definición de un cubo de basura rotatorio para el reciclaje
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Trabajo de Fin de Grado
Grado de Ingeniería Industrial en Tecnologías Industriales
Definición de un cubo de basura rotatorio para el
reciclaje
MEMORIA
Autora: Candela Mena Director: Joaquín Fernández
Convocatoria: Septiembre 2020
Escuela Técnica Superior De Ingeniería Industrial de Barcelona
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 2
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 3
Resumen
El objetivo de este proyecto es el de contribuir a la resolución de la problemática que sufren
los habitantes de las áreas urbanas, como es la carencia de espacio en las vivencias unida
al deseo de realizar un correcto reciclaje de los residuos domésticos. Ya que más de la
mitad de la población vive en viviendas de menos de 80m2, tienen que aprovechar al
máximo el espacio disponible. Por este motivo, este proyecto consta de un estudio del
desarrollo de un cubo de basura de reciclaje rotatorio para minimizar el espacio de
almacenaje de los residuos domésticos.
Para llegar a un modelo de propuesta, primero se realiza un estudio previo sobre los
residuos sólidos urbanos y el reciclaje en España, así como las medidas de las bolsas de
basura existentes en el mercado.
Por otro lado, se analiza el estado del arte de forma completa, se exponen productos ya
existen y se evalúan qué aspectos se podrían mejorar para aplicarlos al modelo a
desarrollar.
A continuación, se parte de un modelo de referencia, la ‘Smart Bin’, donde se evalúa sus
puntos fuertes y limitaciones para, posteriormente, diseñar un modelo que cumpla con todas
las necesidades reales del mercado.
Con estos análisis, se marcan las directrices del proyecto para dar paso a las siguientes
etapas de diseño: estudio formal de diseño con varias propuestas para ser comparadas, la
elección del modelo propuesto para resolver la problemática y elección de los materiales y
procesos de fabricación que se podrían usar.
Finalmente, una vez acabada la solución final, se he llevado a cabo un estudio para ver su
viabilidad económica. Obteniendo así, un producto real con posibilidades de comercializar y
utilizar a partir de lo que se explica en este proyecto.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 4
Sumario
RESUMEN ____________________________________________________ 3
1. GLOSARIO _______________________________________________ 7
2. PREFACIO ________________________________________________ 8
2.1. Origen del proyecto ........................................................................................... 8
2.2. Motivación .......................................................................................................... 8
2.3. Requerimientos previos..................................................................................... 8
3. INTRODUCCIÓN __________________________________________ 11
3.1. Objetivos del proyecto ..................................................................................... 11
3.2. Limitaciones del proyecto ................................................................................ 11
3.3. Plan de trabajo ................................................................................................. 12
4. ESTUDIO PREVIO _________________________________________ 13
4.1. Introducción al reciclaje ................................................................................... 13
4.1.1. Separación de residuos ...................................................................................... 13
4.1.2. Datos de reciclaje en España ............................................................................. 14
4.1.3. Bolsas de basura ................................................................................................. 15
4.1.4. Filtros antiolores .................................................................................................. 16
4.2. Soluciones existentes ...................................................................................... 17
4.3. Análisis del usuario .......................................................................................... 22
5. ESPECIFICACIONES INICIALES _____________________________ 25
5.1. Diseño inicial .................................................................................................... 25
5.2. Modificaciones propuestas.............................................................................. 27
6. ESTUDIO FORMAL ________________________________________ 30
6.1. Propuesta de alternativas ............................................................................... 30
6.1.1. Alternativa 1 ......................................................................................................... 30
6.1.2. Alternativa 2 ......................................................................................................... 33
6.1.3. Alternativa 3 ......................................................................................................... 37
6.2. Comparativa de propuestas ............................................................................ 41
7. MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACIÓN _______________ 48
7.1. Selección del material y proceso de fabricación para la estructura exterior 49
7.1.1. Estudio de materiales .......................................................................................... 49
7.1.2. Proceso de fabricación ........................................................................................ 52
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 5
7.2. Selección de material y proceso de fabricación para los contenedores de
reciclaje ............................................................................................................ 54
7.3. Selección de material y proceso de fabricación para la plataforma rotatoria55
7.4. Selección de material y proceso de fabricación para los accesorios ........... 56
8. PROPUESTA DEFINITIVA __________________________________ 60
9. PLANIFICACIÓN Y ESTUDIO ECONÓMICO ___________________ 63
9.1. Ingeniería previa .............................................................................................. 63
9.1.1. Planificación ......................................................................................................... 63
9.1.2. Estudio económico .............................................................................................. 63
9.2. Producción ....................................................................................................... 64
9.2.1. Planificación ......................................................................................................... 64
9.2.2. Estudio económico .............................................................................................. 65
10. FUTURO PROYECTO ______________________________________ 76
10.1. Presentación del proyecto como idea ............................................................ 76
10.2. Características del producto ........................................................................... 77
CONCLUSIONES _____________________________________________ 81
BIBLIOGRAFÍA _______________________________________________ 82
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA _____________________________ 84
ANEXO ________________________ ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 7
1. Glosario
Compost – humus obtenido artificialmente por descomposición bioquímica en caliente de
residuos orgánicos.1
Economía circular – modelo de producción y consumo que implica compartir, alquilar,
reutilizar, reparar, renovar y reciclar materiales y productos existentes todas las veces que
sea posible para crear un valor añadido. De esta forma, el ciclo de vida de los productos se
extiende. 2
Residuos Urbanos o residuos Sólidos Urbanos (RSU) – residuos generados en los
domicilios particulares, comercios, oficinas y servicios, así como todos aquellos que no
tengan la calificación de peligrosos y que por su naturaleza o composición puedan
asimilarse a los producidos en los anteriores lugares o actividades.3
Internet de las cosas (IoT, por sus siglas en inglés) –es un sistema de dispositivos de
computación interrelacionados, máquinas mecánicas y digitales, objetos, animales o
personas que tienen identificadores únicos y la capacidad de transferir datos a través de una
red, sin requerir de interacciones humano a humano o humano a computadora.4
1 Diccionario de la Real Academia Española de las Lenguas. https://dle.rae.es/compost
2 Parlamento Europeo. https://www.europarl.europa.eu/news/es/headlines/economy/
20151201STO05603/economia-circular-definicion-importancia-y-beneficios
3 Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos (BOE de 22 de abril de 1998).
https://www.boe.es/eli/es/l/1998/04/21/10
4 SearchDataCenter. https://searchdatacenter.techtarget.com/es/definicion/Internet-de-las-cosas-IoT
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 8
2. Prefacio
2.1. Origen del proyecto
Este proyecto nace como continuación de la idea del producto ‘Smart Bin’ [1], realizado por
los alumnos de la ETSEIB Ernest Gassó, Marc Macía e Iñaki Rández. La ‘Smart Bin’
consiste en un cubo de basura de reciclaje rotatorio que busca el mayor aprovechamiento
del espacio.
Hoy en día, la creciente concienciación de la importancia del reciclaje en casa como una de
las soluciones a la contaminación y al calentamiento global está impulsando a que cada año
más familias reciclen en sus hogares. Sin embargo, hay una baja diversidad de posibles
cubos de basura domésticos diseñados para el reciclaje, y, la mayoría de ellos, ocupan un
espacio que generalmente no se dispone. En concreto, son los habitantes de grandes
ciudades quienes sufren la frustración de querer reciclar sus residuos, pero no poder hacerlo
correctamente. Esto es debido a que no disponen del espacio suficiente en sus pequeños
apartamentos que les permita tener cinco basuras diferentes: papel y cartón, plástico y
metal, vidrio, orgánico, y desechos generales.
Debido a esta clara necesidad de un producto que permita reciclar sin ocupar mucho
espacio se crea la idea de un cubo de reciclaje rotatorio.
2.2. Motivación
Hay dos motivaciones fundamentales para realizar este proyecto.
La primera motivación es poder explorar el ámbito de la ingeniería de diseño. Es decir, de la
voluntad de potenciar la creatividad para diseñar y mejorar un producto ya existente, que en
este caso es un cubo de basura. Introduciendo, a su vez, la parte técnica que conlleva el
estudio de un producto.
La segunda motivación, viene de la voluntad de experimentar todas las etapas de la
realización de un proyecto real. Partiendo de una idea inicial y realizando todo el proceso
necesario, se llegará a un producto final listo para fabricar y lanzar al mercado.
2.3. Requerimientos previos
Para el desarrollo de este proyecto se han impuesto unos requerimientos propuestos o bien
por el autor del proyecto o bien por el tutor del trabajo.
Uno de los principales requerimientos propuestos por el tutor del trabajo ha sido hacer el
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 9
estudio de un producto completo. Este trabajo deberá proporcionar un prediseño del
producto a la espera de que se valide la propuesta desde un punto de vista mecánico.
Otro requerimiento, esta vez impuesto por la autora de este proyecto, es crear un trabajo
que exponga la información necesaria para que cualquier persona sea capaz de materializar
el producto con esta información.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 11
3. Introducción
3.1. Objetivos del proyecto
Este proyecto contiene una presentación del producto escogido con las especificaciones
que se ponen como necesidades iniciales del proyecto a optimizar. Se va a realizar un
análisis de las alternativas que se van planteando y descartando para finalmente aportar una
descripción detallada de la solución final.
El objetivo principal de este proyecto es el siguiente:
1. Definir los componentes y el funcionamiento de una papelera de reciclaje basada en
la propuesta ‘Smart Bin’.
Además, se establecen los siguientes objetivos secundarios:
1. Definir una propuesta para la optimización de los espacios de carga en función de su
uso que maximice la capacidad total de almacenaje.
2. Definir una propuesta que maximice la separación de los residuos domésticos
3. Definir una propuesta para el sistema de selección de la parte del cubo a utilizar.
4. Definir un diseño ergonómico, asequible y estético.
5. Definir un diseño que minimice el número de accesorios añadidos.
6. Establecer un sistema de absorción de olores.
7. Establecer las principales líneas para su producción.
3.2. Limitaciones del proyecto
En este proyecto no se han tenido en cuenta las siguientes ideas:
1. El estudio y diseño del producto será todo virtual, no se realizará ninguna maqueta
física del modelo.
2. No se hará una validación mecánica de la propuesta.
3. No se realizará un estudio de posibles adaptaciones según el inmobiliario de la
cocina y su disposición. Tampoco posibles adaptaciones a oficinas o aulas de
estudio.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 12
4. Se seleccionará un único material del que se hará su estudio, aunque exista la
posibilidad de materiales alternativos para la fabricación del producto.
5. Algunos costes, como por ejemplo los de logística y márquetin, se plantearan como
presupuesto previsto, con el objetivo de obtener valores para el PVD.
6. No se realizará un plan de empresa.
3.3. Plan de trabajo
A continuación, se expone un diagrama de flujo con el proceso que se ha llevado a cabo
para el desarrollo de este proyecto.
Fig. 3.1: Diagrama de flujo
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 13
4. ESTUDIO PREVIO
4.1. Introducción al reciclaje
Se define reciclar a la acción de “someter materiales usados o desperdicios a un proceso de
transformación o aprovechamiento para que puedan ser nuevamente utilizados” 5.
El reciclaje es una herramienta útil y eficiente para reducir la cantidad de desechos que
generamos, y, es una manera más respetuosa para el medio ambiente de obtener materias
primas útiles en la fabricación de multitud de productos [2].
4.1.1. Separación de residuos
Actualmente en España, se encuentran accesibles a toda la población seis contenedores
distintos de reciclaje [3]:
1. Contenedor amarillo: en este contenedor, solo deben ir envases de plástico, latas
y briks.
2. Contenedor azul: Papel y cartón.
3. Contenedor verde: Vidrio y cristal.
4. Contenedor marrón o naranja: es el contenedor orgánico, se encuentra todo aquel
residuo útil para hacer compost.
5. Contenedor gris: se encuentra todos aquellos residuos que no se reciclan, pero
tampoco pueden usarse para hacer compost.
6. Punto limpio: son lugares donde se recogen todos aquellos residuos que no
entran en la categoría de ninguno de los contenedores anteriores o que se tratan
de residuos peligrosos si se arrojasen a contenedores convencionales. Pueden
ser electrodomésticos, aceite usado, baterías, móviles, bombillas, ropa, calzado,
etc.
5 Oxford Languages Definiciones https://www.lexico.com/es/definicion/reciclar
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 14
Fig. 4.1: Representación visual de los cinco tipos de contenedores de reciclaje6
4.1.2. Datos de reciclaje en España
Separar los residuos para reciclar es un hábito cada vez más asentado en la ciudadanía,
pues se entiende que es una acción necesaria para ayudar al medio ambiente en busca de
una economía más circular. Concretamente en España, cada año aumenta el porcentaje de
kilogramos de basura que se recicla por ciudadano al año. Según Ecoembes [4], la tasa de
reciclaje de envases domésticos alcanzó un 78,8% en el año 2018, es decir, un 12,3% más
en el contenedor amarillo y un 12,4% más en el contenedor azul respecto al año anterior. En
total se reciclaron 1.453.123 toneladas de envases domésticos.
En la siguiente tabla se muestra el porcentaje de peso que se genera de cada tipo de
residuo frente a la cantidad total de residuos sólidos urbanos totales, y el porcentaje del
volumen que ocupan frente al total.
Tipo de residuos Porcentaje peso sobre
residuos totales
Porcentaje volumen en el
cubo de basura doméstico
Materia orgánica 37 % 10 %
Plástico 13 % 30 %
Papel y cartón 19 % 20 %
Vidrio 7 % 30 %
Otros 24 % 10 %
Fig. 4.2: Proporción de peso y volumen según el tipo de residuo urbano generado.
En esta tabla se puede observar que la cantidad de cada tipo de residuos que se generan
respecto al total no corresponde al volumen que ocupa en el cubo de basura doméstico.
Esto puede ser a causa de que los envases de plástico y cartón no son muy densos, frente
a los residuos orgánicos, por ejemplo.
Por otro lado, los datos del informe «Estudio de Hábitos de Reciclaje de los españoles» de
6 Contenur https://www.contenur.com/noticias/actualidad/sabes-que-residuo-va-en-cada-contenedor/
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 15
2019 elaborado por el Instituto Apolda para Ecoembes [4] expone que los divorciados son
los que más reciclan (88,7%), seguidos de los casados (81,5%), las personas con pareja
estable (80,2%) y los viudos (76,5%). El dossier también revela que las mujeres están un
poco más comprometidas con el medioambiente que los hombres (el 79,9% asegura
separar los residuos en casa frente al 79,7% de los varones).
En cuestión de edad, al contrario de lo que podría pensarse, un 73,8% de los más jóvenes
(entre 16 y 24 años) afirma hacerlo, frente al 82% de los adultos comprendidos en la franja
de 35 a 54 años.
Fig. 4.3: Porcentajes de la problación que recicla según el sexo, la edad y el estado civil.7
De acuerdo con las cifras de la Instituto Nacional de Estadística [5], la generación de
residuos sólidos urbanos de cada habitante español es de 1,3 kilogramos de basura al día.
Si el tamaño medio del hogar en España es de 2,5 personas [6], implica que cada día se
generen de media 3 kg de residuos por unidad doméstica.
4.1.3. Bolsas de basura
Se ha hecho una comparativa de las distintas medidas de las bolsas de basura que se
encuentran disponibles a la venta en supermercados. En la siguiente tabla se recoge una
serie de medidas estándar aproximadas para las bolsas de basura de varias capacidades:
VOLUMEN MEDIDAS
10 LITROS 45 x 45 cm
20 LITROS 45 x 50 cm
30 LITROS 55 x 60 cm
50 LITROS 70 x 75 cm
Fig. 4.4: Medidas estándar de las bolsas de basura
Adicionalmente, se pueden encontrar bolsas de basura de mayores capacidades como son
7 Ecoembes https://www.ecoembes.com/sites/default/files/cifras-reciclaje-2018.pdf
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 16
100L o 120L; sin embargo, se consideran que son demasiado grandes para su uso en
cubos de reciclaje.
4.1.4. Filtros antiolores
Uno de los sistemas que se utilizan para eliminar los malos olores de los contenedores de
residuos orgánicos es la incorporación de una membrana de carbón activo, capaz de
eliminar hasta el 95 % de los olores y reducir los costes de lavado de contenedores [7].
Fig. 4.5: Ilustración de filtros de carbón activo 8
Esta membrana consiste en un filtro antiolor reemplazable, con una duración entre 2 y 6
meses. Existen filtros de diferentes formas y dimensiones en el mercado:
Fabricante Dimensiones Vida útil Precio unitario
Joseph Joseph9 9,4 x 6,9 x 0,5 cm 4 meses 4,49 €
Simplehuman10 10,2 x 8,7 x 0,8 cm 6 semanas 3,49 €
All-Green11 13,7 x 7,5 x 0,4 cm 3 meses 2,49 €
Gejoy12 12 x 12 x 0,5 cm 2 – 3 meses 1,00 €
Fig. 4.6: Tabla con tamaño, duración y precio según el fabricante
8 Housewares solutions https://housewaressolutions.com/product/12-pcs-compost-bin-replacement-
filters-6-round-6-square/
9Joseph Joseph https://www.josephjoseph.com/products/replacement-
odourfilters?variant=31897378881608
10 Simplehuman https://www2.simplehuman.com/es/2-pack-odorsorb-filter-refills-natural-charcoal
11 All-green https://www.all-green.co.uk/compost-caddies/filters-and-accessories
12 Gejoy https://www.amazon.es/Gejoy-Compostador-Reemplazo-Activado-
Absorci%C3%B3n/dp/B07K9MN4QZ
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 17
4.2. Soluciones existentes
Se ha realizado una exhaustiva investigación sobre los productos que actualmente se
encuentran disponibles en el mercado y que presentan una funcionalidad o diseño similar a
las necesidades de este proyecto.
CUBO BASURA 1
Nombre del producto: EcoBinSpin+
Diseñador/Fabricante: Eco Bin Spin
Precio: 38,00€
Link: https://ecobinspin.com/
Material: cubos de plástico (PP, PA6, ABS),
tubo de aluminio y acero.
Dimensiones: altura 39,5 cm, diámetro 44
cm. Peso 2,1kg
Capacidad: 3 x 11,7L, Total 35,1L
CUBO BASURA 2
Nombre del producto: contenedores
KARDORNA y cubo KNODD
Diseñador/Fabricante: IKEA
Precio: 25€
Link: https://www.ikea.com/es/es/p/kardorna-
accesorio-clasificacion-residuos-40390219/
https://www.ikea.com/es/es/p/knodd-cubo-con-
tapa-blanco-60045656/
Material: contenedores de plástico de
polipropileno (mín. 20% reciclado). Tapa de
acero con revestimiento de poliéster en polvo,
tirador y gancho de acero galvanizado y
cuerpo del cubo de plástico de polietileno.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 18
Dimensiones: contenedores: ancho 31 x alto
42 x fondo 18 cm. Peso 5 kg. Cubo: altura 51 x
diámetro 41 cm.
Capacidad: cubo de 40L, contenedores de 3 x
7L.
CUBO BASURA 3
Nombre del producto: Ovetto Recycle Bin
Diseñador/Fabricante: Soli Design
Precio: 150,00€
Link: http://www.soldidesign.com/ovetto-black-
white-multicolor.html
Material: ABS plástico (40-70% materiales
reciclados), cuerpo de GRP (glass reinforced
plastic).
Dimensiones: diámetro 45 x altura 84 cm.
Peso: 8kg
Capacidad: 25/30L por compartimento.
CUBO BASURA 4 – MECANISMO 1: SENSOR ABRE PUERTA
Nombre del producto: Cubo de basura con
sensor plata 50L
Diseñador/Fabricante: Tectake
Precio: 86,39€
Link: https://www.tectake.es/cubo-de-basura-
con-sensor-800082
Material: Acero inoxidable pulido.
Dimensiones: Alto (cerrado) 68 cm, diám.
36cm, peso 3,4 kg.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 19
Capacidad: 50L
CUBO BASURA 5 – MECANISMO 2: PEDAL ABRE PUERTA
Nombre del producto: Cubo de basura de
24L
Diseñador/Fabricante: SONGMICS
Precio: 61,99€
Link: https://www.songmics.es/cubo-de-
basura-de-24-litros-ltb24l.html
Material: Acero inoxidable satinado, cubos
interiores de plástico y asas de transporte
LTB54NL
Dimensiones: 46,5 x 29,5 x 40,5 cm
Capacidad: 24L (3 x 8L)
CUBO BASURA 6 – FILTRAJE + COMPARTIMIENTOS VERTICALES
Nombre del producto: Totem Waste &
Recycling Bins
Diseñador/Fabricante: PearsonLloyd
Precio: 169,99€
Link: https://www.josephjoseph.com/en-
eu/totem-max-and-compact
Descripción: Cubo de basura con dos
compartimentos multiusos dispuestos
verticalmente para ahorrar espacio, un carrito
extraíble para desperdicios de alimentos y
control integrado de olores. Carrito de
desperdicios de comida extraíble. Viene con 1
filtro de olor incluido.
Dimensiones: altura (cerrado) 81,4 x ancho
39 x largo 36,6cm (altura abierto: 111,5cm).
Capacidad: 60L
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 20
CUBO BASURA 7 – IoT
Nombre del producto: Bin-e
Diseñador/Fabricante: Bin-e start-up
Descripción: Es un dispositivo IoT que
clasifica y comprime los reciclados
automáticamente.
Combina reconocimiento único de los
objetos basado en AI, el control de nivel de
llenado y el procesamiento de datos para
hacer la gestión de residuos
convenientemente y eficiente.
Fuente de alimentación eléctrica (AC) de
230V, con conexión WiFi e Internet LAN.
Dispone de una aplicación de móvil.
Link: http://www.bine.world/howitworks/
Dimensiones: 120 x 120 x 60 cm
Capacidad: sin comprimir 0.3m3, comprimidos
0.8m3.
Estos siete productos que actualmente se encuentran en el mercado tienen puntos fuertes y
débiles. Cada uno de los dispositivos expuestos presenta un diseño, mecanismo o accesorio
que lo diferencia. A continuación, se expone una tabla resumen de estos siete modelos:
Modelo Puntos fuertes Limitaciones
1
1) Práctico y económico.
2) Tamaño adecuado para caber dentro de un armario de cocina.
3) Uso de colores para la facilitación del reciclaje.
1) La sujeción de los cubos es un poco inestable.
2
1) Económico y ligero.
2) Uso de colores para la facilitación del reciclaje.
3) Mínimo 20% del material es polipropileno reciclado.
1) No hay sistema de sujeción de bolsa.
2) Las piezas se compran por separado.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 21
3
1) Diseño innovador.
2) Apertura de los contenedores con pedal de mano.
3) Uso de colores para la facilitación del reciclaje.
1) No hay sistema de sujeción de bolsa.
2) Limitación de ubicación puesto que se necesita acceso 360º.
3) Precio elevado.
4
1) Dispone de aro de sujeción para la bolsa.
2) Apertura automática con sensor de movimiento.
3) Tapa extraíble.
4) Acabado superficial acero inoxidable.
1) No dispone de una separación de residuos.
2) Funciona con pilas.
5
1) Cada cubo es individual, pero se encuentra conjuntamente.
2) Pedal para abrir cada cubo.
3) Base de plástico para evitar dañar el suelo.
4) Acabado superficial acero inoxidable.
1) No dispone de mucha capacidad de residuos.
6
1) Diferentes capacidades según el tipo de residuos del contenedor.
2) Dos niveles verticales.
3) Cavidades extraíbles.
4) Sistema de filtraje.
1) Precio elevado
7
1) Clasificado inteligente en cuatro contenedores diferentes.
2) Comprime los reciclados automáticamente.
3) Control de nivel de llenado y procesamiento de datos.
1) Dimensiones muy elevadas.
2) Pensado para estaciones públicas como aeropuertos o centros comerciales, y oficinas.
3) Necesidad de corriente eléctrica.
Fig. 4.7: Tabla comparativa de los siete productos similares que se encuentran en el mercado
Se ha escogido los modelos 1, 2, 3 y 4 debido a su estructura similar al diseño de referencia
– forma cilíndrica. Por otro lado, los modelos 4, 5 y 6 destacan por sus mecanismos de
apertura: sensor de movimiento o pedal. Y, por último, el modelo 7 combina la nueva
tecnología de Inteligencia artificial con implementada en un objeto cotidiano, lo que le
convierte en un dispositivo de Internet de las cosas, o dispositivo IoT.
Estos valores diferenciales servirán para considerarlos como posibles modificaciones que se
realicen al modelo inicial de referencia.
En general, estos diferentes cubos de basura presentados incluyen una separación de
compartimentos – a excepción del modelo 4 - para la realización de un reciclaje más
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 22
efectivo. Sin embargo, la gran mayoría hacen simplemente una separación en tres.
Por otro lado, el único que presenta un filtro de olor es el modelo 6. El resto de los
dispositivos exponen que el material del que están fabricados los contenedores evita la
propagación de olores al estar cerrados con la tapa.
Se puede concluir que hay una escasa diversidad de modelos de cubos de reciclaje
considerados ‘Smart’. Actualmente, este tipo de dispositivos se encuentran disponibles para
espacios industriales (grandes fábricas), oficinas, aeropuertos y centros comerciales como
es el modelo 7, pero todavía no se ha visto para hogares.
De forma resumida, como muestra la búsqueda del estado de arte, hay una gran variedad
de productos para el hogar disponibles en el mercado, pero aprovechando sus cualidades y
considerando sus limitaciones, se podrá desarrollar producto que resuelva la problemática
inicial del usuario con las características deseadas.
4.3. Análisis del usuario
Este producto está dirigido principalmente a todo individuo interesado en el cuidado del
medio ambiente con iniciativa a reciclar sus residuos generados. Para el análisis del usuario
se han tenido tres factures en cuenta: zona de residencia, espacio doméstico habitable y el
rango de edad.
Zona de residencia:
Este dispositivo está pensado para aquella población que habita en residencias donde la
optimización del espacio es primordial. En concreto, se focaliza en los habitantes que viven
en zonas urbanas, que corresponde al 80,7 % de la población española, y de los cuales,
aproximadamente el 65 % habitan en viviendas de apartamentos [8].
Fig. 4.8: Diagrama de las zonas de residencia en España
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 23
Espacio doméstico:
De acuerdo con los datos obtenidos del Instituto Nacional de Estadística [9],
aproximadamente el 60 % de la población habita en hogares de menos de 90 m2. Además,
casi el 30 % de la población vive en viviendas de entre 75 y 90 m2 (Fig. 4.7). Es por ello por
lo que este producto se enfoca para aquellos que viven en apartamentos pequeños - menor
a 90 m2 - o que disponen de espacio limitado en la cocina - lugar ideal donde se ubicaría el
cubo.
Fig. 4.9: Proporción de hogares, según tipo de hogar y superficie útil de la vivienda13
Rango de edad:
Por último, se hace un análisis sobre el rango de edad del usuario. Este factor está
directamente relacionado con la situación económica que implica un determinado rango de
edad.
Primero, se descarta toda aquella población joven, como son los estudiantes, debido a que
el precio del cubo de reciclaje sería un poco elevado. Aunque estén muy concienciados y
motivados con el reciclaje doméstico -el 73,8% de los jóvenes reciclan-, buscan soluciones
más económicas que se ajusten mejor a su presupuesto.
13 El Diario https://www.eldiario.es/economia/espana-encerrada-viviendas-poblacion-
alarma_1_1013247.html
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 24
Por lo tanto, esto nos deja con un target comprendido entre 25 y 54 años puesto que serán
quienes prefieran hacer una mejor inversión en el mobiliario de su hogar. Son un 82 % de
esta población que afirma reciclar en sus hogares.
En conclusión, el siguiente diagrama muestra el usuario al que está dirigido el cubo de
reciclaje rotatorio:
Fig. 4.10: Usuario del producto según los factores a tener en cuenta
Sin embargo, cabe destacar que el uso del cubo de reciclaje no se restringirá
exclusivamente a aquella población que habita en pequeñas viviendas urbanas, sino que
cualquier usuario puede obtener este producto para cualquier lugar doméstico o espacios de
trabajo, como son chalés, oficinas y despachos.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 25
5. Especificaciones iniciales
5.1. Diseño inicial
La Smart Bin consiste en un cubo de basura de reciclaje giratorio
(Fig. 5.1). El cuerpo de la estructura consta de cuatro secciones
iguales para la separación de residuos domésticos distinguidas en
colores diferentes para facilitar el reciclaje. Además, dispone de
dos pequeñas cavidades en la parte posterior: la izquierda es un
compartimento para guardar las bolsas de basura, y la derecha es
un compartimento pensado para la compresión de latas.
A continuación, se presentará cada pieza por separado:
Plataforma rotatoria Estructura exterior
Diámetro: 55 cm
Altura: 105 cm
Plataforma que sujeta
los contenedores que
almacena la basura.
Tiene tres ruedas de
apoyo que permite que
la estructura rote.
Diámetro: 30 cm
Altura: 110 cm
Caparazón externo de
la plataforma externa,
contenedores, basura
y compartimentos.
Contenedores Cubiertas
Fig. 5.1: Smart Bin
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 26
Radio: 22cm
Altura: 103cm
Volumen: 51,4L
Cuatro contenedores
que contengan la
basura. Pueden ser
extraídos de la
plataforma rotatoria y
ordenados en
cualquier posición.
Pequeña: R96,5mm
Grande: R303mm
Una tapa grande que
cubre los contenedores
y la plataforma. Dos
tapas pequeñas que
cubren el dispositivo
de extrusión y la
cavidad de
almacenamiento de
bolsas de basura.
Ruedas y apoyos Bisagras
Interior: R10mm
Exterior: R30mm
Ruedas y uniones. Se
disponen de tres
ubicados a 120º de
cada uno. Se deslizan
en una guía circular fija
en la base interior de la
estructura externa.
Radio: 5,5mm
Longitud: 120mm
Cuatro bisagras que
permiten abrir y cerrar
las cubiertas
libremente. Dos se
usan para la tapa
grande y una para
cada una de las tapas
pequeñas.
