Propuesta de cambio de tecnología para el manejo de efluentes en la metalización de piezas de caja de cambio
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Universidad Nacional de Tucumán, Facultad de Ciencias Exactas y Tecnologías, Departamento de Ingeniería Industrial
Resumen
En este trabajo se propone un cambio en la tecnología empleada por una empresa automotriz para separar y capturar polvos metálicos suspendidos en una corriente gaseosa. Este caudal proviene de operaciones de tratamiento superficial de arenado y rociado térmico por aporte de molibdeno aplicado a conos de sincronizado.
En primera instancia, se estudia el proceso de mecanizado de las piezas de forma integral y se profundiza en las operaciones donde se genera el residuo. Luego, se analiza el funcionamiento del filtro húmedo donde actualmente se recolectan estos desechos, así como el destino actual que se le da al efluente generado.
Se llevan a cabo los balances de materia pertinentes con el objeto de caracterizar el residuo, conociendo caudales, componentes y su naturaleza. La incineración final de este desecho que contiene agua genera una oportunidad de mejora continua tendiente a reducir el consumo de este insumo con la potencial reducción de los volúmenes de efluente a tratar y su costo asociado, planteando una propuesta con un enfoque de economía circular. En este contexto se promueve un análisis exhaustivo del proceso para proponer un cambio de tecnología de procesamiento de estos polvos metálicos.
En el marco de la normativa ambiental vigente, se calculan los costos derivados de la generación, transporte y tratamiento de estos residuos. Los costos son considerables y también justifican la propuesta de cambio de tecnología.
Luego, se realiza una investigación a través de un Benchmarking para conocer las tecnologías empleadas por empresas competidoras para la captación de polvos metálicos en operaciones similares a las analizadas.
Se avanza con el estudio de distintos métodos de filtrado en seco que pueden reemplazar al filtro húmedo actualmente utilizado. Posteriormente, se realiza un análisis comparativo de los procesos de filtro húmedo versus filtro seco en términos técnicos.
Finalmente, se presenta un análisis económico de los costos del escenario actual y de los costos de la propuesta, junto con un análisis financiero.
Descripción
Índice
Resumen.............................................................................................................1
Prólogo................................................................................................................2
Agradecimientos..................................................................................................3
Índice...................................................................................................................4
Índice de Figuras.................................................................................................7
Índice de Tablas..................................................................................................8
Abreviaturas y Nomenclatura .............................................................................9
1 Capítulo I: Introducción...............................................................................11
1.1 Contexto............................................................................................11
1.2 Caja de cambio y mecanismo de sincronización..............................12
1.3 Tratamiento Superficial de Rociado Térmico....................................13
1.4 Clasificación......................................................................................14
1.4.1 Rociado térmico por combustión.........................................14
1.4.2 Rociado térmico por energía eléctrica.................................16
1.5 Materiales aportados........................................................................16
1.6 Preproceso para un Tratamiento Superficial por Rociado Térmico. .17
1.7 Equipos de filtración para procesos de Rociado Térmico.................18
2 Capítulo II: Procesos Industriales de mecanizado de conos de
sincronizado....................................................................................................20
2.1 Proceso industrial de arenado y aporte de molibdeno......................22
2.1.1 Dispositivos y estructuras....................................................22
2.1.2 Desarrollo de las operaciones de arenado y metalización. .23
2.1.3Equipos de filtración ............................................................24
3 Capítulo III – Balances de materia ..............................................................27
3.1 Descripción de las entradas y salidas del proceso ..........................27
3.1.1 Cámara de arenado............................................................27
4
3.1.2 Cámara de metalización......................................................28
3.1.3 Filtro húmedo......................................................................29
3.2 Cálculo de las entradas y salidas del proceso..................................29
3.2.1 Entradas del proceso..........................................................30
3.2.2 Salidas del proceso ............................................................31
3.2.2.1 Molibdeno en piezas M1........................................31
3.2.2.2 Molibdeno solidificado M2......................................32
3.2.2.3 Alambre de molibdeno desechado M3...................33
3.2.2.4 Molibdeno en polvo M4..........................................33
3.3 Conclusiones parciales.....................................................................34
4 Capítulo IV: Normativa ambiental vigente y tratamiento de residuos.....35
4.1 Normativa ambiental vigente.............................................................35
4.2 Costos derivados de la normativa ambiental vigente........................36
4.2.1 Certificado Ambiental Anual (CAA).....................................37
4.2.2 Tasa de Inicio de Actividades (TIA).....................................37
4.2.3 Tasa Ambiental Anual (TAA)...............................................37
4.2.4 Costo de transporte y tratamiento de residuos (CTT).........37
4.2.5 Costo total de la normativa ambiental vigente (CNA)..........38
5 Capítulo V: Propuesta..................................................................................40
5.1 Fase de Planeación: ........................................................................41
5.2 Fase de Análisis................................................................................42
5.3 Análisis de las tecnologías en seco empleadas actualmente...........42
5.3.1 Filtro seco de cartuchos......................................................43
5.3.2 Separadores ciclónicos.......................................................45
5.3.3 Cámaras de sedimentación.................................................46
5.4 Comparación de las tecnologías en seco descriptas........................47
6 Capítulo VI: Análisis de costos y análisis financiero ...............................49
6.1 Costos del escenario actual de la empresa .....................................49
6.2 Costos de la propuesta de cambio de tecnología.............................50
5
6.3 Comparación de los costos...............................................................51
6.4 Análisis Financiero de la propuesta .................................................52
7 Conclusiones................................................................................................56
8 Referencias.................................................................................................. 57
Palabras clave
Citación
Chacón, R. (2023). Propuesta de cambio de tecnología para el manejo de efluentes en la operación de metalización de piezas de caja de cambio [Trabajo Final de Grado, Universidad Nacional de Tucumán, Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología].