informe - cajon final

FACULTAD DE INGENIERIA

Asignatura

MATERIALES INDUSTRIALES

TRABAJO FINAL

SELECCIÓN DE MATERIALES

CAJONES PARA TRANSPORTE DE PESCADO

BLANCO, Leonardo [email protected], Gustavo Ariel [email protected]

mMANCUSO, Fernando [email protected], Nicolás [email protected]

MATERIALES INDUSTRIALESTrabajo Final: Selección de Materiales Cajones para transporte de pescado

Contenido

Resumen del Trabajo

CálculosPropiedades Mecánicas8

1) Resistencia a la compresión8

2) Dureza9

3) Rigidez (Modulo de Young).9

4) Energía de impacto.10

Cálculos

Resistencia al Ambiente:11

1) Resistencia al ambiente salino.11

Cálculos

Propiedades Térmicas12

1) Conductividad térmica.12

2) Temperatura Vítrea13

Cálculos

Propiedades Generales14

1) Densidad14

2) Costo del Material.14

3) Filtro de Materiales Compuestos y Contenido de Monómeros.15

4) Filtro de Proceso por Inyección15

Conclusión

BibliografíaPaginas Web17

Software de aplicación17

Blanco – Herrero – Mancuso - Perozzi

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Resumen del Trabajo

El cajón de plástico se ha convertido en el medio más idóneo para transportar y a su ves proteger las capturas del arte de la pesca.

En el presente trabajo trataremos de analizar cuales ha de ser las cualidades necesarias para obtener un material confiable para la elaboración de estos cajones.

Luego de una introducción en la cual consideramos los aspectos más sobresalientes que deben cumplimentar los cajones, realizaremos un cálculo de las condiciones mecánicas de estos elementos.

Luego analizaremos propiedades funcionales que hacen al comportamiento al medio de trabajo como puede ser salinidad y temperatura.

Al final tendremos las alternativas obtenidas y analizaremos el aspecto económico y la factibilidad de fabricación.


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Introducción

Para que el consumidor disponga de pescado de calidad óptima, debe ponerse cuidado en reducir el deterioro en todas las etapas. El deterioro comienza en cuanto muere el pez, de modo que puede comenzar antes de que los pescadores saquen del agua las artes de pesca. Para estos menesteres se deben cumplir plenamente los procedimientos correctos de manipulación antes del almacenamiento ya que el producto de la pesca puede deteriorarse rápidamente, sobre todo si se deja tirado sobre la cubierta, expuesto al sol y al calor, durante algún tiempo, echándose así a perder.

Figura 1 Tipos de estiba de pescado a granel

Para una mejor conservación es conveniente extender el mayor tiempo posible el «rigor mortis». El método más simple es enfriando el pescado rápidamente y manteniéndolo así a una temperatura entre 0 °C y -1 °C, que serían las temperaturas ideales. (Si se congela el pescado, debe ser de manera muy rápida, llegando al menos a -18 °C.

Es importante recordar que luego de un cierto tiempo el «rigor mortis» desaparece, se ablanda la musculatura y comienzan a romperse las células. Por lo tanto, si se prolonga ese estado se conserva mejor el pescado y cabe la posibilidad de procesarlo con todas las propiedades funcionales intactas.

A bordo de las embarcaciones la manera las sencilla de obtener temperaturas bajas en el uso de hielo. Los motivos por los cuales el hielo es un refrigerante ideal para el pescado son:

1. gran capacidad de enfriamiento para un peso ó volumen determinado2. fácil de transportar3. es inocuo (no hace daño alguno)4. es relativamente económico5. mantiene la temperatura del pescado sobre el punto al cual comienza su congelación.


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Cuando el hielo se pone en contacto con el pescado, el calor fluye del pescado al hielo, enfriando el pescado y fundiendo el hielo. Al utilizar hielo, todos los ejemplares deberán estar en contacto con éste. En caso contrario, habrá piezas refrigeradas y otras no, en las que se acelerará el deterioro. Además de actuar como agente básico del enfriamiento del pescado, el agua de fusión del hielo, lava al pescado y elimina bacterias superficiales y restos de sangre.

Para las condiciones óptimas de un rápido enfriamiento es necesario conocer otros factores que influyen, tales como:

Cantidad de hielo

Temperatura del ambiente

Aislamiento del contenedor donde el pescado es almacenado

Temperatura inicial del pescado

Disposición incorrecta

Disposición correcta

Figura 2 - Cajón típico de plástico para pescado y disposición correcta


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Los cajones vienen a ser los métodos de almacenaje y manipulación mas convenientes ya que permiten prestar atención principalmente a tres aspectos que se pueden controlar para el mantenimiento de una calidad optima:

Control de deterioro por Procesos Físicos: Estos procesos son provocados principalmente por malas prácticas en la captura y en el proceso de manipulación posterior. Se deben evitar golpes, cortes, aplastamientos, lesiones, etc.

Control del deterioro por Procesos Enzimáticos: La velocidad de los procesos de deterioro enzimático depende directamente de la temperatura.

Control del deterioro por Procesos Microbiológicos: El enfriamiento y la higiene de las distintas áreas (embarcación, cajón, mesada, etc.) disminuye el desarrollo microbiano.

Las áreas de almacenamiento de pescado (y de hielo) deben ser de materiales no corrosibles y construidas de modo tal que faciliten la limpieza. Toda superficie en contacto con el pescado debe ser lisa y libre de rajaduras o fisuras. La madera puede utilizarse, siempre que se mantenga en buen estado y se limpie muy cuidadosamente.

Hay algunas cuestiones extras que se pueden tener en cuenta a modo accesorios funcionales que no depende del material a utilizar, por ejemplo de el diseño de un sistema que garantiza que el agua de drenaje se cuele hacia fuera en lugar de caer por las cajas que están debajo. Si se apilan de forma escalonada, esta propiedad no se cumple plenamente.

Por lo tanto específicamente debemos considerar en los cajones de pescado:

Deberán ser adecuados para su transporte en embarcaciones de pesca y en vehículos de carretera (que pueden ser de diferentes tipos y tamaños). Por consiguiente, los recipientes portátiles deberán contar con características especiales que los hagan adecuados tanto para la manipulación de las capturas a bordo como para el almacenamiento y transporte del pescado en tierra.

Deberán resistir una manipulación relativamente brusca.

Deberán disponer de desagües para el agua de fusión del hielo.

Deberán estar hechos de materiales que permitan su limpieza de forma fácil y completa.

Deberán tener un tamaño adecuado para los diversos tipos de pescado fresco capturados, de modo que éstos no se doblen ni deformen.

Deberán ser de un tamaño práctico para su manipulación adecuada por medios manuales o con horquillas elevadoras, si se dispone de este tipo de máquinas.

Los recipientes portátiles deberán poder apilarse de forma adecuada y segura, de modo que los situados en la parte superior reposen sobre los que están debajo de ellos y no sobre el pescado que contienen.

Deberán estar hechos de materiales ligeros.

Deberán tener buenas propiedades termoaislantes, para evitar una infiltración excesiva de calor, rápidos aumentos de la temperatura del pescado y una rápida fusión del hielo.

Un recipiente con un diseño óptimo deberá tener una profundidad adecuada para evitar el aplastamiento de los peces almacenados en el fondo, es decir, se deberá evitar el almacenamiento de peces en a granel hasta una profundidad excesiva. Los recipientes deberán ser de fabricación sencilla y el aislante no deberá ocupar demasiado espacio.

Sin considerar los aspectos estructurales podemos hacer un análisis primario de los tres tipos generales de materiales en los que se pueden realizar los cajones y exponer sus principales ventajas y desventajas.


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Material Ventajas Inconvenientes

Madera

Puede que en algunos lugares o países la madera sea barata y constituya el único material disponible.

Fácil encontrar personas con conocimientos de carpintería.

Pueden fabricarse fácilmente.

La vida de las cajas es relativamente corta.

Despilfarro recursos forestales. Es difícil mantener las cajas con el

grado de limpieza e higiene adecuadas.

Las cajas son de madera pesada.

Metal

Las cajas metálicas normalmente son de aleaciones ligeras soldadas.

Son relativamente resistentes y ligeras. Resistentes a la manipulación brusca. Fáciles de mantener limpias y de vida

duradera.

Caras comparadas con las de madera o plástico.

Las reparaciones son relativamente sencillas..

Su manipulación es muy ruidosa. Propensos a la corrosión.

Plástico

Ligeras, resistentes y duraderas. Costo razonable.

Disponibles comercialmente en la mayoría de las partes del mundo.

Diseñadas específicamente para su uso. Fáciles de mantener limpias.

Algunos son difíciles de reparar si se dañan.

El costo inicial puede ser mayor que el de las cajas de madera.

Tabla 1 – Comparación de materiales posibles

Debido a este análisis consideramos que el único material factible para la realización de los cajones deberá pertenecer al grupo de los polímeros.

En cuanto al proceso consideramos al proceso de fabricación por inyección como el más fácil, rentable y de un nivel de producción de acorde con la demanda estimada.

Resumiendo los elementos de trasporte deberían cumplir con las siguientes características:

1) Propiedades mecánicas

a) Tipo de Material a utilizar

b) Resistencia a la compresión por el apilado de cajones llenos.

c) Dureza para que no puedan ser perforados ni rajados.

d) Rigidez (Modulo de Young) a fin de evitar deformación en el transporte.

e) Energía de impacto para resistir caídas con cajones completos.

2) Resistencia al ambiente

f) Resistencia al ambiente salino.

3) Propiedades térmicas:

g) Conductividad térmica.

h) Temperatura de Transición Vítrea.

4) Propiedades generales:

i) Densidad, a menos peso del cajón más pescado transportado.

j) Costo total (Material y proceso).

k) Filtrar los Materiales Compuestos

l) Filtrar los Materiales que contienen Monómeros.

m) Filtrar los Materiales que no se Procesan por Inyección.


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Z

X

Y

130 mm

485 mm

725 mm

Área = 480 mm2

σc = F / A = 8,167 MPa


Cálculos

Propiedades Mecánicas

1) Resistencia a la compresión

Según la Resolución 009/02 de la SECRETARIA DE AGRICULTURA, GANADERIA, PESCA Y ALIMENTOS se determina:

Por lo que podemos determinar el peso aproximado de cada cajón lleno en 40Kg.

Por lo tanto cada cajón ejerce una fuerza:

F = 40 Kg. X 9,8 m/s = 392 N (ecuación1)

Por cuestión de practicidad suponemos que no se deben apilar más de 10 cajones a fin de no superar la altura a la que pude acceder un hombre medio APRA cargar un cajón.

FTotal = 392 N x 15 = 3920 N (ecuación 2)

Un cajón de uso típico tiene las siguientes dimensiones

(Plásticos Santo António, Lda. - http://www.psaplast.com/images/CAT-V045.pdf):

Medidas exteriores (L x An x Al) 725 x 485 x 130 mm

Medidas interiores (L x An x Al) 680 x 475 x 118 mm

Si bien el área se podría tomar como el total del cajón, en este caso deberemos tomarla sólo como el contorno porque nosotros necesitamos un cajón que no aplaste el contenido.

(ecuación 3)

Figura 3 – esquema del cajón


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Artículo 1° — Establecer que para el caso en que la empresa armadora no prestare la elaboración necesaria para que los inspectores puedan proceder al control del pesaje de los cajones de pescado

desembarcados, se considerará que el cajón resulta equivalente a CUARENTA KILOGRAMOS (40 kg) de la especie de que se trate, sin perjuicio de las sanciones que pudieran corresponder, de conformidad con

lo establecido en los artículos 4° y 5° de la Resolución N° 973 de fecha 28 de diciembre de 2000 del registro de la ex SECRETARIA DE AGRICULTURA, GANADERIA, PESCA Y ALIMENTACION actual

SECRETARIA DE AGRICULTURA, GANADERIA, PESCA Y ALIMENTOS.

E = 0,12435 GPa


Aplicando un coeficiente de seguridad de 2 tenemos

σc = σc * fs = 16,334 MPa (ecuación 4)

2) Dureza

Como el cajón por ya expuesto anteriormente debe tener propiedades térmicas cualquier grieta o perforación inevitablemente irá en desmedro de esta cualidad por lo que es necesario que el material no pude ser perforado sobre todo en las tareas de descarga y transporte ya sea con los ganchos de estibe u otras herramientas punzo cortantes o filos.

Aproximadamente un gancho de estibe tiene una superficie de contacto de 19,635 mm2 (5 mm de diámetro). No es nuestra intención analizar el esfuerzo del gancho, sino el que soporta el cajón. Por lo cual, si bien el gancho y el cajón soportan la misma fuerza, el cajón tiene una superficie mucho mayor.

Según el lado del cajón corresponde:

Área de cajón: 485 mm x 130 mm = 63050 mm2

725 mm x 130 mm = 94250 mm2

Tomamos el caso más desfavorable (lado de menor superficie)

Trabajando con la misma fuerza (3920 N) tenemos

Aplicando el coeficiente de seguridad (fs = 2)

Ahora tomando la correlación dureza – resistencia = σy (MPa) = 3,45 HB (ecuación 5)

Tenemos entonces:

3) Rigidez (Modulo de Young).

Los cajones deben ser lo suficientemente rígidos para que no se desformen cuando son trasladados, para que un cajón no caiga dentro de otro aplastando la carga, con el consiguiente deterioro de la mercadería.

Para esto deseamos tener una deformación no mayor a 1 x 10-3.

σ = ε * E (ecuación 6)


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σy = F / A = 62,173 KPa

σy = 0,12435 MPa

HB = 0,36 (Dureza Brinell)

Figura 4 – Forma de transporte en altura


4) Energía de impacto.

Ante cualquier eventual fallo en los dispositivos de transporte de los cajones estos pueden precipitarse y caer al suelo. Por lo tanto debemos calcular la energía de impacto de 1 cajón que se cae desde una altura de 3 metros.

Propiedades Mecánicas y Materiales Polímeros.

Acetal (ACET) - 30% Carbon FibreAcetal (ACET) - 30% Glass FibreAcetal (AT) - High ImpactAcrylobutadienestyrene (ABS) - 30% Glass FibreAcrylobutadienestyrene (ABS) - High ImpactAcrylobutadienestyrene (ABS) - Medium ImpactAlkyd (ALK) - Long Glass FibreAlkyd (ALK) - Mineral FilledAlkyd (ALK) - Short Glass FibreCarbon fibre/polymer (CFRP) laminateCarbon fibre/polymer (CFRP) unidirectionalCellulose Acetate (CA)Cellulose Acetate Butyrate (CAB)Chloro TriFluoro Ethylene (CTFE)Epoxy Laminate (EP) - Carbon PrepregEpoxy Laminate (EP) - Glass PrepregEpoxy Laminate (EP) - Kevlar PrepregEpoxy/Carbon Fibre CompositeEpoxy/Glass Fibre CompositeEthylene TetraFluoro Ethylene (ETFE)Glass fibre/polymer (GFRP) laminateGlass fibre/polymer (GFRP) unidirectionalHigh Density PolyethyleneIonomer (IO)Lin.Lo. Density PolyethyleneNylon 12 (Polyamide, PA)Nylon 6 (Polyamide, PA)Nylon 6 (PA) - Carbon Fibre

PEEKPETPhenolic (PHEN) - Cellulose, Shock ResistantPhenolic (PHEN) - Chopped Fabric, Medium ImpactPhenolic (PHEN) - Chopped Glass FibrePhenolic (PHEN) - Mineral Filled; High HeatPhenolic (PHEN) - Wood Filled, General PurposePhenolic Laminate (PHEN) - Glass FabricPoly TetraFluoro Ethylene (PTFE)PolyEther Sulphone (PES)PolySulphone (PSUL)Polybutylene Terephthalate (PBT)PolycarbonatePolycarbonate (PC)Polycarbonate (PC) - 30% Carbon FibrePolycarbonate (PC) - 30% Glass FibrePolycarbonate (PC) - Fire RetardantPolycarbonate Foam: Structural (0.84-0.86)Polyester (PES) - DMCPolyester (PES) - GMCPolyester (PES) - GMC: Mineral filledPolyester (PES) - SMCPolyether sulphone (PES) - 30% Carbon FibrePolyether sulphone (PES) - 30% Glass FibrePolyethylene Ether Keytone (PEEK) - 30% Carbon FibrePolyethylene Ether Keytone (PEEK)

Polyimide (PI)Polyimide (PI) - 25% GraphitePolyimide (PI) - 40% Glass FibrePolypropylenePolypropylene (PP) - 20% CaCO3Polypropylene (PP) - 20% Glass FibrePolypropylene (PP) - 20% TalcPolypropylene (PP) - 40% CaCO3Polypropylene (PP) - 40% Glass FibrePolypropylene (PP) - 40% TalcPolypropylene (PP) CopolymerPolypropylene (PP) HomopolymerPolypropylene oxidePolystyrene (PS) - 30% Glass FibrePolystyrene (PS) - High ImpactPolysulphone (PSUL) - 30% Carbon FibrePolysulphone (PSUL) - 30% Glass FibrePolytetrafluoroethylene (PTFE) GF1 (PTFE+25% Glass Fibre)Polytetrafluoroethylene (PTFE) GF2 (PTFE+15% Glass Fibre)Polyvinylchloride (UPVC) - Rigid High ImpactPolyvinylidine Fluoride (PVDF)Rigid Silicone (SI) + 25% Glass FibreSilicone Moulding Compound (SIL-MC)Styrene Acrylonitrile (SAN) - High Impact (a)Styrene acrylonitrile (SAN) - 30% Glass FibreUltra High Density Polyethylene


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Energía = m * g * h (ecuación 7)

Energía = 40 Kg * 9,8 m/s2 * 3 m

Con estos valores podemos hacer la primera selección de materiales.

Ingresando los datos en el software CES Selector obtenemos:

Energía = 1176 J


Nylon 6 (PA) - Glass FibreNylon 6 (PA) - Glass ParticulateNylon 6/10 (Polyamide, PA)Nylon 6/6 (Polyamide, PA)Nylon 6/MIN (PA) - Mineral Filled

- 30% Glass FibrePolyethylene terephthalate (PET) - 36% Glass FibrePolyethylene terephthalate (PET) - Amorphous

Cálculos

Resistencia al Ambiente:

1) Resistencia al ambiente salino.

Evidentemente, por razones obvias, los materiales a utilizar deben soportar el ambiente salino.


Resistencia al ambiente salino

Acetal (ACET) - 30% Carbon Fibre Nylon 6/MIN (PA) - Mineral Filled Polypropylene (PP) - 20% CaCO3Acetal (ACET) - 30% Glass Fibre PEEK Polypropylene (PP) - 20% Glass

FibreAcetal (AT) - High Impact PET Polypropylene (PP) - 20% TalcAcrylobutadienestyrene (ABS) - 30% Glass Fibre

Poly TetraFluoro Ethylene (PTFE) Polypropylene (PP) - 40% CaCO3

Acrylobutadienestyrene (ABS) - High Impact

PolyEther Sulphone (PES) Polypropylene (PP) - 40% Glass Fibre

Acrylobutadienestyrene (ABS) - Medium Impact

PolySulphone (PSUL) Polypropylene (PP) - 40% Talc

Carbon fibre/polymer (CFRP) laminate Polybutylene Terephthalate (PBT) Polypropylene (PP) CopolymerCarbon fibre/polymer (CFRP) unidirectional

Polycarbonate Polypropylene (PP) Homopolymer

Cellulose Acetate (CA) Polycarbonate (PC) Polypropylene oxideCellulose Acetate Butyrate (CAB) Polycarbonate (PC) - 30% Carbon Fibre Polystyrene (PS) - 30% Glass FibreChloro TriFluoro Ethylene (CTFE) Polycarbonate (PC) - 30% Glass Fibre Polystyrene (PS) - High ImpactEpoxy/Carbon Fibre Composite Polycarbonate (PC) - Fire Retardant Polysulphone (PSUL) - 30% Carbon

FibreEpoxy/Glass Fibre Composite Polycarbonate Foam: Structural (0.84-0.86) Polysulphone (PSUL) - 30% Glass

FibreEthylene TetraFluoro Ethylene (ETFE) Polyether sulphone (PES) - 30% Carbon Fibre Polytetrafluoroethylene (PTFE) GF1

(PTFE+25% Glass Fibre)Glass fibre/polymer (GFRP) laminate Polyether sulphone (PES) - 30% Glass Fibre Polytetrafluoroethylene (PTFE) GF2

(PTFE+15% Glass Fibre)Glass fibre/polymer (GFRP) unidirectional

Polyethylene Ether Keytone (PEEK) - 30% Carbon Fibre

Polyvinylchloride (UPVC) - Rigid High Impact

High Density Polyethylene Polyethylene Ether Keytone (PEEK) - 30% Glass Fibre

Polyvinylidine Fluoride (PVDF)

Ionomer (IO) Polyethylene terephthalate (PET) - 36% Glass Fibre

Rigid Silicone (SI) + 25% Glass Fibre

Lin.Lo. Density Polyethylene Polyethylene terephthalate (PET) - Amorphous

Silicone Moulding Compound (SIL-MC)

Nylon 12 (Polyamide, PA) Polyethylene terephthalate (PET) - Crystalline Styrene Acrylonitrile (SAN) - High Impact (a)

Nylon 6 (Polyamide, PA) Polyethylene terephthalate (PET) - Mineral Filled

Styrene acrylonitrile (SAN) - 30% Glass Fibre

Nylon 6 (PA) - Carbon Fibre Polyimide (PI) Ultra High Density PolyethyleneNylon 6 (PA) - Glass Fibre Polyimide (PI) - 25% GraphiteNylon 6 (PA) - Glass Particulate Polyimide (PI) - 40% Glass FibreNylon 6/10 (Polyamide, PA) PolypropyleneNylon 6/6 (Polyamide, PA)


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Tabla 2 – Primera selección

Tabla 3 – Selección Resistencia al ambiente


Cálculos

Propiedades Térmicas

1) Conductividad térmica.

Conductividad térmica: Es una medida de la capacidad de un material para conducir el calor a través de su masa. Cada material, ya sea aislante o de otro tipo, tiene un valor de conductividad térmica específico que permite determinar su eficacia como aislante del calor. La conductividad térmica se conoce también como «k».

Coeficiente de conductancia térmica « l» (kcal·m-2·h-1·°C-1): Se define como la cantidad de calor (en kcal) conducido en una hora a través de 1 m2 de material, de un espesor de 1 m, cuando la diferencia de temperatura entre los lados del material en condiciones de flujo continuo de calor es de 1 °C. La conductancia térmica se determina experimentalmente y es el parámetro básico de cualquier material aislante.

Debido a que como lo explicamos al inicio la calidad del pescado depende en gran medida de mantenerlo a temperaturas bajas, es necesario que el material utilizado sea de baja conductividad térmica para poder mantener el mayor tiempo posible en frío a las piezas

Podemos analizar a modo ilustrativo algunos materiales que se utilizan normalmente para mantener al pescado a bajas temperaturas:

Tipo de materialDensidad

(kg/m3)Conductividad

térmica

Resistencia del material

Resistencia a la tracción

Resistencia a la flexión

Madera (blanda) 350-740 0,11-0,16 5-8 8-12

Madera (dura) 370-1 100 0,11-0,255 8-14 10-15

Madera contrachapada 530 0,14 3,5-9,3 variable

Aleación de aluminio 2 740 221 20-30 30-40

Acero dulce 7 800 45,3 24-43 20-28

Plástico reforzado con fibra de vidrio 64-144 0,036 20-50 30-100

Polietileno de alta densidad 960 0,5 5-10 13-15

Zostera entre papel resistente 73,6 0,036 - -

Zostera en arpillera (sin comprimir) 215 0,049 - -

Lámina de polietileno, más cuatro capas de tela de saco (yute), más una lámina de polietileno (sin comprimir)

580 0,046 - -

Tablero aislante de fibra de caña 216 0.48Tabla 4 – Relación de propiedades

Por lo visto en la Tabla podemos estimar un valor de k máximo promedio, entonces queda de la siguiente manera:


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k = 0.5 Factor de seguridad = 1.5 kmax = 0.33


2) Temperatura de transición vítrea

Debido a la actividad, se necesitan elementos que sean rigidos. Por lo tanto su temperatura de Transición vitrea no debe ser muy bajo, para los dias de excesivo calor.

Temperatura máxima de 45 º con fs. 1,2

Resistencia al ambiente salino

Acetal (AT) - High Impact PEEK Polyethylene terephthalate (PET) - Amorphous

Acrylobutadienestyrene (ABS) - High Impact

PolyEther Sulphone (PES) Polypropylene (PP) - 20% CaCO3

Acrylobutadienestyrene (ABS) - Medium Impact

PolySulphone (PSUL) Polypropylene (PP) - 20% Glass Fibre

Cellulose Acetate Butyrate (CAB) Polycarbonate Polypropylene (PP) - 20% Talc

Chloro TriFluoro Ethylene (CTFE) Polycarbonate (PC) Polypropylene (PP) - 40% CaCO3

Ethylene TetraFluoro Ethylene (ETFE)

Polycarbonate (PC) - 30% Glass Fibre

Polypropylene (PP) - 40% Talc

Nylon 12 (Polyamide, PA) Polycarbonate (PC) - Fire Retardant

Polystyrene (PS) - High Impact

Nylon 6/10 (Polyamide, PA) Polycarbonate Foam: Structural (0.84-0.86)

Polysulphone (PSUL) - 30% Glass Fibre

Nylon 6/6 (Polyamide, PA) Polyether sulphone (PES) - 30% Glass Fibre

Styrene Acrylonitrile (SAN) - High Impact (a)


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Tg: 330’K (57’C)

Tabla 5 – Filtro Propiedades térmicas


Cálculos

Propiedades Generales

1) Densidad

Estimamos una densidad de 1,2 g/cm3, que es un valor típico de densidad de los materiales que se utilizan habitualmente para este tipo de aplicaciones.

(Polímeros copolimeros - http://www.psaplast.com/images/CAT-V045.pdf)


Densidad : 1.2 (g/cm3)Acrylobutadienestyrene (ABS) - High Impact Polycarbonate Foam: Structural (0.84-0.86)Acrylobutadienestyrene (ABS) - Medium Impact Polypropylene (PP) - 20% CaCO3

Nylon 12 (Polyamide, PA) Polypropylene (PP) - 20% Glass FibreNylon 6/10 (Polyamide, PA) Polypropylene (PP) - 20% TalcNylon 6/6 (Polyamide, PA) Polystyrene (PS) - High Impact

Styrene Acrylonitrile (SAN) - High Impact (a)

2) Costo del Material.

El valor del cajón debe ser competitivo, si partimos de la base que el precio de competencia es aproximadamente para cada cajón 10 U$S/kg. (estimado entre precio y peso) estimamos que el costo de materia prima no debe superar el 20% del valor total del cajón. Entonces el costo del material debe ser inferior a 2 U$S/kg.


Costo : 2 (U$S/kg)Acrylobutadienestyrene (ABS) - High Impact Polypropylene (PP) - 20% TalcPolypropylene (PP) - 20% CaCO3 Polystyrene (PS) - High Impact

Styrene Acrylonitrile (SAN) - High Impact (a)Tabla 7 – Filtro costo.

A partir de la ultima selección de materiales podemos graficar Costos vs Densidad, para ver cuales son los materiales más livianos y de menor costo.

Figura 5 – Relación Costo- Densidad


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Tabla 6 – Filtro densidad


Y se puede distinguir que el material de más baja relación Costo-Densidad es el Polypropylene (PP) - 20% CaCO3

1) Filtro de Materiales Compuestos y Contenido de Monómeros.

El estará diseñado para el manejo de Pescado, como ya se ha dicho, por lo que cualquier aditivo que se le agrega al material puede resultar del tipo Tóxico, al igual que los materiales que contienen monómeros y por este motivo se eliminan los materiales compuestos de la selección. A su vez también debemos considerar que para trabajar con materiales compuestos se necesitan manejar otros métodos de fabricación que implican mayor complejidad y mayor infraestructura.


Filtro de Materiales CompuestosAcrylobutadienestyrene (ABS) - High Impact

Polystyrene (PS) - High Impact

Tabla 8 – Filtro Materiales compuestos y monomeros

Y el Gráfico Costo vs. Densidad queda de la siguiente manera:

Y se

puede distinguir que el material de más baja relación Costo-Densidad es el Polystyrene (PS) - High Impact.

1) Filtro de Proceso por Inyección

El proceso seleccionado para la fabricación del material es por Inyección. De los materiales obtenidos de la selección el Acrylobutadienestyrene (ABS) - High Impact es imposible realizarlo por inyección ya que este material no puede fundirse (no tiene temperatura de fusión)

Filtro de Proceso por InyecciónPolystyrene (PS) - High Impact

Tabla 9 – Material elegido


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Figura 6 – Relación Costo – Densidad final


Conclusiones

La caja de pescado de plástico no termoaislada se ha convertido en el medio habitual de almacenamiento de pescado fresco a bordo de embarcaciones de pesca en muchos países de todo el mundo debido a sus evidentes ventajas sobre otros materiales, en particular si se exporta el producto o se prevé hacerlo. El mercado de exportación exige, de forma sistemática, una calidad alta y buenas condiciones higiénicas; la mejor forma de cumplir estos requisitos es utilizar cajones-paleta de Polystyrene (PS) - High Impact.

El Polystyrene (PS) - High Impact es un material fácilmente accesible en el mercado local y a costos razonables.

Los costos también se pueden calcular en base a la cantidad de materia prima que insume cada unidad. Para ello deberíamos calcular el volumen del cajón y en base al peso del mismo nos daría la cantidad de materia prima y su correspondiente costo.

En cuanto al método de fabricación por inyección si bien se tiene costos iniciales elevados por la adquisición de la maquinaria necesaria, el costo unitario de producción es muy bajo y permite la producción a gran escala.

Una vez adquirido el equipamiento necesario los cotos más importantes para la producción han de ser el costo de la materia prima y la energía necesaria para llevar esta materia prima la temperatura de fusión necesaria para so transformación (Tf = 410 ºK = 137 ºC).


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Recomendaciones para la manipulación de recipientesde Polystyrene (PS) - High Impact.

Los recipientes no deberán pincharse con cuchillos, garfios o agujas, ya que podría dañarse la capa de Polystyrene (PS) - High Impact. que protege el aislante de espuma de poliuretano; esto haría que la eficacia termoaislante de los recipientes fuera menor y reduciría significativamente su vida útil.

Los recipientes de Polystyrene (PS) - High Impact. no deberán exponerse a temperaturas superiores a 50 °C o inferiores a -40 °C; además, no deberán exponerse directamente al fuego.

A pesar de estar fabricados con materiales resistentes a los golpes, los recipientes de

Polystyrene (PS) - High Impact. no deberán exponerse a tensiones mecánicas intensas (como cargas excesivas o una manipulación muy brusca y violenta).

Después de usarse, los recipientes de Polystyrene (PS) - High Impact. deberán limpiarse adecuadamente con agua, cepillos, esponjas y detergentes o jabón, ya sea a mano o con equipo de limpieza a alta presión. Debe ponerse cuidado en almacenarlos bien secos, porque cuando están cerrados apenas se evapora el agua de su interior, de modo que si queda algo de agua podría facilitar la proliferación de mohos y bacterias. Es importante evitar el uso de disolventes orgánicos para la limpieza de los recipientes de Polystyrene (PS) - High Impact..


Bibliografía

"Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales", W. Callister, Ed. Reverté, 1996.

“Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales”, W.F. Smith, Ed. Mc Graw-Hill. Se

Paginas Web:

http://www.proteger.org.ar/archivos/BoletinManipulacionWeb.pdf

http://www.fao.org/docrep/008/y5013s/y5013s00.htm#Contents

http://www.congost.com

http://www.matweb.com

http://www.prefecturanaval.org.ar

http://www.psaplast.com/

Software de aplicación

CES Selector Versión 3.1.


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