I.
EL
PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
En el distrito de La Perla, que se halla ubicado en la provincia
Constitucional del Callao existe una escasez de agua y un crecimiento vertical
de la población lo cual genera una gran demanda de tanques de almacenamiento de
este recurso hídrico, para poder conservarlo en buenas condiciones para su
posterior uso a nivel doméstico, no obstante existiendo en el mercado actual,
tanques elaborados de distinta composición como son los de plástico de
polietileno y de cemento con asbesto.
Debido a las propiedades que presenta la combinación de la fibra de
vidrio tipo fieltro en mantas con la resina poliéster, se puede obtener un
producto llamado plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV), para la
elaboración de tanques de almacenamiento de distinta capacidad y que ofrece
buenas condiciones para almacenar agua potable. La selección de una técnica
adecuada de moldeo por contacto e insumos de buena calidad garantizan por ende
un buen producto en PRFV de una elevada resistencia química, a la intemperie o
a cualquier otro factor meteorológico. Son de
fácil instalación y transporte; así como también presenta buenas
características mecánicas y térmicas excepcionales.
2.1.1.1 ¿De
qué manera se puede garantizar el almacenamiento de agua potable en las
viviendas del distrito de La Perla, ubicado en la provincia Constitucional del
Callao?
2.1.2
Formulación especifica
2.1.2.1
¿Cómo se puede almacenar agua potable
en buenas condiciones libre de hongos y/o agentes patógenos?
2.1.2.2
¿Cuáles son las características de los
artículos elaborados con plásticos reforzados con fibra de vidrio (PRFV)?
2.1.2.3
¿Qué propiedades tiene la combinación
de la fibra de vidrio con la resina poliéster?
2.1.2.4
¿En qué se diferencian básicamente un
tanque elaborado en PRFV, respecto de los hechos con asbesto y polietileno?
2.1.2.5
¿Qué ventajas ofrece el uso de la
resina poliéster, respecto de sus similares como la resina fenólica y la resina epóxica?
2.1.2.6
¿Qué propiedades tienen los artículos
fabricados en PRFV?
2.1.2.7
¿Qué método es el más adecuado para
fabricar un tanque de almacenamiento en PRFV?
2.1.2.8
¿Qué porcentaje de insumos o materia
prima existe en un artículo de PRFV fabricado con resina poliéster y fibra de
vidrio tipo fieltro?
La presente Investigación se justifica
por su:
2.2.1
Naturaleza
Problema: Los tanques de almacenamiento de agua constituyen
depósitos especialmente diseñados para almacenar y preservar el agua en buenas
condiciones para su posterior uso. Dependiendo de su envergadura pueden
utilizarse a nivel industrial, institucional o doméstico; siendo estos de
distinta estructura y composición. Los tanques de almacenamiento de plástico no
se corroen, son fáciles de limpiar, soportan la intemperie, son de fácil
instalación y transporte.
Objeto: Los tanques elaborados en plásticos reforzados con
fibra de vidrio (PRFV) ofrecen mejor resistencia a la abrasión, inhiben la
producción de microorganismos en general y tienen una gran estabilidad
térmica para el almacenamiento del agua
potable a nivel doméstico.
El crecimiento de la población en el distrito de La
Perla conlleva al aumento de viviendas,
como en la mayoría de las zonas urbanas de la Provincia Constitucional
del Callao y de la gran Lima. Generando esto como consecuencia un aumento del
consumo de agua per cápita que es en promedio de 259
litros/habitante/día en áreas urbanas (año 2005)
De acuerdo a datos estadísticos según el INEI en el
distrito de La Perla la estimación de la población para el año 2000 es de
68,061 habitantes, 4,000 más que en el año 1996, manteniéndose esta tendencia
in crescendo a la actualidad.
Por lo tanto surge la necesidad de un mayor consumo de
agua potable, que se viene acrecentando conforme pase el tiempo y aumente la
población.
Los
tanques de almacenamiento de agua elaborados en PRFV brindan las mejores
características para un apropiado acopio de agua potable respecto de su similar
de plástico de polietileno.
2.2.3
Trascendencia
La
trascendencia de esta investigación radica en que a partir de la combinación de
la resina poliéster con la fibra de vidrio, se puede obtener un plástico
reforzado de excepcionales características mecánicas y térmicas, que no sólo se puede aplicar en
la elaboración de tanques de almacenamiento para agua de distinta capacidad,
sino que se pueden elaborar innumerables productos de distinta forma, tamaño,
color o con características muy particulares para el fin que se le requiera.
Así por ejemplo los PRFV tienen una alta aplicación con buen desempeño y
performance en la insulación de las bodegas de los navíos pesqueros.
