utilización de preformas de pet luego de sufrir un calentamiento accidental en la máquina de ...

115 Pages·2009·0.94 MB·Spanish

U(cid:2)IVERSIDAD SIMÓ(cid:2) BOLIVAR
Decanato de Estudios Profesionales
Coordinación de Ingeniería de Materiales

UTILIZACIÓ(cid:2) DE PREFORMAS DE PET LUEGO DE SUFRIR U(cid:2)
CALE(cid:2)TAMIE(cid:2)TO ACCIDE(cid:2)TAL E(cid:2) LA MÁQUI(cid:2)A DE SOPLADO

Por:

Ana Carolina Rodríguez Villamizar

I(cid:2)FORME DE PASA(cid:2)TÍA

Presentado ante la ilustre Universidad Simón Bolívar
como requisito parcial para optar al título de
Ingeniero de Materiales
Opción Polímeros

Sartenejas, Marzo de 2009
U(cid:2)IVERSIDAD SIMÓ(cid:2) BOLIVAR
Decanato de Estudios Profesionales
Coordinación de Ingeniería de Materiales

UTILIZACIÓ(cid:2) DE PREFORMAS DE PET LUEGO DE SUFRIR U(cid:2)
CALE(cid:2)TAMIE(cid:2)TO ACCIDE(cid:2)TAL E(cid:2) LA MÁQUI(cid:2)A DE SOPLADO

Por:
Ana Carolina Rodríguez Villamizar

Realizado con la asesoría de:
Tutor Académico: Rosa Amalia Morales
Tutor Industrial: Eduardo Rodríguez

I(cid:2)FORME DE PASA(cid:2)TÍA

Presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar
como requisito parcial para optar al título de
Ingeniero de Materiales
Opción polímeros

Sartenejas, Marzo de 2009

UTILIZACIÓ(cid:2) DE PREFORMAS DE PET LUEGO DE SUFRIR U(cid:2)
CALE(cid:2)TAMIE(cid:2)TO ACCIDE(cid:2)TAL E(cid:2) LA MÁQUI(cid:2)A DE SOPLADO
Realizado por:
Ana Carolina Rodríguez Villamizar

SUMARIO
El objetivo principal de este trabajo es estudiar la posibilidad de la reutilización de
preformas que han sido calentadas accidentalmente en el horno de la sopladora, a una
temperatura superior a su temperatura de transición vítrea. Esto es de una gran importancia
debido a que dichas preformas se descartan como material de desecho o “Scrap”, encareciendo el
proceso y perdiéndose parte de la materia prima de las plantas sopladoras de botellas. Es
importante la optimización de la utilización de las preformas, ya que la resina utilizada
(poli(etilén tereftalato)) no se produce en Venezuela, y además de eso, éste es un proceso en dos
etapas que requiere realizar las preformas en una planta y soplarlas en otra, perdiéndose con cada
preforma un gran trabajo. Además, en la planta donde se realizó el trabajo, hoy en día hay una
problemática de almacenamiento debido a que se encuentra en proceso de expansión, por lo cual
se trata de aprovechar al máximo las preformas que llegan y de producir el menor volumen de
Scrap posible. Luego de la realización de numerosos estudios de calidad, entre los que se
encuentran las mediciones de Altura, Volumen, Carga Vertical, Porcentaje de Acetaldehído y
Viscosidad Intrínseca, se encontró que el porcentaje de acetaldehído no varió significativamente
(1ppm mayor para la preforma post-tratamiento térmico). También se observó que la viscosidad
intrínseca sufrió una pequeña caída de 0,0015 dl/g, lo cual al no ser mayor de 0,03 dl/g es
permitido para soplar las preformas. Por último, se realizaron pruebas de envejecimiento, es
decir, se le midieron las variables típicas del control de calidad a las mismas botellas durante 96
horas para observar su comportamiento, y se obtuvo que a 72 horas de soplado post-
calentamiento se obtienen las botellas más estables en sus propiedades, viéndose una caída no
muy pronunciada de la altura y el volumen que se detiene al llegar a las 72 horas post-soplado,
con un aumento de la carga vertical con una pendiente poco brusca. Posteriormente, se realizó
una comparación con las botellas obtenidas sin realizar el tratamiento térmico. Con todos los
experimentos realizados se pudo concluir que la reutilización de las preformas es factible,
siempre y cuando se realice luego de las 72 horas post-calentamiento y siguiendo las normas
estipuladas en el manual realizado en este mismo trabajo de grado.
iv
AGRADECIMIENTOS

Agradezco a mis tutores la profe Rosa Morales por ayudarme con el planteamiento del
proyecto y apoyarme en mi proyecto y en mi carrera, Eduardo Rodríguez por darme la
oportunidad de entrar en Amcor y hacer todo lo necesario para que mi pasantía fuese placentera y
todo un éxito, ya que no sólo aprendí a trabajar, disfrute cada actividad, sino que también me
siento parte de la “Familia Amcor” por el cariño brindado por todos, y a Rubén por ser mi
segundo tutor industrial y estar pendiente de mi a pesar de su super full trabajo.

A los chicos de Amcor por ayudarme en todo lo que quería hacer, y dejarme hacerlo sin
regañarme ni nada, en especial a Jimmy Rodríguez por dejarme ser mecánico un rato en mi vida
y además ser un buen amigo dentro de la planta, a Jesús Zambrano por enseñarme la parte de
calidad del “Onsite” y a los supervisores por dejarme formar parte de su equipo de trabajo
(especialmente a Francisco Linares, ya que fui mucho tiempo “obrero de la SIPA” en mis ratos de
ocio en la planta). Además, al señor Benigno Lugo por enseñarme todo sobre pruebas de calidad
un poquito más complicadas como son medir el porcentaje de acetaldehído y la viscosidad
intrínseca.

A los técnicos de las empresas ensambladoras de las máquinas (Krones y Sipa) los
Señores Eliel Pérez y Maximilian Ottl por darme muchísima información sobre los procesos y a
Daniel Cruceño (el argentino) por tener paciencia de explicarme desde cero las cosas cuando
entre a la empresa y no sabia mucho de soplado.

A mi mami por todo, o sea, desde llevarme todos los días a clases y esperarme a veces
afuera, regañarme porque salí tarde y no le gusta manejar de noche, ayudarme a corregir errores
ortográficos en los trabajos, hacerme la comida y cuidarme cuando me dio gastritis por los
nervios de las clases, de todo, gracias por existir y ser mi mami. A mi papi por apoyarme y
ayudarme con todo lo que necesitaba tanto en la universidad como fuera de ella. A mi hermano
por escogerme esta carrera que no conocía y ahora me apasiona, y bueno por ser mi hermanito,
ayudarme a sobrevivir en la universidad los primeros días y darme si apoyo y sabios consejos.
Y a mi novio simplemente por estar allí siempre para mí, ayudarme con las cosas de computación
que no sabia y darme todo su amor.

v
A todos mis amiguitos del colegio USB, en especial al caramelito (José Bertorelli) por
escuchar y tratar de resolver mis dudas discutiendo como un muy buen futuro colega, a Yhoiris
Méndez por ayudarme a redactar el libro (muy buena ayuda ya que ella tuvo honores en el suyo,
jajajaja) y además ser mi amiga sexy y a Noeidy García por ser mi amiga, hija, compañera de
labor social y muchas cosas más. A mis demás compañeros de carrera Daniel Cordido, Daniella
Chacón, Yósvel Galaviz, Fran Carone por estar conmigo en los momentos estresantes de la
carrera y a Iris Martínez, José Uribe y los polipanas por ayudarme a salir de la tan aterrante
propiedades 2. Y a mis amigos no polimerístas que quiero mucho y siempre han estado conmigo,
Daniel Rojas, Ale Vandewalle, Mary Eva Roche, Daniel Torres … y a Marvilan Guevara por ser
mi primera jefesita y mi amiga del Laboratorio de Orgánica.

A la profe María Virginia Candal por el apoyo, cariño y ayuda, rasgos característicos de
ella y que da sin pedir nada a cambio más que la queramos mucho, al profesor Mario Grimau por
haber regañado en el momento justo e impulsarme a seguir adelante en mi carrera, haciéndome
sentir su amiga y dándome su apoyo en todo, al profesor Johan Sánchez por prestarme su ayuda
en todo momento y a Héctor Rojas por darme material y ofrecerme su, como escuche por allí que
le gustaba darnos, “ayuda desinteresada”, porque es así que se ofrece y nos ayuda y nos regaña
para que aprendamos todo.

