Mecatrónica

PJ-M-41-CY Robot recolector de PET en medios acuáticos

Agua limpia y saneamiento

Asesor: MARISA CALLE MONROY

Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)

Equipo [Robot recolector de PET en medios acuáticos] Pamela Ortega Oretga[3° Tikal], América Monsserrat Reyes Galván[3° Tikal], Santiago Jacob Columna Martinez[3° Tikal]

Resumen

El PET es un tipo de plástico perteneciente a la familia de los poliésteres, el cual se caracteriza por ser transparente, resistente y liviano, debido a sus bondades es usado comúnmente en la elaboración de botellas y envases,  ya que al no transferir ningún tipo de olor ni sabor, son utilizados en mayor medida por la industria alimentaria y farmacéutica. Al ser un material reciclable y asequible se está popularizando su uso y comercialización, desafortunadamente también se ha convertido a nivel global  en una de las mayores problemáticas ambientales. En nuestro país las zonas más altas se encuentran rodeadas por poblaciones rurales, de las cuales la mayoría se encuentra alejada de la cabecera municipal, pero para al industria refresquera esto no representa impedimento alguno para hacer llegar sus productos hasta estos lugares tan recónditos, que desde luego se convierte en una problemática, ya que al no contar con servicios de recolección de basura la única opción que tienen para deshacerse de estos desechos es la quema de estos. Lo mismo pasa con las zonas costeras que al no tener un adecuado manejo de los desechos generados por el PET, estos terminan en la orilla de la playa, el fondo del mar y en algunos casos extremos en el sistema digestivo de fauna marina que posteriormente son ingeridos por los humanos. Por lo que este proyecto busca atender la problemática de contaminación en medios acuáticos a través del diseño de un robot cuya función principal será la recolección de botellas elaboradas con PET. 

Pregunta de Investigación

¿Coḿo diseñar, programar y construir un robot que detecte y recoja el PET del agua?

Planteamiento del Problema

Hoy en día las personas recurren a muchos métodos o procedimientos para eliminar la basura, las cuales van desde el reciclaje, elaboración de composta, hasta la quema de esta. Reciclar evita que los productos y materiales se conviertan en residuos, de esta manera transformándolos en otros completamente nuevos, alargando su vida útil lo cual ayuda a la preservación de los recursos naturales del planeta; por otra parte la composta es abono orgánico que forma a partir de la degradación microbiana, al estar hecha de residuos orgánicos favorece a los suelos agrícolas, y por lo tanto la mejora de se fertilidad y estructura, las bolsas de basura que generan diariamente contienen un 40% de materia orgánica que puede ser reciclada, de esta forma podemos conseguir reutilizar esta materia y reducir el consumo de abonos químicos que queman las plantas y contaminan medios acuíferos. Por otra parte, todavía en nuestro territorio hay comunidades donde se practica la quema de basura, ya que es el único método de tratamiento que han conocido, y es la forma en la que se han encontrado para poder deshacerse de la basura.

Antecedentes

El tereftalato de polietileno, comúnmente conocido como PET, es un tipo de plástico perteneciente a la familia de los poliésteres. Se utiliza ampliamente en diversas aplicaciones debido a sus propiedades físicas y químicas favorables, como la resistencia mecánica, resistencia térmica y química, así como la estabilidad dimensional.

El PET es un polímero lineal semicristalino, cuya fórmula química es C10H8O4 y se representa como (C10H8O4)n, donde “n” indica que es un polímero formado por la repetición de unidades estructurales.

Este material, caracterizado por ser transparente, resistente y liviano, es usado comúnmente en botellas y envases. Además, es uno de los tipos de plásticos más usados y más reciclados

El PET se produce a través de un proceso químico llamado policondensación, el cual inicia con la combinación de dos componentes clave: el ácido tereftálico y el etilenglicol. Estos componentes se someten a una reacción de esterificación.

En esta etapa, el ácido tereftálico se combina con el etilenglicol en presencia de un catalizador, como el antimonio. Esta reacción da como resultado la formación de un compuesto llamado monoetilen tereftalato (MEP).

Luego, el MEP obtenido se somete a un proceso de policondensación. Durante este proceso, el MEP se calienta a altas temperaturas, generalmente en presencia de un catalizador, lo que provoca la liberación de subproductos como agua o metanol. La policondensación permite la formación de cadenas largas de polímeros de PET.

Después de la policondensación, el PET resultante se enfría y se solidifica. Luego se corta en gránulos o pellets, lo cuales están listos para ser utilizados en la fabricación de diferentes productos, como botellas, fibras textiles y componentes industriales.

Los residuos generados durante el proceso de producción del PET se recogen y se reciclan para su reutilización en la fabricación de nuevos productos de este material o en la producción de otros plásticos reciclados.

Objetivo

Diseñar, programar y  construir un robot que detecte y recoja el PET del agua.

Justificación

La contaminación por PET se ha convertido en uno de los retos ambientales más relevantes para nuestra era. Los residuos plásticos han llegado a regiones remotas como el Ártico y al fondo del océano, afectando la vida marina y por ende nuestra cadena alimenticia. El impacto del Pet en el aire también es otra problemática, con el paso del tiempo el plástico se rompe en partículas que pueden llegar a ser microscópicas, entrando en contacto con la atmósfera, llegan a viajar grandes distancias e incluso a atravesar continentes. Desafortunadamente hay gente que no tiene la cultura del manejo de la basura, la cual en muchas de las ocasiones termina contaminando nuestras calles, bosques, medios acuáticos, etc. Por lo que nuestro proyecto de investigación se enfoca en ayudar a recolectar la basura de los diferentes medios acuáticos.

Hipótesis

Si logramos diseñar, programar, construir un robot que detecte y recoja el PET del agua, entonces podríamos utilizar la tecnología como método de recolección del PET.

Método (materiales y procedimiento)

Galería Método

Resultados

Obtuvimos una maqueta con ángulos de madera (como los que estaban planeados) a escala con las medias exactas de los planos.

La maqueta mide 1m x 1m, pegada con Resistol 850 y reforzada con clavos.

Galería Resultados

Discusión

En la actualidad la contaminación ambiental se ha vuelto uno de los problemas más importantes del mundo la contaminación del agua generada por el Pet  está influyendo en la vida cotidiana de muchas personas de animales, por lo que la función principal de este robot es detectar y recolectar el Pet de medios acuáticos debido a su alto costo de producción y elaboración tomamos la decisión de realizar y recrear una maqueta a escala.

Conclusiones

La contaminación por PET es un mal que nos aqueja a todos, por lo que la finalidad de nuestro proyecto era dar una solución a dicha problemática, desafortunadamente los altos costos de fabricación y el tiempo, solo nos permitieron llegar a la etapa de diseño.

Nuestros resultados no pudieron ser medibles ya que al no tener una fase experimental se nos dificulto poder realizar comentarios, observaciones o mejores de este.

Bibliografía

Detengamos el flujo de residuos plásticos. (2020, 10 abril). The Nature Conservancy. https://www.nature.org/es-us/que-hacemos/nuestras-prioridades/ciudades-saludables/detener-residuos-plasticos/

De Tecnología Del Plástico, S. M. Á. P. (2023, 25 mayo). Guía sobre el PET: Roiedades, Roducción y Alicacionesbr. Plastico. https://www.plastico.com/es/noticias/guia-sobre-el-pet-propiedades-produccion-y-aplicaciones


Fernández, C. H. (2022, 15 diciembre). ¿Qué es el PET? Características, usos y aplicaciones. Servei Estació. https://serveiestacio.com/blog/que-es-el-pet/

[email protected]. (s. f.). Botellas desechables, problemas permanentes – Dirección de Comunicación de la Ciencia. https://www.uv.mx/cienciauv/blog/botellas_desechables/

Detengamos el flujo de residuos plásticos. (2020, 10 abril). The Nature Conservancy. https://www.nature.org/es-us/que-hacemos/nuestras-prioridades/ciudades-saludables/detener-residuos-plasticos/



Summary

PET is a type of plastic belonging to the family of polyesters, which is characterized by being transparent, resistant and lightweight, due to its benefits it is commonly used in the production of bottles and containers, since it does not transfer any type of odor or flavor, it is used to a greater extent by the food and pharmaceutical industry. As it is a recyclable and affordable material, its use and commercialization is becoming popular, unfortunately it has also become one of the biggest environmental problems globally. In our country, the highest areas are surrounded by rural populations, most of which are far from the municipal seat, but for the soft drink industry this does not represent any impediment to get their products to these remote places, which of course becomes a problem, since they do not have garbage collection services, the only option they have to dispose of this waste is the burning of these. The same happens with coastal areas that, by not having an adequate management of the waste generated by PET, it ends up on the shore of the beach, the bottom of the sea and in some extreme cases in the digestive system of marine fauna that is later ingested by humans. Therefore, this project seeks to address the problem of pollution in aquatic environments through the design of a robot whose main function will be the collection of bottles made with PET.

 

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography