAI{CIERO
5.1 Clir,CUr,O DEL PIJNTO DE EQLTTLIBRTO
Este aspecto es importante para controlar en la empresa, el nivel de producción mlnimo
sin incurrir en perdidas.
5.1.1 Cátculo de la tarifa hora-máquina. Este cálculo se realiza partiendo de los
siguientes datos supuestos: costo de mano de obra directa, costo de depreciación de la
máquina, valor del seguro de la máquina, costo de arrendamiento, costo depreciación
equipos de oficina.
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296
5.L.2, Clasificacién costos variables y costos f[ios para fabric¿r envases con PVC
Tabla 20. Cálculo de costos
COSTOS VARIABLES
MOD
ENERGÍA
MATERIALES
7.618.747 $/ano
8.740.629 $/año
t97.47t.500 $/ano
213.830.876 $/añoTOTAL CV
cosros rlJos
Depreciación rnriquina
Seguro de la mráquina
Mantenimiento
Herramienta
MOI
Arrendamiento
Depreciación equipo oficina
Servicios
Recargo del molde
TOTAL CX'
13.957.545 $/ano
38.066.276 $/año
1.799.698 $/año
405.216 $/ano
7.6L9.M0 $/año
102.600 $/ano
2.060.000 $/ano
1.380.000 $/año
2.300.000 $/ano
67.690375 $/año
Fuente. SENA CCA-ASTIN
CT:CF+CV
CT : 67.690.375 + 208.751.809
CT : 281,.521.251 $/año
297
Para el caso planteado se espera que:
U : 30% CT por lo tanto se tiene:
U :281.521.251 x 30%
U : 84.456.375 $/año
Para hallar el punto de equilibrio se tiene:
[: CF+U donde(1-r) w
W : Precio de venta unitario
CF : Costos fijos totales
U: Utilidad
T : Costos variables totales : 2L3.830.376 : 0.759Ingreso 28t.52L.251
I:U+CF+CV
En el punto de equilibrio se tiene:
298
U : O entonces
l:28t.521.251
[ : 67.690.375(1-0.7s9) 126
X = 2.192.756 uns
Este dato se puede interpretar así: Bajo las condiciones establecidas para el ejercicio se
deben producir y vender 2.L92.756 uns para no tener perdida ni ganancia.
Si se espera obtener una utilidad equivalente ú 30Vo de los costos totales se tiene:
U :82.932.655 $/año
T : CU/I; T = 213.830.376 I 3il.453.W : 0.58
| = 82.932.655 + 28t.521.251 = 3U.453.906 $/año
X : 67.690.375 + 82.932.655 ; X : 2846.?.4O
( 1- 0.s8) 126
Esto quiere decir que para obtener una utilidad de 82.932.655 $ deben ser producidas y
vendidas 2.8y'¡6.240 unidades.
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300
5.1.3 Ctasificación costos variables y costos fijos para fabricar envas€s con PET.Cantidad a producir: 3.444.582 uns/año
* Costos variables:
o MOD:
3.444.582uns/lote x tL37.5 $/H x lHl720 uns : 5.Ut.96L $/lote
o Energía:
3.444.582 uns/lote 1H/720 uns x 1305 $/H = 6.243.3M $/lote
o Materiales:
3.444.582 uns/lote x 70.68 $/uns : 243.463.055 $llote
Tot¿l CV : 255.148.320 $
* Costos fijos:
Total CF = 67.69o375
CT :CF+CV
: 322.838.695 $
Para encontrar el punto de equilibrio:
U:OT: 255.L48.320 : T:0.79
301
322.838.695
W : L32.6
X - 67.690.372 = 2.430.883 uns(1 - 0.79) 132.6
Para alcanzar el punto de equilibrio se deben producir y vender 2.430.883 uns de envase
elaborados en PET
al comparar el punto de equilibrio para ambos casos se puede deducir:
2.t92.756 x100 :N%2.430.883
La cantidad de unidades producidas y vendidas para alcanzar el punto de equilibrio bajo
las mismas circunstancias para el PET resulta el LO% mayor qtre para el PVC, razón por
la cual se puede atribuir básicamente al mayor costo del material PET con relación al
PVC.
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oo@(r)c)o|¡l,¡f¡rfON-(Dñlt@oroñtN ¡frr¡)r+ooñ odñ@@OoFls-0r)-eN-FOñroúi Eg
ootoFtoNul,oo(oFtlttNOtCT|¡)FSI(tñdJ<'¡ñ dño(\¡cD@!fcDctroroF@orrñ ggtitor=
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FLUJO DE CAJA PARA EL PET
CUENTA
SALDO INICIAL
INGRESOS
VENTAS ANO
RENDIMIENTOS FIN.
EFECTIVO QUE INGRESA
EGRESOS
CTAS POR PAGAR PROVEED.
GTOS DE PERSOML
GTOS GENERALES
GTOS FIMNCIEROS
AMORTIZACIONES A CAP.
EFECTIVO OUE EGRESA
REMANETE EN CAJA
APAI¡NCAMIENTO BANCARIO
SALDO FIML EN CA.JA
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0 615,600,499
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328,388
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293,478,333 352,174,000
10,,f20,951 10,420,951
7E,864,941 7E,E64,941
323,288 318,031
168,086 173,276
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10,420,951
79,093,6¡09
312,612
178,626
507,130,560
10,,+20,951
75,523,021
307,025
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323,868,0,13 383,255,599,t¡01,951,199 512,614,638 597,365,698
111,694,107 215,636,272 119,185,572 il0,314,717 917,EM,742
111,69/,,107 215,Eft,272 419,485,572 u0,314,717 il2,171,630tttffffffaññffi Éaüffi$t**ffi
308
EVALUACION ECONOMICA PARA EL PET
CAPITAL $10500000.oo (288,176,115)111,694,107245,836,272419,485,572640,314,717642,171,630
TASA INTERNA DE RETORN 83.72o/o
La información obtenida en la evaluación económ¡ca, indica que la inversión requerida
para el procesamiento del PET, en el proceso de extrusión-soplado convencional, es
recuperada en el primer año de la proyección económica. Es razonable considerar que
este resultado representa la condición ideal para una inversión altamente rentable.
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FLUJO DE CA.JA PARA EL PVC
CUENTA
SALDO INICIAL
INGRESOS
VENTAS ANO
RENDIMIENTOS FIN.
EFECTIVO QUE INGRESA
EGRESOS
CTAS POR PAGAR PROVEED.
GTOS DE PERSOMI-
GTOS GENERALES
GTOS F|]I¡ANCIEROS
AMORTIZACIONES A CAP.
EFECTIVO QUE EGRESA
REMANETE EN CA,,A
APAIANCAMIENTO BANCARIO
SALDO FINAL EN CA.IA
0
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0
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0
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0
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0
0
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0
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0
0
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372,165,29
0
0
0
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0
0
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418,712,680
0
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0
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0
472,303,889
0
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0
0
0
0
¿105,332,954 530,312,826 686,419,490 878,929,641
140,165,757
10,¡120,951
68,390,375
328,388
3,394,128
154,1E2,333
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3,498,921
169,600,566
10,420,951
78,864,941
't12,807
3,606,951
186,560,623
10,420,951
79,093,649
0
3,718,315
205,216,6E5
10,420,95'l
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(1 16,290)
3,833,1 l8
222,699,558 247,',tE9,382 262,606,2't6 279,793,538 298,677,4U
73,663,191 158,143,572 267,706,611 406,625,952 580,252,357
73,663,191 158,143,572 267,7É,611 ¡f06,625,952 ¡f07,805,168ffÉñffiÉffilt ffiffiHffi rffiffi.ffffiffi ffiffiffi
EVALUACION ECONOMICA PARA EL PVC
CAPITAL $10500000.oo (288,176,115)73,663,191
158,143,572267,706,611406,625,952407,805,168
TASA INTERNA DE RETORNO 57.32o/o
La información obtenida en la evaluac¡ón económ¡ca, indica que la inversión requerida
para el procesamiento del PVG, en el proceso de extrusión-soplado convencional, es
recuperada en elsegundo año de la proyección económica. Es razonable inferir
que es menos atractivo invertir para fabricar envases plasticos de PVC, que realizar la
misma inversión utilizando PET.
6. CONCLUSIOIVES
6.1 El desplazamiento del PVC en el mercado mundial es inminente, por lo tanto los
empresarios del subsector de los plásticos deben pre,pararse para el procesamiento de
materiales subtítrilos de este.
6.2 I¿ fabricación de envar¡es plásticos utilizardo el PET oomo materia prima en el
proceso de extnrsión-soplado si es posible, mediante el acondicionamiento de los equipos,
esto quiere decir que se reEriere por ejemplo de un tornillo que permita la mejor
plastificación del material, se requiere ta¡nbién de un cabr;zal cuyo tor@o sea
aerodinámico y que el molde teriga un excepcional refrigeración. En forrra adicional, se
requiere de equipo periférico como un secador de aire seco y talvez r¡n cristalizador.
6.3 Desde todos los puntos de vista el PET puede ser considerado sustin¡to del PVC, debido
a sus excepcionales propiedades y adenriís su aceptación en el mercado consumidor por ser
considerado menos contaminanfe del medio ambiente.
6.4 Los empresarios del subsector transformador de los plásticos se encuentran interesados
en el PET como materia prima, para ofrecer al mercado consumidor otras alternativas.
313
6.5 El desarrollo de nuevas resinas de PET mejoradas para el proceso de extn¡sión-
soplado, y a su vez las tecnicas de reproceso del material post-uso permiten determinar que
el polietilen - pereftalato puede se usado para envases en múltiples aplicaciones que van
desde productos alimenücios, de consumo en el hogar, línea farmaceutica, cosmetología
hasta productos agroirdustriales. Como se puede observa¡ el campo de uso del material
para confonnar envases es múltiple.
6.6 I¿s modificaciones necesarias a los equipos de extrusión-soplado requieren una baja
inversión comparada con la adquisición de equipos de tecnologíaavanz.ada.
7. RECOMEI\DACIONES
7.1 Los empresarios del subsector transformador de los plásticos deben enfrenta¡ el
paradigrna de los materiales de alta ingeniería para conformar envases plásticos y asimilar el
desplazamiento del PVC por razones anrbientales.
7.2 Es necesario tomar conciencia de Ere el canrbio es inminente y por lo tanto el
empresario debe tener la visión necesaria que le permita subsistir en el mercado, de lo
contrario se vera abocado a siuraciones críticas. Es claro el horizonte tecnológico, pero al
no tener los medios económicos para enfrentar el reto de inmediato surge r¡na alternativa
con el esfi¡dio realizado que seguraÍrente produciní un alivio para competir y suplir las
necesidades de un mercado conzumidor cadavez rnrís exigenie.
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Anexo A. Encuegta Piloto
O MrNrsrERro DE TRABA¡'. y 'EGI'RTDAD
socrAr,
SENA Servicio Nacional de Aprendíza)e - sENA
Regional del VaIIeCCA - ASTIN,fu1io de 1996
Encuesta dirigida a los Directivos encargados de Ia proyecciónestratégica de laE pequeñas y medianas empregas, dedicadas a Iatransformación determoplásticos como las poliolefinas, cloruro de
polivinilo y polimerizados de estireno.
Duración: 10 (diez) minutos
Nonbre de la €qrresa Y cludad:
Nlt de la e4rreaa:
Tel6fono y fax:
Total de upleadoe:
Nonbre del encuestado:
Cargo quc daeeqreña:
1. eué proceso es utilizado en Ia empresa para fabricación de envases
pIásticos?
Extrueión - soplado convencional
Extrusión - soplado biorientado
Inyección - soplado
7N
ntr¡
2. eué materiales son utilizados para la elaboración de los envasea?
Polietileno de alta denEidad
Polietileno de baja densidad
Polipropileno
PVC
Otros? Especifique cuales:
3. EI promedio de tiempo de trabajo de los equipos utilizados en el
proceso es:
Menor de 5 (cinco) años
Entre 5 (cinco) y 10 (diez) años
Entre 10 (diez) y 15 (quince) años
Mayor de 15 (quince) años
4. La empresa en promedio tiene r¡n crecimiento de ventas anuales de:
Menor deI 5t
Entre 5t y 10t
Mayor del 10t
!!trntr
!!!tr
Intr
5. En eI mediano pl^azo, Ia empresa eetá en condiciones de invertir en
nueva tecnología?
g. eué presupuesto ha sido asignado para inversiones en nueva tecnología?
(milloneE de pesos)
Menos de 100 (cien)
Entre 1OO (cien) y 200 (doscientos)
Más de 200 (doscientos)
7. Conoce un material termoplást,ico llamado Poi (Tereftalato de etileno)
PET?
Ertn*o
8. Está interesado en obtener información sobre innovación tecnológica
para eI procesamiento del PET?
!tt
trn
si
No
!n!
!*o
9. Si las condiciones como mercado conEumidor, reformas en los equipos,
calidad de los productos, costos etc. son 'favorables, estaría
interesado en transformar et PET en sus equipos convencionales?
10. Si Ia respuesta anterior es afirmativa, anuncie una raz6n que la
justifique:
GRACIAS POR SU ATE¡TCIóNI
n!
SI
NO