PROTOTIPO: DISPOSITIVO COMPACTADOR DE BASURA INTERACTIVO
PROYECTO INTEGRADOR COLABORATIVO
Desarrollo de una propuesta para recolección de envases
P.E.T. y aluminio
INTRODUCCIÓN:
El
presente trabajo muestra un prototipo de un proyecto basado en la construcción
e implementación de un dispositivo compactador de botellas PET y latas de
aluminio, como opción viable para lograr un mayor control de los desechos, y a
su vez facilitar su transporte a centros de reciclaje.
A lo
largo del tiempo el hombre ha ido modificado sus actividades y consumo, dando
como resultado la generación de todo tipo de desechos y por ende el
cuestionamiento de cómo tratar y almacenar esos residuos de la forma más
adecuada y segura. Al comienzo de la modernización en las urbes el cuidado
ambiental no era primordial y no representaba una consideración por parte de
los consumidores; situación que ha ido evolucionando hasta la actualidad, donde
la inmensa masa de desechos crece exponencialmente al lado de la población.
El
deterioro ambiental también ha ido en aumento, pues aunado al uso desmedido de
todos los recursos, se ha generado una gran contaminación ambiental; en el
aire, en los cuerpos acuíferos, en los suelos, entre otros. Además, diversos ecosistemas
han tenido que ser modificados para ser convertidos en vertederos o rellenos
sanitarios.
La
contaminación mencionada con anterioridad y la creciente generación y
dispersión de la basura, obliga a la sociedad mundial a buscar alternativas
para el manejo de estos residuos y así dañar en menor medida al ambiente.
Un cambio no se da de forma espontánea, ahí nace la importancia de que desde la individualidad de cada persona se busquen acciones y se pongan en práctica proyectos como el que se presenta a continuación, que permitan la creación y utilización de dispositivos que faciliten el manejo de ciertos desechos, todo ello con un fin común; la supervivencia del ser humano, así como el cuidado y preservación del medio ambiente y demás seres que allí habitan.
DISPOSITIVO COMPACTADOR DE BASURA INTERACTIVO
PROBLEMÁTICA QUE
RESUELVE EL PROTOTIPO:
· Permite
tener un mayor control de los desechos (envases PET y latas de aluminio) para
evitar que se encuentren desperdigados en lugares públicos.
· Previene
la contaminación del sustrato y mantos acuíferos, pues no permite que los
desechos se degraden liberando sustancias químicas dañinas para el posterior
uso de la tierra en agricultura y otros propósitos.
· Provee
un espacio de reflexión sobre el consumo excesivo y busca disminuir las
conductas consumistas de las personas.
ZONA DE IMPACTO:
Universidad Autónoma del
Estado de México, Plantel “Lic. Adolfo López Mateos” de la Escuela
Preparatoria, ubicado en Av. Venustiano Carranza #300 Pte. Col. Francisco
Murguía (1,12 km), 50130, Toluca de Lerdo, Estado de México.
ANTECEDENTES:
Con el paso del tiempo, la humanidad evolucionó de
forma exponencial. Se produjo un gran crecimiento de las urbes, ligado a la
extracción y transformación de elementos naturales. Las personas desarrollaron
nuevas actividades comerciales que requerían el uso de materiales que al
terminar de ser utilizados debían ser desechados parte o en su totalidad; como
consecuencia, estas sociedades comenzaron a tener dificultades para eliminar
los residuos producidos, formándose así los primeros vertederos.
En la Edad Media, la mayoría de los desechos eran
depositados en las mismas ciudades, lo que originaba problemas de roedores y
pulgas, que proliferaban la transmisión de enfermedades como la peste bubónica.
Hasta el siglo XVIII se empiezan a crear medidas de control para estos residuos
urbanos como medida importante desde el punto de vista higiénico. De esta
forma, se crearon redes de alcantarillado, cementerios y hospitales. Aunque la
visión medioambiental estaba centrada en la salud de los ciudadanos. Con la
Revolución Industrial se comenzaron a generar nuevos tipos de desechos que eran
cada vez más complicados de tratar.
Fue para mediados del siglo XX que se empezaron a realizar
controles a los vertederos, siendo habituales los vertidos incontrolados y los
quemaderos; para que finalmente, en los años 60´s y 70´s, se crearan las
primeras instalaciones de compostaje e incineración, iniciándose así un
panorama más próximo al actual. Se
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1.
Principios de Dinámica: Para dar lugar al
funcionamiento del dispositivo es imprescindible la aplicación de la Primera y Tercera
Ley de Newton:
Ø Primera
Ley de Newton (Principio de Inercia): Establece que un cuerpo no modifica su
estado de reposo o de movimiento si no se aplica ninguna fuerza sobre él, o si
la resultante de las fuerzas que se le aplican es nula.
En este principio se basa la
construcción del dispositivo, pues su funcionamiento responde a la aplicación
de una fuerza sobre ciertas piezas que accionen el mecanismo interno (que se
encuentra en equilibrio y reposo) para que permitan la compactación de las
botellas y latas.
Ø Tercera
Ley de Newton (Principio de acción-reacción): Establece que cuando dos cuerpos
tienen alguna interacción aparecen fuerzas iguales y de sentidos opuestos en
cada uno de ellos.
En este principio se
fundamenta el funcionamiento de las piezas internas del compactador, pues
mediante la interacción de una fuerza aplicada sobre el cuerpo se pretende
generar otra fuerza en respuesta.
2.
Principio de Trabajo-Energía: Este principio se
deriva de la conservación de la energía y la aplicación de las relaciones del
trabajo y la energía. Si un objeto en movimiento es parado por una colisión,
cuanto mayor sea la distancia de parada, menor será la fuerza de impacto.
Este
principio se ve reflejado cuando el desecho plástico o de aluminio impacta con
la base de metal en el dispositivo compactador de basura, pues entre mayor se
la fuerza aplicada mayor será la fuerza de impacto y por tanto se logrará una
adecuada compresión.
3. Ley de
la Palanca: En el funcionamiento de la palanca intervienen tres fuerzas;
Ø Potencia: Se trata de una fuerza que aplicamos
voluntariamente en una parte de la barra con el fin de vencer a otra fuerza
denominada Resistencia.
Ø Resistencia:
Se trata de una fuerza ejercida sobre la palanca por un cuerpo que generalmente
tratamos de mover o deformar mediante la Potencia.
Ø Reacción
Normal: Es la fuerza ejercida por el fulcro sobre la barra.
MATERIALES:
· Alrededor de 8 tablas de madera con al menos 3 centímetros de espesor, con un largo aproximado de 1.5 m
- Dos tubos de metal delgado, de aproximadamente 2 m.
- Un rectángulo de madera de al menos 12 cm de espesor con dos agujeros (del diámetro de una botella PET promedio y una lata de aluminio)
- Pintura (sujeta a preferencia de usuarios)
- Dos bolsas plásticas resistentes (puede ser reemplazado con costales o contenedores de cartón)
- Tornillos y clavos de distintas dimensiones
- Cuña de madera de aproximadamente 15 cm de largo por 10 cm de alto
- Dos láminas metálicas delgadas
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Ejemplo de prototipo http://opac.pucv.cl/pucv_txt/txt-8000/UCI8287_01.pdf |
RESULTADOS:
Dada la contingencia sanitaria sucitada en el presente año,
fue inviable la realización del prototipo y por ende su inserción dentro de la
intitución y comunidad educativa; sin embargo, a través del análisis, deducción
y estimación de la propuesta, así como las propiedades del prototipo comparada
con las condiciones físico-espaciales, fue posible esclarecer los siguientes
resultados:
Primeramente, es importante
mencionar que en México el índice de recuperación y reciclaje del PET ocupa un
60%; sin embargo, en el Estado de México y más específicamente en el municipio
de Toluca éste índice se ve mucho más disminuido, a la vez que la dispersión de
estos residuos plásticos aumenta en gran proporción. Como se puede observar en
la siguiente gráfica:
- Con la instalación de este dispositivo en la parte interna y circundante al plantel, se reducirían mínimamente una cuarta parte del PET desechado en esta área.
- Con el uso de este compresor la dimensión de la masa de botellas plásticas y latas de aluminio que son llevadas a las plantas recicladoras disminuiría una tercera parte, haciendo más fácil la manipulación y transporte.
En la siguiente gráfica se
agrega una imagen de la proporción de desechos que se logran reciclar cada año
con ayuda de dispositivos como el compresor de desechos, en contraste con el
tratamiento usual que reciben los materiales.
Finalmente se predice un
mejoramiento en la clasificación de los desechos dentro del plantel, una mayor
relación y compromiso estudiantil con el cuidado ambiental, amplia durabilidad
del prototipo y una mejora futura en la limpieza del municipio.
VIABILIDAD
DEL PROTOTIPO:
·
El prototipo propuesto tiene un bajo costo de
elaboración, sus materiales son fáciles de conseguir y no representa un desvío presupuestal
para la institución.
·
El artefacto es de un uso sencillo y no
representa una amenaza para la comunidad estudiantil, pues no contiene ninguna
sustancia peligrosa ni objetos que puedan lesionar al usuario durante su
utilización. Cualquier rango de edad puede fácilmente emplear el dispositivo y
representa una actividad que relaciona al alumno con el cuidado del medio
ambiente, además es un incentivo para evitar la dispersión de envases plásticos
y latas de aluminio.
·
Es un dispositivo de fácil transporte, no
requiere procedimientos especiales para mantenerlo en buen estado y con buen
aspecto, pues lo único que la comunidad educativa debe cambiar constantemente
son las bolsas que contendrán los envases ya comprimidos, esto además
facilitará el tratamiento de la basura en centros y plantas de reciclaje.
PROPUESTAS PARA LA MEJORA
Para la mejora del prototipo:
·
Podrían implementarse materiales más resistentes como el metal o
aluminio para que el prototipo tenga la capacidad de comprimir objetos más
grandes y de materiales un poco más duros.
·
Implementación de una base para una palanca más grande que brinde mayor
facilidad al usuario para utilizar la compresora, además de que se valga de la
inercia para hacer una presión más efectiva de la botella.
·
Brindar al prototipo de una base para una mejor instalación y facilidad
para ser colocado sobre más tipos de relieve y en diferentes dimensiones de
espacio.
Para la mejora de la situación ambiental de la zona
de impacto:
·
Establecer proyectos y campañas que premien a los alumnos o grupos que
logren reunir la mayor cantidad de botellas comprimidas; así estimularíamos a
los alumnos para participar.
·
Colocar en distintos espacios más allá del territorio interno de la
institución ejemplares del prototipo para que sea utilizado por más ciudadanos
de la zona.
·
Colocar basureros instalados al suelo para la separación de los
distintos tipos de desechos que se puedan generar, así los servicios de
recolección de basura locales podrán tratar de forma adecuada los residuos.
CONCLUSIONES INDIVIDUALES
Arzate Corona Cristian Aldair
Considero que el proyecto
presentado anteriormente es un artefacto muy benéfico para la comunidad de la
Escuela Preparatoria, pero también para la sociedad en general.
El problema de la contaminación
surge por distintas situaciones, como lo es el consumismo, y dadas las
circunstancias actuales, resulta de suma importancia tomar medidas que ayuden a
minimizar los daños causados al planeta. Una forma de hacerlo es mediante la
implementación de dispositivos tecnológicos como este, que traen beneficios muy
numerosos pues se disminuye la cantidad de basura generada, y además se pueden
generar ingresos extra.
Muchos de los recursos que
utilizamos no son renovables, y es por ello que debemos de pensar en adoptar
comportamientos que nos permitan reciclar de forma continua todos ellos, para
que no se agoten, y puedan seguir brindándonos la estabilidad que necesitamos.
García Garnica Jesús Ricardo
En
la actualidad, la contaminación ambiental y el cambio climático son 2 de los
problemas más grandes que enfrentamos como sociedad, y de los cuales debemos
ocuparnos con urgencia, pues si no se hace algo rápido, podrían desarrollar
grandes consecuencias que llegan a ser irreversibles.
La
física, al igual que muchas otras ciencias y ámbitos de estudio, ha tratado de
buscar la solución o proveernos con ciertas medidas que nos ayuden a
contrarrestar el problema, es así que, con apoyo de otras áreas, se creó este
prototipo para compactar los desechos provenientes del PET.
El
PET (Tereftalato de polietileno), es de los principales desechos que genera el
humano día a día que puede ser reutilizado y sacarle provecho tiempo después de
haber sido tirado, sin embargo, se reducen las posibilidades de continuar con
un ciclo si no es clasificado correctamente.
Hoy
más que nunca, debemos trabajar en conjunto para lograr un algo que nos
beneficie a todos.
Garduño Palma Emmanuel
La
física es una ciencia que interviene en el proceso y desarrollo de distintos artefactos
que contribuyen en la mejoría de la vida humana. El diseño de mecanismos para
solucionar problemáticas e inconvenientes no es algo reciente, pues como
especie hemos creado herramientas y utensilios para lograr nuestros cometidos,
desde lo más básico como la alimentación y obtención de recursos, hasta los
viajes espaciales.
La
física y sus principios están presentes en cada uno de estos hitos
tecnológicos, por lo que decidimos enfocar a esta ciencia en el desarrollo de
un prototipo que permita solucionar una de las problemáticas que más amenazan a
nuestro planeta, como lo es la contaminación.
El
compactador de residuos es la culminación de un proceso arduo de diseño,
imaginación y aplicación de teoremas físicos, se considera que el enfoque
adecuado y preciso de este proyecto podrá contribuir en el pensamiento y la
ideología de los alumnos, pues los problemas que hoy en día son notoriamente
perjudiciales para nuestro desarrollo óptimo, solamente se verán reducidos si
las generaciones futuras sienten un interés por la mejoría ambiental y común,
priorizando el desarrollo y preservación ambiental.
Considero
fundamental que se pueda tener una relación tan estrecha entre las asignaturas
estudiadas y las situaciones de la vida diaria, esto brinda una visión más
amplia del mundo, pues como estudiantes nos vemos expuestos a ignorar el origen
científico de los fenómenos actuales y esto mismo ocasiona que se opte por un
camino indiferente, en el que se priorice el beneficio inmediato, en lugar de
considerar las alternativas más convenientes para tener un desarrollo
sustentable.
Rodríguez Jaramillo Camila
Parte
de la responsabilidad que tenemos como habitantes del mundo es proteger el
medio ambiente que nos rodea, y aunque el ser humano se mantiene en un proceso
constante de innovación y progreso, aún debe mantener ese cuidado y especial
interés en que su avance no comprometa la calidad y el estado en que se
encuentra el ambiente, pues es éste quien le provee de los recursos y bienes de
los que precisa para subsistir.
Un
claro ejemplo de este crecimiento es la instauración de grandes urbes, sin
embargo, como en muchos otros casos el ambiente enfrenta estas modificaciones con
la enorme contaminación de cuerpos de agua, aire y por ende el suelo y las grandes
masas de basura y plásticos.
Con
proyectos como este los alumnos aumentan su identificación y compromiso con el
ambiente, además que les permite aplicar sus conocimientos e imaginación en la
creación de artefactos para la mejora de su contexto. En este caso, la
asignatura de física es de gran ayuda para la planeación y diseño de un mejor
prototipo basado en fórmulas y teoremas físicos.
En
especial encontramos de gran utilidad un prototipo como este para nuestra
escuela pues además de ser una herramienta muy útil para la compresión y
reducción de las dimensiones y espacio que ocupa la masa se residuos plásticos
generados dentro de la preparatoria; invita y estimula a la comunidad académica
y administrativa para participar directamente en esta herramienta para ayudar
al medio ambiente.
Tovar Marín Andrea
Me
parece sumamente importante resaltar los datos estadísticos que México presenta
en la recuperación y en el reciclaje del PET puesto que con la situación
sanitaria presentada debemos de tener aún mucha más conciencia del daño que le
causamos al planeta y que este también tiene formas de decirnos que necesita un
respiro, que es con el que hoy estamos lidiando.
Y de
ahí surge la idea de este prototipo para poder colaborar con esta situación
pues este dispositivo ayuda a que la dimensión de las masas del PET llevadas a
las plantas recicladoras disminuya una tercera parte haciendo más fácil el
transporte y manipulación de esta. Así como también la comunidad estudiantil de
prepa uno se ve más comprometida con el cuidado ambiental.
Vera Miranda Sandra
A lo
largo del tiempo el ser humano ha innovado en materiales y productos que le
permitan facilitar la vida cotidiana. Uno de los materiales más populares en
los últimos tiempos para almacenar es el platico. Este peculiar polímero
permite crear envases y contenedores de diversa índole cuya función es mejorar
la producción en masa de diversos productos.
Uno
de los más populares es el Pet, comúnmente utilizado para envasar líquidos
diversos. Su uso masivo ha creado un enorme impacto negativo en el medio
ambiente. Por consiguiente, una problemática de escala mundial con respecto a
su manejo.
En
resumen, podemos decir que con este proyecto se busca innovar en el manejo de
residuos y aumentar su aprovechamiento; así como extender su vida útil y
reducir la explotación de recursos naturales, en su mayoría no renovales.
Por
otra parte, también se busca mitigar el impacto ambiental que produce el
hombre, para preservar el medio ambiente y la forma de vida que llevamos en la
actualidad.
CONCLUSIÓN
GENERAL
Como
seres humanos debemos ser conscientes del cuidado que merece el medio en el que
nos desarrollamos, pues de otra forma, si se sigue explotando y contaminando
sin medida, terminaremos por acabar con él y con la vida, incluyéndonos a
nosotros.
Es por
ello que la implementación de planes de acción y estrategias encaminadas al
cuidado del medio ambiente son sumamente relevantes, pues es la única manera en
que lograremos llevar a buen término nuestra estadía en el planeta Tierra.
Teniendo
en consideración todo lo anterior, la implementación del proyecto presentado,
que tiene por objetivo la recolección de basura para su posterior reciclaje, es
una gran alternativa que nos permitirá contribuir al cuidado del medio ambiente
y la transición hacia un modelo de desarrollo sustentable.
Por
último, cabe resaltar la importancia de la implementación de este tipo de proyectos
dentro de las aulas, pues incentivan a nosotros los alumnos, a buscar soluciones
en favor del medio ambiente, y crear una cultura con conciencia ambientalista.
Dicha conciencia es un pilar fundamental en la sociedad hoy en día, pues es la
que moverá al mundo para generar acciones concretas que nos encaminen a un
estilo de vida sustentable.
FUENTES DE CONSULTA:
EISBERG,
Robert M. y LAWRENCE S. Lerner. Física: Fundamentos y Aplicaciones. Volumen
II. México, 1990
García,
A., Martínez, L., & Linares, E. (2018). Diseño de un prototipo de
contenedor-compactador de latas con muro verde en la Unidad Profesional
Interdisciplinaria de Biotecnología. CIBA Revista Iberoamericana de las
Ciencias Biológicas y Agropecuarias, 7(13), 1-17.
https://doi.org/10.23913/ciba.v7i13.72
López,
A. & UNAM. (s. f.). Impacto Ambiental y Manejo de residuos urbanos. UNAM.
Recuperado 9 de octubre de 2020, de http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/614/A5.pdf?sequence=5
López,
C., & Bajaña, J. (2016, mayo). Diseño y construcción de un compactador de
latas y envases de PET. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA DEL ECUADOR.
https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/13386/1/UPS-GT001750.pdf
Viñuela,
L. (2007). Desarrollo de una propuesta para recolección de envases P.E.T. y
aluminio. Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. http://opac.pucv.cl/pucv_txt/txt-8000/UCI8287_01.pdf
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