Diseño de una máquina de rotomoldeo para fabricar tanques cónicos de polietileno de almacenamiento de 600L de agua en viviendas rurales

Abstract

La presente investigación tiene como objetivo general “Diseñar una máquina de rotomoldeo para fabricar tanques cónicos de polietileno de almacenamiento de 600 litros de agua en viviendas rurales”. El proyecto muestra los conceptos de ingeniería utilizando la metodología VDI 2225. La máquina diseñada tiene un sistema de moldeo rotacional biaxial, el cual permite fabricar el tanque, identificando los parámetros de fabricación y moldeo, así como las velocidades de giro de los ejes y el comportamiento cuantitativo del polietileno en cada etapa del proceso de calentamiento y enfriamiento del molde. Por otra parte, se ha diseñado el tanque con un volumen de 600 litros, verificando que el polietileno de densidad media es el adecuado para soportar la presión hidrostática cumpliendo los criterios de Máxima Deformación menor al 0,3% y el Factor de Seguridad mayor a 3. Dicho tanque propuesto, contará con tres beneficios en comparación con lo ofrecido actualmente en el mercado. En primer beneficio se fabricará (tapa y cuerpo) en un solo paso, segundo beneficio se empleará material reciclado para reducir el impacto ambiental y tercer beneficio tendrá una forma cónica apilable reduciendo los costos de almacenamiento y transporte. Finalmente, se realizó el análisis de viabilidad económica, resultando positivo el valor actual neto (VAN) y la tasa interna de retorno (TIR) mayor que la tasa de oportunidad, demostrando que el proyecto de investigación es factible.

This research has the general objective of "Designing a rotomolding machine to manufacture 600-liter conical polyethylene water storage tanks for rural households". The project demonstrates engineering concepts using the VDI 2225 methodology. The designed machine features a biaxial rotational molding system that enables tank production, identifying manufacturing and molding parameters, as well as the rotation speeds of the axes and the quantitative behavior of polyethylene during each stage of the mold's heating and cooling process. Additionally, the 600-liter tank was designed, confirming that medium-density polyethylene (MDPE) is suitable for withstanding hydrostatic pressure while meeting the criteria of maximum deformation below 0,3% and a safety factor greater than 3. The proposed tank offers three advantages compared to currently available market options: first, it will be manufactured (lid and body) in a single step; second, recycled material will be used to reduce environmental impact; and third, its stackable conical shape will lower storage and transportation costs. Finally, an economic feasibility analysis was conducted, showing positive results with a net present value (NPV) and an internal rate of return (IRR) higher than the opportunity cost, demonstrating that the research project is feasible.