Índice De Contenido Capítulo 1 Introducción... 1

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1 Índice De Contenido Capítulo 1 Introducción Descripción del problema Justificación Objetivos... 6 Capitulo 2 Antecedentes del problema Origen, definición y clasificación de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) Origen Definición Clasificación Tipos de Materiales generalmente Recuperados de los RSU s Producción de Desechos Composicion general de los residuos sólidos Procedimientos de Eliminación de RSU s Vertederos Controlados Incineración Compostaje Métodos de Separación Trituración Cribación Separación Neumática Separación Magnética Separación Manual Tecnologías Futuras Nuevos materiales Capitulo 3 Diseño del sistema Diseño Mecatrónico Funciones, Restricciones y Objetivos Carta Morfológica y de Comparación por pares Evaluación de las propuestas de Diseño Diseño Mecánico III

2 3.2.1 Bandas y Poleas Método de transmisión de movimiento por bandas Bandas Síncronas y Poleas Dentadas Relación de Velocidades entre poleas Soportes y Piezas a manufacturar Diseño Electrónico Sensores Sensores Capacitivos Conceptos Básicos de Capacitancia Principios de Operación Componentes internos del Sensor Sensores Fotoeléctricos Modos de Funcionamiento Control de Velocidades del motor Rectificador de onda Completa Cruce por cero y rectificación de la señal Diseño del Software de Control, Controladores Lógicos Programables (PLC) Clasificación Clasificación Combinacional de Residuos Diagrama de Contactos Capitulo 4 Construcción Elementos Iniciales del Sistema Características del mecanismo Polea-Dentada Banda Síncrona Selección de Sensores Sensor Capacitivo Calibración Sensor Fotoeléctrico Interruptores Magnéticos DMR Características de las muestras de material Manufactura de Soporte para Sensores Componentes del controlador de velocidad IV

3 4.7 Características del electro válvula a usar Selección del PLC Diagrama de Conexiones Capítulo 5 Pruebas y Resultados Medidas de seguridad Característica de la Prueba Objetivo de la prueba Consideración Iniciales Procedimiento Implementación del Programa Resultados Obtenidos Retroalimentación de los usuarios Pruebas alternas sugeridas Capítulo 6 Conclusiones Comparación con otros sistemas Trabajo a Futuro Conclusiones Generales Bibliografía Anexo I Planos Anexo II Especificaciones y Diagramas Electrónicos Anexo III Programas V

4 Índice De Tablas Capítulo 2 Antecedentes 2.1 Principales países del mundo y el porcentaje de generación de cada tipo de desecho Tiempo de Degradación por material Ventajas y Desventajas para métodos de eliminación de desechos. 28 Capítulo 3 Diseño 3.1 Carta de Comparación Por Pares (CCP) Carta Morfológica Selección de Diseños Conceptuales Evaluación de Diseños Asignación de Medios a las áreas de Diseño Correspondientes Ventajas y desventajas del uso de Poleas dentadas y Bandas síncronas Clasificación de Bandas síncronas de acuerdo a su paso Ventajas y Desventajas del sensado electrónico Constantes Dieléctricas de Diversos Materiales Ventajas y Desventajas de la automatización con PLC s Relación Combinacional de detección de material..76 Capítulo 4 Antecedentes 4.1 Elementos del banco inicial y sus características principales Tablas de estándares característicos de bandas síncronas Características principales del sensor capacitivo Autonics Características principales del sensor Fotoeléctrico S18 Banner Características principales del Interruptor magnético Micro Cualidades principales de los materiales a utilizar en las muestras Características principales de los componentes usados en el Driver Elementos Neumáticos usados en el sistema VI

5 4.9 Relación de Elementos del sistema con sus conexiones al PLC..98 Capítulo 5 Pruebas y Resultados 5.1 Relación de muestras de velocidad tomadas al sistema Resultados Prueba Resultados Prueba Resultados Prueba Resultados Prueba VII

6 Índice De Figuras Capítulo 1 Introducción 1.1 Escenario de una manera inadecuada de manejar los desechos domésticos a) Contenedores destinados para la separación de basura de acuerdo al material b) Niños buscando material reutilizable para vender a los centros de recolección Porcentaje de cada tipo de desechos presentes en nuestra basura Figura 1.4 Proceso de control de calidad automatizado, común en la industria actual...8 Capítulo 2 Antecedentes 2.1 Flujo de materias prima y generación de residuos sólidos en sociedades actuales Ciclo de gestión residuos sólidos urbanos Símbolos usados para la clasificación de plásticos a) Compostaje b) Vertedero Controlado c) Incineración a) Trómel b) Separación Magnética c) Separación Neumática...32 Capítulo 3 Diseño 3.1 Árbol de Objetivos Mecanismo de transmisión por poleas Partes principales de la polea dentada y la banda síncrona Relación de velocidades en una transmisión de poleas Atracción de electrones entre dos cargas paralelas Capacitancia entre dos placas paralelas a) Variaciones en la Señal oscilatoria de corriente b) Diagrama a bloques de un sensor capacitivo 3.8 Modos de detección en sensores fotoeléctricos (Opuesto, Retroreflectivo y Difuso Circuito rectificador y señal de salida rectificada a) Diagrama a bloques de cruce por cero b) Circuito esquemático del rectificador controlado 3.11 Conexiones sumidero y fuente de un PLC respecto a sus entradas y salidas 74 VIII

7 3.12 Diagrama de Contactos de las funciones booleanas Capítulo 4 Construcción 4.1. Banco de Vibraciones autoexcitadas Poleas dentadas y Banda Síncrona a utilizar Mecanismo Polea-Banda Implementado Sensor Capacitivo Autonics Serie CR Parte posterior de los sensores capacitivos y potenciómetro de sensitividad Sensor Fotoeléctrico Banner S a) Interruptor Magnético Micro b) Interruptores montados en los cilindros a) Muestra de cada material b) Juego completo de muestras de material a) Vista Frontal del Soporte b) Vista superior del soporte Guía de posición montada en el soporte de los sensores Terminaciones del vástago para cilindro neumático Implementación del driver de velocidades a) Cilindro Neumático b) Implementación de todos los elementos neumáticos PLC S7-200 implementado al sistema clasificatorio Diferentes tomas del ensamble del prototipo clasificatorio Capítulo 5 Pruebas y Resultados 5.1 Paquete de muestras de material necesarios antes de iniciar la prueba a) Etiqueta de Sensores y Actuadores b) Etiqueta de Botón de marcha Usuario Piloto Usuario Piloto Usuario Piloto Usuario Piloto Capítulo 6 Conclusiones 6.1 Sensado Electrónico usado en TITECH y tipos de materiales clasificados IX