Implementación de una planta para la utilización de plásticos de tipo PET en reemplazo de una fracción de Bitumen para la elaboración de asfalto, aportando a la economía circular de la Región del Maule

Capítulo 1: Presentación de alternativas y selección de tecnologías

UNIVERSIDAD DE TALCA[pic 1][pic 2]

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL INDUSTRIAL

PROYECTO DE APLICACIÓN TECNOLÓGICA

Implementación de una planta para la utilización de plásticos de tipo PET en reemplazo de una fracción de Bitumen para la elaboración de asfalto, aportando a la economía circular de la Región del Maule

AUTORES:

Valeria Abarca

Fernando Carrasco

Diego Flores

Felipe Ubilla

CURICÓ, CHILE

Junio de 2021

Resumen ejecutivo

En el presente informe se desarrolla el proyecto de diseño de una fábrica de asfalto a partir de desechos plásticos tipo PET que no son posibles de reciclar y de otro modo se irían al vertedero o serían incinerados (Company, MACREBUR, 2020). El alcance del proyecto inicia con la recepción de los bins que contienen el plástico, incluye todos los procesos para la transformación en bitumen para ser utilizado en la mezcla con el bitumen convencional y la grava, entregando como resultado el asfalto, siento este el final del alcance.

Para un horizonte temporal de un año se trazó el objetivo de reutilizar 57% del plástico desechado en la comuna de constitución. Para cumplir con el objetivo fue necesario calcular los desechos de plástico de la comuna, ya que estos no se encuentran disponibles. Se utilizó la media anual de la población en Latinoamérica que posee un estilo de vida tanto social y cultural semejante a la población de Chile, la población del continente desecha 32 kg de plástico anualmente (Manufactura, 2017). Con este dato disponible es posible estimar los desechos de PET de la comuna costera ya que se conoce que la población proyectada para el 2021 es de 50.479 habitantes (Chile, 2021), por lo que la cantidad total de plástico anual disponible alcanza 1.615.328 kg. Tomando como punto de referencia el año 2021, existen 253 días (Working days, 2021) laborales con 8 horas de trabajo, por consiguiente, para alcanzar el porcentaje propuesto es necesario producir un mínimo de 455 kg de bitumen plástico por hora.

Para el estudio se toma como base asfaltar un camino residencial donde transitan autos de hasta 6 toneladas. Para esto se necesitan 220kg de mezcla de grava, 34% de bitumen convencional y 6% de bitumen plástico para asfaltar 1 con 0,1 de profundidad (Company, MACREBUR, 2018). Para obtener 1 tonelada de asfalto al 6% de bitumen plástico se necesitan 60kg de desechos lo que equivale a 9mil bolsas desechables o 6 mil botellas de PET (Association, 2015).[pic 3][pic 4]

Para esto se ha decidido diseñar y construir una planta de elaboración de asfalto a partir de la reutilización de los desechos plásticos. Para esto, fue necesario la elaboración de un estudio tanto de factibilidad técnica, donde se realiza el estudio de la tecnología disponible para la ejecución y puesta en marcha, además de la realización de una evaluación económica, con la finalidad de ver los aspectos económicos, tanto de beneficios y consto que la plata traerá para cada uno de los socios.

Dentro de los procesos que se pueden identificar, se pueden ver dos procesos de importancia que consisten en la elaboración de bitumen a partir del plástico reciclado, donde es necesario la selección de una trituradora que será encargará de triturar el plástico de tipo PET, donde posteriormente este plástico pasará a un extrusora que debe cumplir con las características necesarias para poder transformar el plástico molido en bitumen de plástico. Adicionalmente, el segundo proceso consiste en el proceso de mezcla, donde primeramente se debe seleccionar la maquinaria indicada para el proceso y posterior a ello se procede a realizar la mezcla para la formación de asfalto, para lo cual es necesario de gravilla,  de bitumen tradicional (Petróleo) y  de bitumen de plástico.[pic 5][pic 6][pic 7]

Índice de contenidos

1.        CAPÍTULO 1: PRESENTACIÓN DE ALTERNATIVAS Y SELECCIÓN DE TECNOLOGÍAS        12

1.1.        Descripción del problema        13

1.2.        Descripción de las propuestas        14

1.2.1.        Utilización de plástico reciclado para la fabricación de postes o perfiles para la construcción        14

1.2.2.        Creación de carreteras a base de plástico para la elaboración de asfalto        15

1.2.3.        Creación de ladrillos a base de PET        15

1.3.        Descripción de criterios de evaluación        16

1.3.1.        Criterios de carácter cualitativo        16

1.3.2.        Criterios de carácter cuantitativo        17

1.4.        Evaluación de los criterios de selección        18

1.5.        Selección de propuesta        21

2.        CAPÍTULO 2: ESTUDIO TÉCNICO        24

2.1.        Definición de parámetros de diseño        25

2.2.        Determinación de la capacidad del proceso y de los equipos principales mediante balances de masa y diagramas de bloque        25

2.3.        Selección adecuada de equipos industriales        29

2.3.1.        Máquina trituradora de plásticos        29

2.3.2.        Máquina extrusora        31

2.3.3.        Máquina mezcladora        33

2.3.4.        Cintas transportadoras        35

2.4.        Determinación de requerimientos de energía del proceso mediante análisis de energía        38

2.5.        Descripción de procesos y equipos industriales auxiliares        38

2.5.1.        Bomba hidráulica        39

2.5.2.        Servicio de proveedor eléctrico        40

2.6.        Planos generales        41

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