proyecto de investigaciÓn ii

Método de Reutilización de la Cascara de Huevo.

Proyecto para optar al título de Diseñador Industrial

Abel Ricardo Posso Vergara

CC 1087984560

Universidad Católica de Pereira

Facultad de Arquitectura y Diseño

Programa de Diseño Industrial

Pereira, Risaralda

2020

MÉTODO DE REUTILIZACIÓN DE LA CASCARA DE HUEVO.

1

Agradecimientos.

A Dios, por permitirme la vida, la salud y la perseverancia para no rendirme antes los

innumerables obstáculos que se presentaron a lo largo de toda nuestra carrera.

A mi esposa, mis hijos, mis padres y mis hermanos quienes siempre han sido un apoyo

monumental en mi vida, por su paciencia y amor a lo largo de este camino, porque son ustedes,

el principal motor que me impulsan cada día a esforzarme más y más por alcanzar mis sueños.

A los profesores, por facilitar la comprensión de innumerables temas necesarios para

nuestra vida profesional, y que van mucho más allá de la academia. El ser buena persona, pero

sobre todo buen profesional, no se aprende sólo con clases teóricas, solo cuando tengo grandes

ejemplos es que puedo lograrlo, y tuve la fortuna de contar con los mejores.

A mis compañeros, por convertirse en mí segunda familia, por tantos momentos gratos y

memorables que siempre permanecerán conmigo.

Y finalmente, a la vida misma, por traerme hasta aquí y ahora en la culminación de un

logro más alcanzado.


2

Contenido

Lista de ilustraciones........................................................................................................... 4

Lista de tablas. .................................................................................................................... 5

Resumen .............................................................................................................................. 7

Abstract ............................................................................................................................... 8

Introducción ...................................................................................................................... 10

Planteamiento del Problema ............................................................................................. 11

Objetivos ........................................................................................................................... 13

Objetivos específico ................................................................................................................ 13

Objetivos generales .................................................................................................................. 13

Marco teórico. ................................................................................................................... 15

Marco histórico ........................................................................................................................ 15

Antecedentes ..................................................................................................................... 16

Marco conceptual .............................................................................................................. 19

Cáscara de huevo ..................................................................................................................... 19

Probeta ..................................................................................................................................... 19

Aglutinantes ............................................................................................................................. 19

Metodología de diseño ...................................................................................................... 20

Exploración ............................................................................................................................. 20

Evaluación ............................................................................................................................... 21

Comunicación .......................................................................................................................... 21

Generación ............................................................................................................................... 21


3

Tipología ........................................................................................................................... 22

Requerimientos ................................................................................................................. 24

Conceptualización ............................................................................................................. 29

Inicio experimental con cascara de huevo. ....................................................................... 31

Procesamiento de la cascara de huevo .............................................................................. 31

Alternativas ....................................................................................................................... 32

Características de los materiales utilizados. ............................................................................. 32

cemento ..................................................................................................................... 32

Cola de carpinero (carpincol).................................................................................... 33

Almidón de yuca ....................................................................................................... 33

Matriz análisis comparativo. .................................................................................................... 36

Aplicación de material ...................................................................................................... 37

Propuesta . ......................................................................................................................... 38

Ciclo de uso general ................................................................................................................ 39

Ciclo de uso especifico ............................................................................................................ 40

Diseño de detalle ..................................................................................................................... 41

Renders. ................................................................................................................................... 43

Secuencia armado ............................................................................................................. 44

Plano general ..................................................................................................................... 45

Plano especifico ................................................................................................................ 46

Despiece ............................................................................................................................ 48

Proceso productivo............................................................................................................ 49


4

Base techo................................................................................................................................ 49

Caperuza lámpara .................................................................................................................... 50

Planos seriados ........................................................................................................................ 51

Materiales .......................................................................................................................... 52

Prototipo. ........................................................................................................................... 54

Costos de producción de una lámpara. ............................................................................. 55

Componentes del costo de producción ..................................................................................... 55

Materia prima ............................................................................................................ 56

Mano de obra directa ................................................................................................ 56

Costos indirectos ....................................................................................................... 57

Gastos de operación .................................................................................................. 57

Conclusiones. .................................................................................................................... 58

Bibliografía ....................................................................................................................... 59

Anexos .............................................................................................................................. 61

Lista de ilustraciones.

Línea de tiempo de los materiales. .................................................................................... 15

Metodología de diseño ...................................................................................................... 20

Conceptualización fase 1 .................................................................................................. 29

Conceptualización fase 2 .................................................................................................. 30

Datos de las pruebas de carga. .......................................................................................... 36


5

Boceto familia de objetos.................................................................................................. 39

ciclo de uso ....................................................................................................................... 40

Ciclo de uso especifico. .................................................................................................... 41

Diseño de detalles de luminaria. ....................................................................................... 41

Renders en diferentes ángulos fotográficos. ..................................................................... 43

Secuencia de armado......................................................................................................... 44

Plano general ..................................................................................................................... 45

Plano especifico de componentes de madera .................................................................... 46

Plano especifico componente en cascara de huevo ........................................................... 46

Despiece ............................................................................................................................ 48

Foto prototipo plano completo .......................................................................................... 54

Foto prototipo plano fotográfico contrapicado. ................................................................ 54

Lista de tablas.