Y por supuesto, a mi Santo Domingo Savio, a San Expedito y al resto de los santitos que
me acompañaron y ayudaron a pasar todas las materias, porque en la Simón Bolívar hace falta
voluntad, perseverancia, mucho mucho estudio y ayuda divina.

vi
ÍNDICE GENERAL
Pág.
ACTA DE EVALUACIÓN DEL PROYECTO DE GRADO

ACTA FI(cid:2)AL DE PROYECTO DE GRADO

SUMARIO
iv
AGRADECIMIENTOS
v
ÍNDICE GENERAL
vii
ÍNIDICE DE FIGURAS
xi
ÍNDICE DE TABLAS
xvi

CAPÍTULO I

I(cid:2)TRODUCCIÓ(cid:2)
1

CAPÍTULO II

OBJETIVOS
3
2.1 Objetivo General.
3
2.2 Objetivos Específicos.
3

CAPÍTULO III

MARCO TEÓRICO
4
3.1 Valores que influyen en la obtención de botellas
5
a) Acetaldehído
5
b) Viscosidad intrínseca
5
c) (cid:2)iveles de Cristalinidad en diferentes estados del PET
6
3.2 Procesos de transformación
6
a) Inyección
7
b) Soplado
8
1. Carga de las preformas
9
vii
2. Cruce por el horno o calentamiento de las preformas
9
3. Transferencia del horno a los moldes de soplado
10
4. Estirado y Soplado
10
5. Descarga de botellas.
11
3.3 Productos de los procesos de transformacion (Preformas y botellas)
11
3.3.1 Fenómenos producto de los procesos de transformación
12
a) Orientación y Biorientación
13
b) Contracción
13
c) Luz visible y luz polarizada
14
3.4 Tratamientos térmicos
15
a) Recocido (anneling)
16
3.5 Pruebas para la calidad de las botellas.
16
a) Control de calidad
17
1) Pruebas visuales:
17
2) Pruebas dimensionales:
17
3) Pruebas mecánicas:
18
3.6 Antecedentes
18
3.7 Justificacion del proyecto
20

CAPÍTULO IV
METODOLOGÍA
22
4.1 Materiales
22
4.2 Equipos
22
4.3 Procedimientos
24
a) Realización de las preformas
24
b) Recocido de las preformas
24
c) Soplado de las botellas
25
d) Análisis en luz polarizada
27
viii
e) Control de calidad
27
1. Medición de altura de envases – Calibre de altura
27
2. Medición de volumen – Fill Point
28
3. Medición de carga vertical – Envase vacío
29
4. Medición de peso de secciones
30
5. Medición de diámetros (Vernier)
30
6. Medición de espesores – Magna Mike 8500
30
7. Control visual de envases
31
8. Medición de % de acetaldehído
32
9. Medición de Viscosidad intrínseca
34

CAPITULO V

RESULTADOS Y DISCUSIÓ(cid:2)
37
5.1 Estudio cualitativo del efecto del calentamiento de la preforma sobre la orientación
37
5.2 Estudio cualitativo del efecto del calentamiento de la preforma sobre el porcentaje
de acetaldehído
41
5.3 Estudio cualitativo del efecto del calentamiento de la preforma sobre la viscisidad
intrínseca de la misma
44
5.4 Estudio cualitativo del efecto del calentamiento sobre las especificaciones y
propiedades finales de la botella
47
a) Altura
49
b) Volumen Fill Point
57
c) Carga vertical
65
5.5 Efecto del calentamiento y expulsion de las preformas sobre las características
visuales de las mismas.
77

CAPITULO VI

CO(cid:2)CLUSIO(cid:2)ES Y RECOME(cid:2)DACIO(cid:2)ES
79
6.1 Conclusiones
79
ix
6.2 Recomendaciones
81

BIBLIOGRAFÍA
83

APÉ(cid:2)DICE
87
A. PLA(cid:2) DE TRABAJO PARA LA REALIZACIÓ(cid:2) DE LOS EXPERIME(cid:2)TOS
87
B. MA(cid:2)UAL PARA LA IMPLEME(cid:2)TACIÓ(cid:2) DE LA REUTILIZACIÓ(cid:2) DE LAS
PREFORMAS.
89
C. DISEÑOS Y PLA(cid:2)OS DE ESPECIFICACIO(cid:2)ES DE LAS BOTELLAS
91
D. A(cid:2)ALISIS DE VARIA(cid:2)ZA. Prueba F
97
E. TABLAS DE VALORES DE PROPIEDADES FI(cid:2)ALES DE LAS BOTELLAS Y
SUS ERRORES.
98

x