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Centro Paula Souza

ETEC Rubens de Faria e Souza

Extrator do Lacre da Tampa da Garrafa do tipo PET

São Paulo

2008

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Alberto de Almeida

Cícero Rodrigues

Jair José

Jonatas Serna

Paulo Vitor

Ronaldo Harp

Ronaldo Soares

Rodnei José

Thiago Ribas

Extrator do Lacre da Tampa da Garrafa do tipo PET

TCC apresentado à ETEC .”Rubens de Faria

e Souza” como exigência para a conclusão

do curso de mecânica em 01/12/2008.

Coordenador: Professor Hélio

SOROCABA

2008

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“Os homens que foram mais além, na história do mundo, foram aqueles que conquistaram mais territórios dentro de si próprios’’”.

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Dedicamos as nossas famílias, que

desde o início nos deram apoio

para alcançar nossos objetivos.

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Agradecimentos

Agradecemos primeiramente a Deus, que nos deu força e sabedoria nesta caminhada, e por sua graça nos deu vitória.

À escola ETEC Rubens de Faria e Souza. A todos os professores e amigos que estiveram ao nosso lado nos apoiando e transmitindo seus conhecimentos para que pudéssemos desenvolver um bom trabalho.

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Sumário

Resumo

Objetivo

Introdução

Conhecendo o PET

Reciclagem

Memorial de Cálculo

- Cálculo para determinar a força necessária para e xtração do lacre da tampa

- Cálculo de resistência da cantoneira (compressão e flexão)

Desenho de conjunto 3D

Desenhos 2D

Materiais utilizados

Segurança

Conservação

Conclusão

Bibliografia

Anexos

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RESUMO

O extrator do lacre da tampa de garrafas do tipo PET foi projetado com a finalidade de maximizar os ganhos com a reciclagem deste tipo de material, o “PU”, (material que compõe o lacre da garrafa) que tem maior valor no mercado de reciclagem do que o plástico da garrafa. O extrator é manual e simples. Há uma base com guia para o gargalo da garrafa, e, logo ao passar pelo guia, o lacre é obrigado a subir pela rampa e será forçado a sair por inteiro, no entanto, a garrafa continua no guia até sair pelo canal por onde passa o gargalo, finalizando assim o processo de extração do lacre.

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Objetivo

O objetivo do nosso projeto é desenvolver um dispositivo que retire os lacres das garrafas tipo Pet, visando diminuir o tempo gasto na retirada do lacre e na segurança do operador, mas que possa ser facilmente operado por qualquer pessoa.

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INTRODUÇÃO

Com o crescimento da população e o desenvolvimento acelerado do consumismo, exigiram do seres humanos novos hábitos, como por exemplo: consumir produtos prontos, que é o caso dos refrigerantes em garrafas Pet.

Entretanto no começo deste consumo acelerado por alimentos prontos não se pensava muito em reciclagem. Mas não demorou muito para que pequenas empresas começasse a reciclar , no inicio as empresas e até mesmo as pessoas, reciclavam apenas pelo dinheiro, mas atualmente empresas e pessoal , reciclam não apenas pelo dinheiro mas também para pelo fato de estar protegendo o meio ambiente, e desta forma, a reciclagem cresceu muito, surgindo a necessidade de agilizar o processo de separação de matérias. Com o intuito de otimizar o tempo gasto na separação da matéria-prima na reciclagem, desenvolvemos um dispositivo de simples manuseio ,dando grande segurança ao operador e diminuindo drasticamente o tempo gasto na separação da matéria-prima o que leva a empresa aumentar seus lucro com reciclagem.

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Conhecendo o PET

O Politereftalato de etila é um Poliester, Polimero termoplástico ou plástico, desenvolvido por dois químicos britânicos Whinfield e Dickson, Em 1941, formado pela reação entre o ácido tereftálico e o etileno glicol, formando um poliéster. Utiliza-se principalmente na forma de fibras para tecelagem e de embalagens para bebidas. Possui propriedades termo plásticas, isto é, pode ser reprocessado diversas vezes pelo mesmo ou por outro processo de transformação. Quando aquecidos a temperaturas adequadas. Esses plásticos amolecem e fundem e podem ser novamente moldados.

O PET possui propriedades termoplásticas, Isto é, pode ser reprocessado diversas vezes pelo mesmo ou por outro processo de transformação. Quando aquecidos a temperaturas adequadas esses plásticos podem ser moldados novamente.

As garrafas de Pet começaram a ser produzidas na década de 70, isto após cuidadosa revisão dos aspectos de segurança e meio ambiente. No começo dos anos 80 os Estados Unidos e o Canadá iniciaram a coleta dessas garrafas, reciclando-as inicialmente para fazer enchimento de almofadas com a melhoria da qualidade do Pet reciclado surgiram aplicações importantes, como tecidos, laminas e garrafas para produtos não alimentícios.

Com a reciclagem obtém-se economia de petróleo, pois o plástico é um derivado, economia de energia na produção do novo plástico e geração de renda e emprego.

O PET pode ser reciclado de três maneiras diferentes:

1–RECICLAGEM QUIMICA – Utilizada também para outros plásticos, separa os componentes do PET, fornecendo matéria-prima para solventes e resinas, entre outros produtos.

2-RECICLAGEM ENERGÉTICA – O calor gerado com a queima do produto pode ser aproveitado na geração de energia elétrica (usina termelétricas), alimentação de caldeiras e altos-fornos. O Pet tem alto poder calorífico e não exala substâncias tóxicas quando queimado.

3-RECICLAGEM MECÂNICA – Este é o processo mais usado no Brasil e é dividido em recuperação, revalorização e transformação.

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RECUPERAÇÃO - As embalagens são retiradas do lixo comum e ganham o status de matéria-prima, e de fato o são. As embalagens são separadas por cor e prensadas. A separação por cor é necessária para que os produtos resultantes do processo tenham uniformidade de cor, e a prensagem é importante para que o transporte das embalagens seja viabilizado.

A REVALORIZAÇÃO – As garrafas são moídas, ganham valor de mercado e o produto nesta fase é o floco da garrafa. Os flocos mais refinados são usados diretamente como matéria-prima para a valorização dos diversos produtos que o Pet reciclado dá origem.

TRANSFORMAÇÃO – Fase em que os flocos ou granulados são transformados num novo produto, fechando o ciclo.

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Reciclagem

O trabalho propõe-se a discutir as possibilidades, limites e desafios da reciclagem de PET – Politereftalato de etileno. Como fundamentação teórico-conceitual, recorre à discussão sobre a natureza e o alcance da logística reversa, analisando as estratégias para a estruturação de cadeia de reciclagem. A pesquisa é de caráter exploratório, como adoção de diferentes estratégias para a coleta de dados envolvendo fontes secundaria produzida por órgãos públicos, instituições especializadas e mídia, e ainda entrevistas semi-estruturadas com especialista na área. Os resultados apontam que múltiplos atores estão envolvidos na estrutura da cadeia reversa do PET e que apesar do avanço no volume de reciclagem, nenhum dos setores seja publico ou privado, consegue individualmente organizar-se para o alcance de efetividade operacional e ambiental desejável.

Entre os diversos danos causados ao meio ambiente, uma esta relacionada com os resíduos plásticos. Esses resíduos, em geral, levam muito tempo para sofrerem degradação espontânea e, quando queimados, produzem gazes tóxicas. Com crescente uso destes materiais, principalmente na área de embalagens, cujo descarte é muito rápido, tem-se um agravamento dos problemas ambientais, prejudicando, inclusive, o tempo de vida útil dos aterros sanitários.

A embalagem PET foi introduzida no Brasil em 1988, e desde o seu lançamento a curva de produção nacional é crescente. Atualmente, quatro empresas (Mossi & Ghisolfi, Braskem, Ledervin e Vicunha) produzem o PET grau garrafa no Brasil. No ano de 2004 a produção nacional foi de 360 mil toneladas, o que coloca o Brasil como o terceiro maior consumidor mundial de PET garrafa.

Embora pareça que a tendência de crescimento do mercado de embalagens para refrigerantes esteja chegando ao limite, o PET vem sendo consumido em novos segmentos, tais como para embalagens de óleo, sucos, água e outros. Esses dados conduzem ao questionamento do que acontece com as embalagens PET após o consumo.

Apesar da reciclagem de PET ser uma atividade industrial recente no Brasil – cerca de 10 anos – e seus fluxos inversos não estarem consolidados com a cadeia da latinha de alumínio, seu índice é crescente. Dados mostram que em 2004 foram reciclados 47% do volume de embalagens produzidas de PET. Este indicador coloca o Brasil a frente dos Estados Unidos que reciclou 21% de embalagens PET e da Europa que reciclou 26%.

A reciclagem de embalagens pós-consumo caracteriza-se por um elevado nível de contaminação (orgânica e inorgânica) heterogeneidade de materiais, baixo valor relativo de reciclagem e alto impacto sanitário-ambiental.

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As principais dificuldades com a coleta de PET dizem respeito à separação por coloração e tipo, devido aos seus múltiplos usos e aplicações, e a contaminação por outros materiais plásticos além de cola e sujeita. A presença de materiais estranhos como cola outros plásticos, como o PVC (policloreto de vinila), metais, areia, terra e ferrugem constituem-se contaminadores na reciclagem de embalagens PET.

Os fabricantes brasileiros de embalagens PET sustentam que um aumento expressivo nos índices de reciclagem do setor demandaria a disseminação do chamado processo botle-to-botle, que consiste no uso de garrafas usadas para a produção de novas garrafas de bebida.

Parece claro que a reciclagem do PET precisa avançar em termos de qualidade e confiabilidade, de modo a vencer barreiras técnicas que possibilitem a aplicação dos plásticos nos mais variados segmentos, inclusive no contato direto com alimentos. A reciclagem garrafa a garrafa é um desafio para o mercado de PET que, se vencidas as barreiras legais, técnicas e operacionais, fecha o ciclo de vida da resina.

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Memorial de cálculo

2.1 - cálculo para determinar a força máxima necessária para a extração do lacre

Considerando a hipótese de Bernoulli, Temos:

Onde:

LN – linha neutra

C= Distancia entre o plano de tensão analisado e a linha neutra

MF = Momento Fletor

TE = Tensão de escoamento

LN C

Compressã

o

Tensão máxima de escoamento do plástico (tração)

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I = Momento de inércia

Fórmulas:

I = 12

2hA×

A= ××× π2h r (perímetro)

Τ máx. = I

CMf ×

Fmáx. = Ch

I

××Τ

Logo Temos:

Cálculo da área do lacre

A= ××× π2h r

A= 15,023,0 ××× π

A= 226,28 mm

Momento de inércia

I=12

2hA× 422

211,012

3,026,28mm

mm =×∴

Então:

Força máxima = Nmmmm

mmmmN

ch

I5,37

15,03

211,0/80 42

=×

×∴××Τ

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Força de extração= kgfKgfKgf 8,3102,0375 =×

2.2 - Cálculo para determinar a força necessária pa ra o rompimento da cantoneira.

Considerando o material da cantoneira um aço inox 304, com tensão de

Escoamento conforme tabela.

Teremos esforço de compressão e flexão:

F=Força

Te= Tensão de escoamento

Tadm= Tensão admissível

K= Coeficiente de segurança

2.3 Rompimentos por compressão:

Fórmulas:

230

130

Compressão

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Onde:

Considerando a cantoneira fixa em uma base qualquer, teremos apenas compressão.

Compressão

78

18

2.4 Rompimento por flexão:

Onde:

16905N x 0,102= 1724,31KGF

Flexão

230

13

78

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CONCLUSÂO

O Extrator do Lacre da Tampa da Garrafa do tipo PET, foi desenvolvido para agilizar a separação de materiais em garrafas PET, cujo lacre tem maior valor comercial no mercado de reciclagem. Com este dispositivo, a separação do lacre torna-se fácil, rápida e segura, contribuindo assim para melhores resultados nas cooperativas de reciclagem, que ganham em tempo de separação do produto e segurança para o operador.

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Bibliografia

• Mecânica técnica e Resistência dos Materiais, Sarkis Melconian, 1988.

• Ibranox – www.ibranox.com.br , 22 de agosto de 2008

• www. Responsabilidadesocial.com. br – 21 de agosto de 2008

• ABEPET – www.abepet.com.br – 29 de agosto de 2008

• ABIPET – www.abipet.org.br – 22 de agosto de 2008

• INA – www.ina.com – 10 de agosto de 2008

• REPRIMAC - reprimac. blogspot. com – 15 de agosto de 2008

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Anexos

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OBS: Somente para acompanhamento

Seqüência de montagem do trabalho, após este trecho que está digitado.

Projeto

Memorial de Cálculo (está pronto)

Desenho de conjunto 3D

Desenhos 2D

Materiais utilizados

Segurança (está pronto)

Conservação (está pronto)

Conclusão (está pronto)

Bibliografia (está pronto)

Anexos