Análisis tipológico 1 ......................................................................................................... 22



Requerimientos de diseño. ................................................................................................ 25

Probetas de cascara de huevo ............................................................................................ 34

Matriz comparativo ........................................................................................................... 36

Cuadro de nivel IK del material. ....................................................................................... 38

Proceso productivo base techo .......................................................................................... 49


6

Proceso productivo caperuza ............................................................................................ 50

Proceso productivo planos seriados .................................................................................. 51

Elaboración planos seriados .............................................................................................. 52

Lista de materiales. ........................................................................................................... 53


7

Resumen

Ante la situación por la que está atravesando el planeta con respecto al cambio climático

y el calentamiento global, es necesario implementar métodos de reutilización de residuos

generados por los humanos para reducir el impacto medioambiental.

El huevo es uno de los alimentos más consumidos en el país, en lo que respecta a la

canasta familiar. Solo en Colombia durante el 2018 se consumieron 13.827 millones de huevos;

una cifra que coloca a Colombia como el tercer mayor consumidor de este producto en

Latinoamérica, solo superado por México y Brasil, según la Federación Nacional de Avicultores

(Fenavi) (Araujo, 2015). Incluso la cascara posee componentes que son benéficos para los

huesos del cuerpo, pero todas éstas van a parar como desechos sanitarios cuando su vida útil

puede que no haya terminado allí. Además su componente principal es el carbonato de calcio

(CaCO3), utilizado en varias zonas de la producción industria.

Además, la extracción de calcio de la tierra implica su explotación en grandes canteras,

un proceso más contaminante que la construcción, y que no solo causa graves afectaciones en el

ambiente, sino que parte de la extracción de un recurso no renovable, que con los años se ha ido

acabando por la extracción indiscriminada.

La presente investigación surge de la necesidad de reutilizar la cascara de huevo

considerada un desecho el cual se producen en grandes cantidades, con el propósito de

experimentar con otros compuestos, verificar la compatibilidad, crear nuevos materiales y

posteriormente darle un uso adecuado.


8

La investigación busca proporcionar información valiosa para la comunidad y dar a

conocer las oportunidades de producción de negocio con resultados innovadores y alternativas

enfocadas en la preservación del medio ambiente.

Actualmente son muy pocos los proyectos que se están llevando a cabo, relacionados con

aprovechamiento de este residuo solido en particular; es por esto que se pretende ser pionero en

este campo, para no solo generar conciencia sobre la importancia de realizar una correcta

separación de estos residuos, sino también abrir la puerta a la creación de nuevos materiales

creados a partir de este tipo de desechos, que contribuirían a fomentar un crecimiento en la

economía circular.

Palabras clave: unión, intersección, mezcla, preparación, resistencia, fuerza.

Abstract

Given the situation that the planet is going through with respect to climate change and

global warming, it is necessary to implement methods of reuse of waste generated by humans to

reduce the environmental impact.

Eggs are one of the most consumed foods in the country, in regards to the family basket.

Only in Colombia during 2018 13,827 million eggs were consumed; a figure that places

Colombia as the third largest consumer of this product in Latin America, only surpassed by

Mexico and Brazil, according to the National Federation of Poultry Farmers (Fenavi) (Araujo,

2015). Even the shell has components that are beneficial to the bones of the body, but all of these

end up as sanitary waste when their useful life may not have ended there. In addition, its main

component is calcium carbonate (CaCO3), used in various areas of industrial production.


9

In addition, the extraction of calcium from the earth implies its exploitation in large

quarries, a more polluting process than construction, and that not only causes serious effects on

the environment, but also starts from the extraction of a non-renewable resource, which with the

years has been running out due to indiscriminate extraction.

The present investigation arises from the need to reuse the eggshell considered a waste

which is produced in large quantities, with the purpose of experimenting with other compounds,

verifying the compatibility, creating new materials and subsequently giving it a suitable use.

The research seeks to provide valuable information for the community and publicize

business production opportunities with innovative results and alternatives focused on preserving

the environment.

Currently there are very few projects that are being carried out, related to the use of this

particular solid waste; This is why it is intended to be a pioneer in this field, to not only raise

awareness about the importance of correctly separating these wastes, but also to open the door to

the creation of new materials created from this type of waste, which would help foster growth in

the circular economy.

Keywords: union, intersection, mixture, preparation, resistance, strength.


10

Introducción

El huevo es uno de los alimentos más consumido en todas las familias a nivel mundial.

Un promedio de 300 huevos al año es el consumo per cápita mundial de este rubro, considerado

como uno de los alimentos más nutritivos de la naturaleza. El continente con mayor consumo

anual per cápita de huevos, fue el Este de Asia con una ingesta que supera los 350 huevos al año

por persona.

En Colombia el consumo de huevo creció 48% en 10 años y cerrara el año en 303

unidades por colombiano, lo que constituye el segundo consumo más alto de la región, sólo por

debajo de México, generándose residuos de cascara de huevo en grandes cantidades, donde su

destino final son los vertederos .

Partiendo de lo mencionado anteriormente y buscando la manera de emplear este

importante desecho, es como se llega a un sector de la industria que emplea dentro de sus

principales materias primas el huevo, y este es, las panaderías y/o reposterías. En Pereira,

ubicada en el sector de samaria La panadería Delipan , es una empresa que se dedica a la

elaboración de productos de panadería y repostería generando un residuo de producción de 2700

cascaras de huevos semanales que terminan en el vertedero. La pregunta central del trabajo es:

¿Cómo transformar la cascara de huevo generada por la panadería Deli pan para lograr nuevas

aplicaciones de uso?. La hipótesis central es que el residuo de la cascara de huevo es considerado

indebidamente un desperdicio sin considerar que es un componente que se encuentra presente en

muchos productos fabricados en diferentes zonas industriales. El objetico central de esta

investigación es Desarrollar nuevas formas de aplicación del residuo de la cáscara de huevo a


11

partir de la experimentación para el aprovechamiento del material generado por la empresa

Delipan.

Planteamiento del Problema

El planeta se encuentra atravesando un gran cambio, debido a los malos hábitos de las

personas. La contaminación, los residuos plásticos de un solo uso, la generación de dióxido de

carbono (CO2), la deforestación, el abuso en la extracción de los recursos, entre otras muchas

formas de deteriorar el planeta; tienen a la humanidad en un viaje sin retorno hacia su propia

autodestrucción, que a puesto a millones de personas a reflexionar, sobre qué tipo de acciones

tomar para así ayudar a preservar y cuidar el planeta tierra.

Es realmente importante entender que el problema es real, global y progresivo, por tanto

las soluciones también deben serlo. A raíz de esto, muchos empresarios en diversos países del

mundo, encuentran en lo que otros desechan, oportunidades de negocio; empleando diferentes

tipos de desechos como materia prima para la creación de nuevos materiales, de los cuales la

cascara de huevo se vuelve participe.

El huevo es uno de los alimentos más consumido en todas las familias a nivel mundial.

Un promedio de 300 huevos al año es el consumo per cápita mundial de este rubro, considerado

como uno de los alimentos más nutritivos de la naturaleza. Según lo informo la FAO

(Organización de Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación), el continente con

mayor consumo anual per cápita de huevos, fue el Este de Asia con una ingesta que supera los

350 huevos al año por persona. Le sigue América Central con un consumo medio de 300 huevos

por año, Europa con casi 250 huevos, Norte América con unos 240 huevos y Australia con algo


12

más de 200 huevos por persona al año. En tanto, África es el continente con menor consumo, con

un promedio de 150 unidades al año por persona. (Araujo, 2015).

La FAO destaca que durante las últimas tres décadas la producción de huevos se ha

triplicado pasando de 29,3 millones de toneladas en 1983, a 73,8 millones de toneladas en 2013,

lo que representa un crecimiento del 152%.

En Colombia el consumo de huevo creció 48% en 10 años y cerrara el año en 303

unidades por colombiano, lo que constituye el segundo consumo más alto de la región, sólo por

debajo de México. El huevo es uno de esos alimentos infaltables en la dieta de los colombianos.

Su peso dentro de la ponderación de alimentos en el Índice de Precios al Consumidor (IPC) es de

2,5% y su producción y consumo han tenido un crecimiento continuo.

Además, Si los colombianos consumen en promedio 303 huevos cada uno por año y la

más reciente cifra de población entregada por el Dane es de 48,3 millones de habitantes, implica

que en el país se utilizan 14 mil millones de huevos anuales.

Para abastecer esa demanda se requiere una producción diaria de aproximadamente 40,5

millones de unidades. (El Tiempo, 2019).

Teniendo en cuenta todo lo anterior es evidente preguntarnos ¿Cómo se está

aprovechando este residuo?.

El calcio es el mineral más abundante en el organismo y está involucrado en casi todas

sus funciones metabólicas, es por esto, que en áreas como el de la salud y nutrición han logrado

sacar provecho de este material por su alto contenido de calcio biológico, calcio iónico y otras

sustancias.; en la agroindustria por ejemplo, se aprovecha este residuo para realizar concentrados


13

y fertilizantes, y finalmente se sabe que en el área de la arquitectura se emplea como aditivo

adicional en el cemento de mortero y revoque.

Partiendo de lo mencionado anteriormente y buscando la manera de emplear este

importante desecho, es como se llega a un sector de la industria que emplea dentro de sus

principales materias primas el huevo, y este es, las panaderías y/o reposterías. En Pereira,

ubicada en el sector de samaria La panadería Delipan , es una empresa que se dedica a la

elaboración de productos de panadería y repostería generando un residuo de producción de 2700

cascaras de huevos semanales que terminan en el vertedero.

De acuerdo con lo anteriormente descrito, mediante el proceso de investigación al

problema que se presenta, surge una pregunta de investigación: ¿Cómo transformar la cascara de

huevo generada por la panadería Deli pan para lograr nuevas aplicaciones de uso?.

Objetivos

Objetivos específico

Desarrollar nuevas formas de aplicación del residuo de la cáscara de huevo a partir de la

experimentación para el aprovechamiento del material generado por la empresa Delipan.

Objetivos generales

Explorar materiales compatibles con la cáscara de huevo permitiendo la elaboración de

probetas para el desarrollo de una nueva aplicación del material.


14

Identificar las principales características del material mediante pruebas de resistencia para

determinar sus características finales que permitan la construcción de artefactos.

Diseñar una familia de objetos empleando el nuevo material, que demuestre la aplicación

e innovación del producto.


15

Marco teórico.

Marco histórico

Figura 1

Línea de tiempo de los materiales.

Fuente elaboración propia.


16

Antecedentes

En la actualidad, el uso de diferentes materiales biodegradables, a tomado gran

importancia debido al impacto ecológico que se está generando por el uso de compuestos, cuyo

destino final son fuentes hídricas y demás, sin mencionar materiales de construcción cuyo último

destino son rellenos sanitarios que se encuentran ya saturados y que no dan abasto para la

cantidad de residuos que a diario son desechados.

Para el año 2017, una investigación realizada por la revista dinero, mostró que solo en

Colombia son arrojadas 12 millones de toneladas de basura al año y de estas solo se recicla un 17

% llegando a ser mucho menos, ya que gran cantidad de estos residuos terminan en sitios donde

está prohibido arrojar desechos de cualquier tipo, alterando la fauna y flora propia del lugar.

Con la elaboración del plan nacional para la gestión integral de los recursos sólidos,

expedida mediante el documento conpes en noviembre del año 2016, se buscó castigar

fuertemente de manera monetaria, a las empresas que no realizaran una correcta disposición de

los residuos e incentivar a aquellas que ya lo estaban realizando, para continuar con esta

importante labor.

Aunque los esfuerzos se vieron enfocados hacia una disminución de residuos que eran

reciclables, también un estudio realizado por la DNP revelo que en Colombia se generan la

alarmante cantidad de 9, 76 millones de toneladas de desperdicios alimenticios al año, lo que se

constituye como residuos orgánicos y que es el punto de partida del proyecto a desarrollar.


17

Con el uso de la cascara de huevo, cuyo principal componente es el carbonato de calcio,

se busca disminuir el impacto que este residuo orgánico genera , ya que como lo revela fenavi,

su consumo promedio es de 293 huevos anuales por colombiano.

Aunque unos años atrás este residuo orgánico no había sido utilizado más que como un

producto de tipo abono para cultivos, el residuo de cáscara de huevo en Colombia, se ha estado

empleando en la elaboración de diferentes compuestos para, entre otras, descontaminar las

fuentes de agua que se encuentran cargadas de elementos pesados como el cadmio, que puede

causar trastornos agudos y crónicos como hipertensión y daños renales.

Este residuo sólido, el cual a través de un proceso sencillo y económico captura

contaminantes tanto en el agua como en lixiviados, gracias a que en su mayoría es carbonato de

calcio, es considerado uno de los mejores adsorbentes de metales por los iones que este posee.

Por otra parte, estudiantes de la universidad del norte en Barranquilla, focalizaron que el

sector de la infraestructura es uno de los mayores responsables de las emisiones de CO2 en el

mundo. Por ello propusieron un proyecto, basado en economía circular para reutilizar recursos

que en la actualidad son desechados, reemplazándolos por elementos básicos que hacen parte de

la mezcla de cemento y lo lograron. Luego de pasar por un proceso de incineración de las

cáscaras de huevo, para eliminar todos los residuos orgánicos, consiguieron reemplazar con éxito

un 5 % del calcio utilizado para hacer cemento sin afectar las propiedades de la mezcla. Y

aunque parezca poco, en un escenario macro industrial el impacto es enorme.

El carbonato de calcio componente principal como ya se mencionó anteriormente, de la

cáscara de huevo , está cotizado actualmente en países como Argentina en 600COP/kg, y puede


18

utilizarse en la industria alimenticia como neutralizante, texturizante y endurecedor, como anti

aglutinante y anti humectante en vegetales deshidratados, colorante en gomas comestibles,

coagulante en la formación de geles, fortificante mineral en agua, leche, yogur, cereales, quesos,

etc., también mejora la fermentación en la elaboración de pan e influye sobre las proteínas de

gluten aumentando la rigidez de la masa.

En la actualidad, son muchas las personas comprometidas con reutilizar y aprovechar lo que se

conoce como “desecho”. Un claro ejemplo de esto, es la tesis presentada por Ricardo Burga

Jacobi, de La Universidad Nacional Mayor de San Marcos, en Perú, desde la facultad de química

e ingeniería química Escuela profesional de ingeniería agroindustrial para optar por el título de

ingeniero agroindustrial, quien realizo la investigación para reutilizar los residuos de cascara de

huevo el cual se titula, ”Aprovechamiento de residuos agroindustriales de cáscara de huevo como

insumo para la elaboración de pintura látex de color” (Jacobi, 2018) concluyendo en su trabajo

que este residuo procesado puede ser usado para tal fin.

Otros estudios promovidos por BIONAT (centro de investigaciones de bioelementos

naturales) han investigado casi 20 años las diferentes cascaras de huevo y se han obtenido

resultados significativos mediante la aplicación del reciclaje múltiple y la reactivación de las

mismas, lográndose una producción limpia con alto valor agregado de las formulaciones y una

amplia diversificación de productos entre los que se encuentran el calcio biológico (Dr. Juan

Bruno Zayas, 2007).

Finalmente es importante destacar que se debe continuar con la exploración de este

material y para tal fin, con la realización del actual proyecto, buscar la manera como desde la


19

parte del diseño industrial, se generen alternativas amigables con el medio ambiente y de

sostenibilidad, en el desarrollo de nuevos productos, como por ejemplo luminaria.

Marco conceptual

Cáscara de huevo

Recubrimiento externo del huevo compuesto en su gran mayoría por carbonato de calcio (entre

un 96% - 98%) , aportando resistencia y protección a la estructura interna del mismo.

Probeta

Pieza sometida a diversos ensayos mecánicos para estudiar la resistencia de un material

Aglutinantes

Sustancia que se utiliza como medio para generar adherencia entre un pigmento y el

soporte. Contrariamente a lo que se cree el aglutinante no diluye los pigmentos, solo permanece

en suspensión dentro del mismo, formando una película.


20

Metodología de diseño

Figura 2

Metodología de diseño

fuente: elaboración propia.

Exploración


21

En la etapa de exploración se pretende resolver el método para pulverizar la cascara de

huevo, conocer la compatibilidad con algunos materiales (cemento, pegantes, sustancias

naturales) de fácil acceso, y observar su comportamiento al realizar probetas de diferentes

composiciones, empleando como material principal la cascara de huevo pulverizado .

Evaluación

posteriormente se evalúan las características del material y las pruebas físicas, que

determinen cuál de las mezclas resultantes arrojan una consistencia favorable para la

elaboración de objetos.

Comunicación

Luego se dará a conocer con el director del proyecto para que evalúe el material

seleccionado e indique sus observaciones, y reevaluar si es necesario.

Generación

Seguidamente se determina el material con el que se va a trabajar, para generar maquetas

y prototipos, utilizando los datos recopilados teniendo en cuenta lo pasos anteriores. El objeto

resultante se somete al mismo proceso para finalmente obtener un artículo final.


22

Tipología

A continuación se mostraran algunas tipologías de materiales con los que se está

experimentando para crear objetos o para mejorar las características físicas.

Tabla1

Análisis tipológico 1


cemento con fibra de vidrio

Descripción

El cemento con fibra de

vidrio, mezcla que le da

resistencia al material.

Formal estético Simbólico comunicativo practico técnico

Colores fríos

Apariencia rustica

Fácilmente adaptable a un

molde

Se muestra como un

elemento fuerte y resistente

Se percibe inmediatamente

que es un material con

capacidad de carga

Es un elemento con

capacidad de carga alta

Material producto de la

combinación de cemento con

fibra de vidrio

fuente: elaboración propia


23

Tabla2



Plástico reciclado con

cemento.

Descripción

La mezcla de cemento y

plástico reciclado busca

innovar con el

aprovechamiento del plástico

desechado.

Formal estético

Simbólico comunicativo

practico técnico

Color oscuro

Aspecto de piedra.

Se muestra con un material

resistente

Se percibe que es un

elemento que funciona para

elaborar elemento que

soporten cargas

Es un material que es muy

resistente a cargas

es un material resiste la

humedad

es un material que es liviano.

Es un material que ayuda a el

medio ambiente.



24

Tabla 3


ANÁLISIS TIPOLÓGICO 3

Residuos de café molido con

otros aglutinantes

Descripción

Es un material biodegradable y

utilizado para compostaje

pensado en la reutilización de

residuos.

Formal estético Simbólico comunicativo Practico técnico

Da acabados café oscuros

Utiliza elemento

biodegradable para su

elaboración

Tiene propiedades de

aspectos duros.

Se muestra como un material

moldeable

Es un elemento que es

amigable con el medio

ambiente

Material biodegradable

No es toxico

Buena consistencia en los

objetos elaborados con este

material.

fuente : elaboración propia

Requerimientos


25

Los requerimientos de diseño son variables que se cumplen dentro de un diseño. A

continuación, se presentarán en la tabla 4 los requerimientos para este proyecto.

Tabla 4

Requerimientos de diseño.

Requerimientos

Factor determinante parámetro

Uso

Mantenimiento El material resultante

debe ser fácil de limpiar y

procurar que no tenga cavidad

el acumulo de suciedad.

Debe ser fácil de

limpiar con cepillos

sacudidores u otros elementos

para limpiar superficies.

Unión Los componentes del

nuevo material deben de

cumplir con unas

características específicas

se empleara sustancias

adhesivas de alta resistencia.


26

Función

resistencia El material debe tener

un grado de resistencia auto

portante.

El material es auto

portante y debe tener mínimo

una capacidad de carga de 50

kg.

acabado Debe tener una

superficie lisa o áspera según

para lo que emplee.

El material es áspero

por naturaleza, para acabados

lisos se pueden utilizar

técnicas de lijado con distintos

gramajes.

Ambientales Debe ser un material

amigable con el medio

ambiente

El material nuevo tiene que

diluirse en agua y tener

componentes naturales..

durabilidad El material debe ser

duradero

Teniendo en cuenta las

características del material, la

durabilidad mínima para

productos elaborados con este

material es 1 ano.


27

Estructurales

Número de

componentes

Las componentes

adicionales en la elaboración

de objetos deben ser

indispensables.

El objeto tendrá min 2

componentes y máximo 5

componentes sin incluir las

luces.

unión Que se pueda manejar

si sufrir daños, que tenga una

estructura sólida.

Que pueda ser

taladrado para poder generar

ensambles con tornillos o

pernos. Que resista el calor

para uniones con siliconas

térmicas.

estructurabilidad El material debe ser

auto portante

El material debe tener

una resistencia que resista su

propio peso.

Formal Estéticos

estilo El diseño de luminaria

debe ser atractiva para el

cliente.

Utilizando figuras

geométricas como

paralepipedos cilindros y


28

pirámides que resalten la

apariencia del material.

unidad La forma del objeto

debe ser expresada como un

solo objeto en general.

Utilizando formas

especificas e incluirlas en cada

uno de los objetos.

equilibrio Todos los objetos que

integran la familia deben ser

un todo.

Utilizar simetrías y

técnicas de conceptualización

para relacionar cada uno de los

objetos.

superficie La superficie debe ser

acorde al diseño planteado.

Utilizar el aspecto

natural del material o cambiar

el color con otros aditivos

naturales.



29

Conceptualización

Inicialmente para crear un concepto se emplea un método mediante el cual se buscan

palabras relacionadas con el fin del proyecto y en un juego de palabras se forman oraciones para

luego filtrar e ir descartando las que no se utilicen como se muestra en la figura 3.

Figura 3

Conceptualización fase 1



30

para realizar el concepto se utilizó un desglose de palabras clave buscando relacionarlas con

palabras sinónimas que permitiera la configuración de oraciones y posteriormente descartar una

por una hasta encontrar las más adecuada como se muestra en la figura 4 .