2.2.4
Vulnerabilidad
La tecnología de los productos, información y asesoramiento
respecto a los productos elaborados a base de PRFV, se halla muy difundida y al
alcance de cualquier persona, teniendo en cuenta que sus insumos son de
carácter comercial y de costos relativamente bajos. Además se dispone de una
información adecuada sobre el procedimiento del método, fuentes bibliográficas
y de internet.
2.2.5
Aportes
El desarrollo del método de moldeo para la fabricación de los
tanques de almacenamiento de agua de plástico reforzado con fibra de vidrio
(PRFV) nos permite obtener una óptima conservación del agua potable libre de
carga microbiana para su consumo. Con este aporte tecnológico podemos dar un
mejor uso a la resina poliéster y a la fibra de vidrio ya que la técnica es
factible y de bajo costo.
Ø
Elaborar tanques de almacenamiento de
agua potable en plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV) para poder
almacenar este recurso hídrico que es escaso y restringido en el distrito de La
Perla, ubicado en la provincia Constitucional del Callao.
Ø
Determinar las principales técnicas de elaboración de tanques en PRFV.
Ø
Determinar las características y propiedades de los artículos elaborados
en PRFV.
Ø
Determinar la composición en porcentaje de peso de un tanque de
almacenamiento de agua en PRFV.
Ø
Obtener un tanque de almacenamiento de agua potable en PRFV para ser
usado a nivel doméstico en el distrito de La Perla.
Ø
Determinar el método más adecuado para la elaboración de un tanque para
almacenamiento de agua en PRFV.
Ø
Utilizar la resina poliéster como principal insumo para la combinación
con la fibra de vidrio y obtener un producto de PRFV.
Ø
Conservar el agua potable en buenas condiciones de almacenamiento libre
de agentes patógenos para su posterior uso a nivel doméstico.
2.4.1
Facilidades: Actualmente
hay una preocupación por el desarrollo
de proyectos viables de inversión en nuestro país y existe una forma de
financiamiento mediante un sistema bancario.
2.4.2
Limitaciones
Ø La
elaboración de tanques de almacenamiento en PRFV data de hace un par de décadas atrás en nuestro país, razón por la
cual aún no se haya muy difundida sus técnicas de elaboración. Por lo que
nos vemos en la necesidad
de solicitar asesoramiento
externo.
Ø No hay mucha
información acerca de la elaboración de
tanques de almacenamiento de agua en PRFV.
Ø En
Internet no hay información suficiente, respecto a la elaboración de tanques de
almacenamiento de agua de distinta capacidad; más sí de sus especificaciones
técnicas.
3.1.1
CONCEPTOS:
TANQUE DE ALMACENAMIENTO: Depósito diseñado para almacenar o procesar fluidos,
generalmente a presión atmosférica o presión internas relativamente bajas. Los
tanque que sirven para almacenar agua, los hay para uso industrial, domestico e
institucional.
PLASTICO:
Material orgánico que contiene como elemento principal el carbono, combinado
con otros ingredientes como el hidrogeno, oxigeno y nitrógeno. Es sólido en su
estado final, pero en alguna etapa de su manufactura es suficientemente suave
para ser moldeado por muchos sistemas por medio de calor y/o presión.
ASBESTO:
También llamado amianto[ ]es
un grupo de minerales metamórficos fibrosos.
Están compuestos de silicatos de cadena
doble. Debido a estas especiales características, el asbesto se ha usado en una
gran variedad de productos manufacturados, principalmente en materiales de construcción (tejas para
recubrimiento de tejados, baldosas y azulejos, productos
de papel y productos
de cemento con
asbesto).
FIBRA DE VIDRIO Es un
material que consta de numerosas fibras y extremadamente finas de vidrio. Se
fabrica por procedimientos especiales (fuerza centrífuga, chorro de vapor,
enrollamiento a gran velocidad), partiendo de una masa fundida de vidrio.
FIELTRO Es
una especie de textil no tejido, en
forma de lámina, cuya característica principal es que para fabricarlo no se teje, es
decir, que no surge del cruce entre trama y urdimbre,
como ocurre con las telas. A
menudo, presenta un revestimiento[]
que le proporciona ciertas propiedades como impermeabilidad, resistencia al
desgarro.
POLIMERIZACION: Reacción
química en la que los monómeros, que son pequeñas moléculas con unidades
estructurales repetitivas, se unen para formar una larga molécula en forma de
cadena, un polímero.
TERMOPLASTICO:
Polímero lineal que puede ablandarse por calentamiento y endurecerse por
enfriamiento en un proceso físico reversible.
TERMOESTABLE son polímeros
infusibles e insolubles. La razón de tal comportamiento estriba en que las
cadenas de estos materiales forman una red tridimensional espacial,
entrelazándose con fuertes enlaces covalentes
PLASTICO REFORZADO CON FIBRA DE VIDRIO
(P.R.F.V.) es un
material compuesto, constituido por una estructura resistente de fibra de vidrio y un material plástico que actúa como
aglomerante de las mismas.
MOLDEO POR CONTACTO: El
proceso de moldeo más simple para los plásticos reforzados es el moldeo por contacto
o de molde abierto; un proceso muy parecido al laminado. Este procedimiento
garantiza limpieza y medidas exactas solo en la superficie del artículo que
tiene contacto directo con el molde.
RESINA POLIESTER: El
poliéster es una resina termoestable obtenida por polimerización del estireno y
otros productos químicos. Se endurece a la temperatura ordinaria y es muy
resistente a la humedad, a los productos químicos y a las fuerzas mecánicas. Se
usa en la fabricación de fibras,
recubrimientos de láminas, etc.
RESINA EPOXICA: Es
un polímero termoestable que
se endurece cuando se mezcla con un agente catalizador o
«endurecedor». Las resinas
epoxi más frecuentes son producto de una reacción entre epiclorohidrina y bisfenol A. Los
primeros intentos comerciales de producción tuvieron lugar en 1927 en los
Estados Unidos.
RESINA FENOLICA: Es
una resina sintética termoestable,
obtenida como producto de la reacción de los fenoles con
el formaldehído. Las
resinas fenólicas se utilizan principalmente en la producción de tableros de circuitos.
Ellos son más conocidos sin embargo, para la producción de productos moldeados
como bolas de billar, encimeras de laboratorio, revestimientos y adhesivos.
3.1.2
LIMITES:
3.2 ANTECEDENTES
3.2.1
ANTECEDENTES
HISTORICOS
La
industria de plástico reforzado en fibra de vidrio, comenzó su mayor auge entre
los años 9175 -1980 con la instalación
de nuevas empresas dedicadas a la producción de auto partes y piezas náuticas,
es así que con estas primeras empresas en la industria de PRFV se forman las
pequeñas y medianas empresas orientadas a la producción de artículos de primera
necesidad (tanques de agua, sanitarios, lavadero, entre otros). Por otro lado
en México en la década de los ochentas, surgió una mayor demanda constituyendo
las primeras empresas en producir materias primas de PRFV, posteriormente con
las políticas de globalización se incremento la productividad de materia prima.
3.2.2
ANTECEDENTES
TEORICOS
Como su nombre lo indica los PRFV están compuestos por un plástico
termoestable, proveniente de una resina poliéster (por lo general) o de una
resina epoxica en combinación con la fibra de vidrio. Esta fibra de vidrio está
compuesta por miles de hilos muy finos superpuestas de manera tal que se puede
obtener una manta tipo fieltro.
Las fibras de vidrio más usadas son las de tipo MATT 300, MATT 450 Y MATT
600, cuyo número nos indica el peso en gramos por metro cuadrado de la manta de
fibra de vidrio.
Fuente:
http://www.optimistportugal.org/sites/default/files/files/Manual%20para%20uso%20da%20fibra%20de%20Vidro.pdf (ANEXO
2)
Este informe trata sobre la elaboración de tanques de
almacenamiento de agua en PRFV utilizando la técnica del moldeo por contacto,
la cual consiste en la aplicación de sucesivas capas de fibra de vidrio
impregnadas con una resina poliéster (gelcoat), y consolidadas mediante la
acción de un rodillo o brocha. Este ultimo accesorio ayuda a distribuir la
resina de manera uniforme sobre el molde y principalmente elimina las posibles
burbujas que se forman.
Fuente:
3.2.3
ANTECEDENTES METODOLOGICOS
3.2.3.1.
“ELABORACION DE
UN ARTICULO EN PRFV”
Las técnicas de elaboración de un artículo en plástico reforzado con fibra
de vidrio, son muy variadas destacando la técnica de moldeo por contacto. En el
caso de la elaboración de tanques de almacenamiento de agua se utiliza un
molde, sobre el cual se realiza dicha técnica la cual consta de los siguientes
pasos: aplicación del desmoldante, aplicación de gelcoat, aplicación de la
fibra de vidrio con el laminador y el desmoldaje. Por último se realiza el
acabo final que consiste en el pulido de los bordes y la instalación de
accesorios.
Fuente: I.S.T.P SIMON BOLIVAR-Departamento de
Tecnología de Análisis Químico “Elaboración
de plásticos reforzados con fibra de vidrio” - 1997
(ANEXO 4)
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ResponderEliminarAdemás de no transmitir ningún tipo de sustancia al agua, también tienen una mayor resistencia a los golpes que otros tipos de materiales y se puede reparar prácticamente cualquier cosa en ellos.