Figura 4

Conceptualización fase 2



31

Concepto de diseño.

EL NOVATO LA TIENE CLARA.

Inicio experimental con cascara de huevo.

Antes de diseñar un objeto se debe realizar la selección de un material final, para ello se

debe procesar el cascaron de huevo, obtener el polvo de cascara de huevo, realizar probetas y

someterla a pruebas físicas en el laboratorio .

Procesamiento de la cascara de huevo

En primera instancia se recolectan las cascaras de huevos suministradas por la panadería

Delipan, Posterior a la recolección (véase anexo1) debemos procesar la cascara de huevo para

poder realizar las diferentes experiencias. Sabemos de las propiedades del huevo, de la clara y su

alto contenido en proteínas, de la yema y su contenido en lípidos y por supuesto otras

propiedades. Sin embargo la cáscara también se usa actualmente y de ella se extraen

componentes muy beneficiosos, no solo la cáscara sino también la membrana que la recubre nos

puede ser útil para multitud de usos (farmaciameritxell, 2019). La parte orgánica que está

adherida a la cascara en la parte interna (véase anexo 2), se utilizara junto con la cascara con el

fin de suministrar propiedades a la tierra al momento de que este sea desechado.

A continuación se contiene las cascara en un recipiente plástico calibre número 4 y se

reduce el tamaño a trozos entre 0,5 y 1 cm de forma manual (véase anexo3) para poder continuar

con el siguiente paso.


32

Ya reducido el tamaño, utilizamos un recipiente para contener el material y continuar

con el lavado de la cascara utilizando hipoclorito de sodio (límpido), disolviendo por cada litro

de agua, 5 ml de hipoclorito de sodio para limpiar y eliminar las bacterias y microorganismos. Se

vierte la cascara y el límpido juntos y se deja ahí durante 1 hora (véase anexo 4).

Posteriormente se filtra el líquido en un tamiz de cocina con rejilla de 2x2mm se

extiende el cascaron en una bandeja de aluminio de 60x50cm y se expone al sol durante 2 días

para eliminar el exceso de humedad véase (anexo5).

Una vez el cascaron de huevo está seco se procede a realizar las siguientes actividades:

Triturado de él cascaron de huevo (véase anexo 6).

Pulverizado de él cascaron de huevo (véase anexo 7).

Alternativas

Para realizar las probetas, en este caso alternativas, se emplean distintos materiales para

determinar su compatibilidad de los cuales es importante tener en cuenta sus características.

Características de los materiales utilizados.

cemento

La composición química de las materias primas utilizadas en la fabricación del cemento

hidráulico está compuesta por varios elementos como son:

Oxido de calcio (CaO) aportado por la cal.


33

Dióxido de silicio (SiO2), el cual se encuentra en la arcilla junto con el óxido de aluminio

(Al2O3) y el óxido de hierro (Fe2O3),

y la adición del regulador del fraguado que es el yeso, el cual contiene trióxido de azufre

(SO3).

Cola de carpintero (Carpincol)

es un pegante sintético a base de poli acetato de vinilo en una alta concentración, cuya

original y única composición química le proporcionan su característico olor y color ofreciendo

pegues de alta exigencia.

Es ideal para pegar todo tipo de maderas con porcentajes de humedad altos (18%), en

procesos que requieran de un tiempo de prensado corto.

Almidón de yuca

El almidon de yuca en un polisacarido natural, obtenido de la raiz de la yuca,

extremadamente versatil y alcanza una eficientcia incomparable en todas sus aplicaciones entre

ellas las peliculas biodegradables. El almidon de yuca puede clasificarse como agrio y

nativo(dulce). El almidon agrio sufre un proceso de fermentacion que le otorga propiedades

deseables para los alimentos: el almidon nativo o dulce es sometido a un proceso de

fermentacion y es el que se usa generalmente en la industria(Gontard,1993 citado en Rivera,

2014,pag 8).

El almidon tiene una amplia aplicacion industrial. Estas aplicaciones van desde

utilizacion de almidones modificados para la industria de alimentos, como para aplicaciones no

alimentarias como son la industria textil, del papel, farmaceutica, y sobre todo para la industria


34

de plasticos degradables, en donde los almiones modificados quimicamente, tienen un papel

importate como una alternativa para el mantenimiento del equilibrio ecologico (Tharanathan,

2005 citado por Rivera, 2014,pag 8).

Ya con el cascaron de huevo triturado y pulverizado, se realizan exploraciones (véase

anexo 18) con diferentes formas de combinar el producto, en el proceso de exploración con el

almidón y la cascara de huevo se observó que al combinar los dos materiales y aplicarlo a modo

de estuco (véase anexo 19) sobre una superficie, este se seca rápidamente y su apariencia física

es similar a la de los texturizante aplicados en fachadas arquitectónicas con la única diferencia

que no es resistente a la humedad, posterior a esto se determinan cuatro mezclas cuyos

componentes se mencionan a continuación:

PCH (polvo de cascara de huevo) + cemento gris (véase anexo 8).

Cascara de huevo triturado + cola de carpintero (véase anexo 9).

PCH (polvo de cascara de huevo) + cola de carpintero (véase anexo 10).

PCH (polvo de cascara de huevo) + almidón de yuca (véase anexo 11).

En la siguiente tabla se muestran las imágenes y las cantidades de los componentes

utilizados para realizar las probetas .

Tabla 5

Probetas de cascara de huevo

Ref Foto de la probeta Peso en gramos


35

A1

Cemento (50)

PCH (50)

Agua

A2

Carpincol (8)

Cascara de huevo triturado (16)

A3

Carpincol (8)

PCH (16)

A4

PCH (16)

Almidón de yuca (tratado) (8)

fuente elaboración propia.

Las alternativas se someten a pruebas físicas de compresión (véase anexo 12) utilizando

la prensa hidráulica de 30 toneladas como se muestra en el (anexo 13), y una basculas que mide


36

entre 2,5 -150kg (véase anexo 14), teniendo en cuenta uno de los requerimientos que consiste en

que el material debe soportar una carga mínima de 50 kg a compresión.

En la tabla 6 se muestra los resultados a las prueba de carga a las que las probetas fueron

sometidas.

Tabla 6

Datos de las pruebas de carga.

Matriz análisis comparativo.

En la siguiente tabla 7 se genera una evaluación con el fin de calificar las alternativas

y así poder saber cuál de ellas es la más viables según la calificación de los requerimientos

de diseño.

Tabla 7

Matriz comparativo

Conceptos (alternativas de diseño)

Requerimiento A 1 A2 A3 A4

Resistencia 5.0 5.0 5.0 5.0

Ambientales 1 1 1 5.0

Unión 1 4 5 5

Acabados 4 5 3 4

puntaje 2,7 3,7 3,5 4.7


37


Después de haber hecho una evaluación de las alternativas, se selecciona las dos de mejor

puntuación, en este caso fue la A4 (PCH + almidón de yuca) y A2 (cascara de huevo +

Carpincol) se realiza el diseño en el cual se implementara el material, posterior a esto se fabrican

las piezas de prueba y se verifica la posible aplicación del material y su comportamiento al

momento de manipularlo y analizar su aspecto estético para realizar un objeto llamativo.

Aplicación de material

Para la aplicación del material se diseña una familia de luminarias que consiste en una

colgante, y una de mesa de noche, las luminarias según la norma IEC 62262 especifica el Impact

Protection (IK) que se muestra en la tabla del ( anexo 15), señala cuál es la capacidad de algunos

envolventes de luminarios para soportar impactos mecánicos externos. Dicho índice es utilizado

generalmente para saber la resistencia de algunas fuentes instaladas en exteriores, lugares

industriales o sitios donde se expondrán a frecuentes golpes o vandalismo, o para determinar el

nivel de un material que contenga las luminarias.

Al igual que el IP, el indicativo IK va acompañado de dos números en el rango del cero al

10. De esta manera un índice IK00 significa que el producto no ha sido probado contra impactos

calculados en Jules (J), o no cuenta con protección alguna. Al aumentar la cifra y conforme ésta

se acerca al dígito 10, quiere decir que la luminaria tiene un nivel de protección alto (iluminet,

2018).


38

En la tabla 8 se muestra el nivel IK de las probetas (véase anexo 16) que se determinó

con el montaje (véase anexo 17) realizado para ejecutar las pruebas.

Tabla 8

Cuadro de nivel IK del material.

probeta Nivel IK Observación

A4 07 Al momento de hacer la

prueba para determinar si el

material se posicionaría en el

nivel IK 08, las probetas no

pasan la prueba determinado

que el material tiene un nivel

IK 07. Aunque a probeta A2

tienen más grado de

resistencia que la probeta A4

A2 07


Después de hacer las pruebas, es necesario realizar una comprobación de los materiales

realizando las piezas deseadas para estudiar y analiza las características finales para luego

proceder con su fabricación.

Propuesta .


39

En la siguiente figura se muestran la propuesta donde se aplicara el material nuevo.

Figura 5

Boceto familia de objetos


Ciclo de uso general

Figura 6


40

ciclo de uso


El ciclo de uso que se aprecia en la figura 7 muestra el trayecto de los productos desde su

elaboración hasta su destino final, donde se pretende que al finalizar el ciclo el objeto sea

destinado en un 80 % a la tierra ya que sus componentes son de bajo impacto ambiental.

Ciclo de uso especifico

El siguiente diagrama, muestra de una manera más detallada el inicio y destino final del

producto realizado con el material nuevo.

Figura 7


41

Ciclo de uso específico.


Diseño de detalle

En la figura 8 se muestran los detalles que componen la luminaria.

Figura 8

Diseño de detalles de luminaria.


42



43

Renders.

En la siguiente figura se muestran los renders en diferentes ángulos de fotografía.

Figura 9

Renders en diferentes ángulos fotográficos.

Fuente: elaboración propia


44

Secuencia armado

En la siguiente figura se muestra la secuencia de armado de la lámpara.

Figura 10

Secuencia de armado

fuente elaboración propia.


45

Plano general

Figura 11

Plano general



46

Plano especifico

Figura 12

Plano especifico de componentes de madera


Figura 12.1

Plano especifico componente en cascara de huevo


47

Fuente: elaboración propia.


48

Despiece

Figura 13

Despiece



49

Proceso productivo

Teniendo en cuenta que la propuesta de diseño consta de 3 elementos diferentes, se

procederá a describir el proceso de producción de cada uno de ellos en las tablas (14,15,16).

Base techo

Tabla14

Proceso productivo base techo

Fuente: elaboración propia


50

Caperuza lámpara

Tabla15

Proceso productivo caperuza

Fuente elaboración propia


51

Para ensamblar los planos seriados hechos en el material nuevo del elemento que se

muestra en la tabla 16 , se elabora los anillos previamente, ya que su proceso requiere de tiempo

de secado como se menciona en la tabla 17.

Planos seriados

Tabla16

Proceso productivo planos seriados



52

Tabla17

Elaboración planos seriados


Materiales

A continuación se presentarán los materiales empleados para la elaboración de la

propuesta de diseño con sus respectivas datos de los proveedores.

Tabla 18


53

Lista de materiales.



54

Prototipo.

Finalmente En la figura 14 y figura 15 se muestran los resultados obtenidos del estudio y

exploración del comportamiento de la cascara de huevo con otros materiales.

Figura 14

Foto prototipo plano completo


Figura15

Foto prototipo plano fotográfico contrapicado.


55


Costos de producción de una lámpara.

Componentes del costo de producción

Costo primo = materia prima + mano de obra directa

Costos de producción = costo primo + gastos indirectos.


56

Gastos de operación = gastos de distribución + gastos de administración + gastos

de financiamiento.

Costo total = costo de producción + gastos de operación.

Precio de venta = costo total + % de utilidad deseado.

Materia prima

Madera OSB 7063COP

Matera triplex 4116 COP

Almidón de yuca 10 COP

Cascara de huevo 0 COP

Tuerca hexagonal 3/16 3720 COP

Tuerca ciega NIQ 3/16 9799 COP

Socket de bombillo 9600 COP

Pegamento

354 COP

Cable encauchetado 4500 COP

Tornillo 3/16 1678 COP

Total Materia prima 40840 COP

Mano de obra directa


57

ensamble de una lámpara. Pago a destajo 5000 COP

Costos indirectos

Energía kw 40,52 COP

Agua m3 2,162 COP

Gas m3 14,60 COP

Corte laser 18400 COP

Depreciación computador 3333 COP

Depreciación edificaciones 10416 COP

Total costos indirectos 32206 COP

Gastos de operación

gastos de distribución 0 COP

gastos de administración 0COP

gastos de financiamiento 0COP

costo primo 53040 COP

Costo total 53040 COP

Gastos operacionales 0 COP

Precio de venta 53040+30% utilidad 68900 COP


58

Conclusiones.

se concluye que los resultados obtenidos fueron satisfactorios al evaluar la

compatibilidad del residuo con otros materiales comúnmente utilizados.

por otra parte se pudo observar una gran capacidad de miscibilidad de la cascara pulverizada

con distintos materiales.

de igual forma se concluye que las pruebas físicas arrojaron resultados óptimos para la

elaboración del producto así su tiempo de secado haya sido de 3 días.

en relación a lo expuesto se Diseñó una familia de objetos y se construyó uno de ellos utilizando

herramientas y tecnologías modernas ,determinando las componentes minuciosamente para que

su creación sea llamativa, implementando el nuevo material de forma acertada, demostrando que

es aplicable e innovador , además de agregarle valor ya que este material es considerado

desecho.

finalmente podemos concluir que la mezcla de la cascara de huevo con el almidón de yuca

arrojaron resultados óptimos para el recubrimiento de superficies, ya que presenta una dureza

similar a la de otros productos empleados para dar acabados y texturas a fachadas

arquitectónicas, sin embargo se debe tener presente que no mostro una resistencia en ambientes

que se encuentran a la intemperie ; y en este sentido considerar la posibilidad, de evaluar futura

miscibilidad del producto con otros compuestos.


59

Bibliografía

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60

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61

Anexos

Anexo 1 cascaron de huevo recolectado.

Anexo 2 membrana en cascaron de huevo.

Anexo 3 reducción de tamaño de la cascara de huevo.


62


63

Anexo 4: limpieza de cascara de huevo


64

anexo 5: colado y secado del cascaron de huevo.


65

Anexo 6 : fotos de proceso de trituración.


66

Anexo 7: proceso para obtener PCH (polvo de ciscara de huevo )


67

Anexo 8: probeta A1


68

Anexo 9: probeta A2

Anexo 10: probeta A3


69

Anexo 11: Probeta A4


70

anexo 12 probetas sometidas a presiones entre (2,5-150kg)


71

anexo 13 prensa hidráulica 30t


72


73

anexo 14 bascula

anexo 15 : tabla de nivel IK de materiales.

Nivel

IK Resistencia a

la energía del

impacto

Equivalencia del impacto

IK00 OJ sin protección


74

IK01 0,15J Equivalente al impacto de una masa de 0,2 kg lanzada desde

una altura de 75 mm a la superficie de impacto.

IK02 0,20J Equivalente al impacto de una masa de 0,2 kg lanzada desde

una altura de 10 cm a la superficie de impacto.

IK03 0,35j Equivalente al impacto de una masa de 0,2 kg lanzada desde

una altura de 17,5 cm a la superficie de impacto.





IK06 1J Equivalente al impacto de una masa de 0,5 kg lanzada desde





una altura de 29.5 cm a la superficie de impacto.

IK09 10J Equivalente al impacto de una masa de 5 kg lanzada desde una

altura de 20 cm a la superficie de impacto.


75

IK10 20J Equivalente al impacto de una masa de 5 kg lanzada desde una

altura de 40 cm a la superficie de impacto.

Anexo 16: probeta de almidon de yuca y polvo de cascara de huevo.

anexo 17 montaje para prueba de impacto.


76

Fuente : elaboración propia.


77

Anexo 18 foto con muestras de exploración con cascara de huevo triturada y

pulverizada.



78

Anexo 19 foto de mezcla de almidón de yuca con cascara de huevo triturado y

pulverizado aplicado en superficie a modo de estuco.


proyecto de investigaciÓn ii

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