Dispositivo de compresión
Radio inferior: 40mm
Consta de dos partes.
La lata se inserta en la
parte inferior (con una
base de altura
ajustable) y la parte
superior se usa para
aplicar la fuerza de
compresión.
Fig. 5.2: Tabla con todos los componentes de la Smart Bin
El mecanismo de giro que utiliza este dispositivo consiste en una guía circular por la que
deslizan las tres ruedas descritas anteriormente, sirviendo, a su vez, como punto de apoyo
de la plataforma rotativa. Por lo tanto, esta plataforma gira de manera manual.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 27
Puntos fuertes Limitaciones
1. Cuatro contenedores de
reciclaje.
2. Diferenciación por colores.
3. Gran capacidad de almacenaje
de residuos
4. Cavidad para el almacenaje de
bolsas de basura
5. Diseño sencillo
1. No optimiza la ocupación del
espacio. Dimensiones muy
elevadas.
2. Contenedores muy profundos,
no existen bolsas de basura
para esas dimensiones.
3. Giro manual no muy práctico.
4. Tapa no extraíble.
5. Contenedores interiores no
extraíbles.
6. No hay personalización del
tamaño de los contenedores,
todos tienen la misma
capacidad.
7. No dispone de filtros antiolor
8. No hay sistema de sujeción de
las bolsas.
Fig. 5.3: Tabla donde se expone los puntos fuertes y limitaciones de la Smart Bin
A partir de sus limitaciones y puntos fuertes (Fig. 5.3), se hará un estudio posibles cambios y
modificaciones que se pueden aplicar para lograr un producto más completo que sea capaz
de resolver la problemática expuesta cumpliendo con los objetivos iniciales.
5.2. Modificaciones propuestas
A partir de las observaciones anteriores, se ha llegado a una proposición de modificaciones
y añadidos al modelo inicial que se pueden implementar como mejora en la estructura y el
funcionamiento.
A continuación, se exponen las propuestas para la estructura y para el funcionamiento:
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 28
Estructura
Distintas capacidades según el tipo de residuo que se vierte
en cada contenedor.
Incorporar una puerta lateral o tapa extraíble para poder
acceder a los contenedores interiores
Sistema de sujeción de bolsas de basura
Dos niveles de compartimentos verticales
Usar material reciclado
Funcionamiento
Mecanismo para rotar (rotación manual, rotación con pedal,
rotación eléctrica o rotación inteligente)
Mecanismo de apertura de las tapas (manual, con un
pedal, con botones, con una pantalla táctil o sensor de
movimiento)
Sistema de absorción de olores
Compresión de envases de reciclaje
(IoT) Conexión WiFi o LAN
(IoT) Control de llenado
(IoT) Aplicación móvil
Fig. 5.4: Tabla con posibles modificaciones aplicables al modelo inicial
Estas son las posibles modificaciones en cuanto a la estructura y al funcionamiento que se
pueden aplicar al modelo de referencia. Sin embargo, no todas serán llevadas a cabo en la
propuesta de alternativas de diseño. Por lo tanto, se descartará toda aquella modificación en
el funcionamiento que implique la necesidad de fuente de corriente pues reduciría las
opciones de ubicación del producto en el apartamento o espacio que se desee poner.
Además, también se descarta las opciones que necesiten baterías puesto que obligaría a
resolver un sistema alternativo de funcionamiento del cubo de basura para los casos en los
que se queda sin fuente de alimentación.
Esto implica que no se contemplará las siguientes opciones:
• La rotación de la plataforma a través de un motor eléctrico o rotación inteligente.
• La apertura de la tapa con un sensor de movimiento o botones.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 29
• Cualquier implementación que lo convierta en un dispositivo IoT (conexión WiFi,
control de llenado, aplicación móvil y compresión de reciclaje inteligente).
Los cambios para la obtención de un dispositivo inteligente serán de interés como un
sistema de seguimiento para mejorar la eficacia del sistema global de reciclaje.
Especialmente, se trata de una tecnología más aplicable a contenedores de reciclaje para
oficinas tecnológicas o zonas públicas de aquellas ciudades que buscan convertirse en
‘Smart cities’, éstas últimas estarían financiadas totalmente por organismos públicos.
No obstante, dado que esta tecnología se irá desarrollando e incorporando cada vez más en
la sociedad, se planteará al final del trabajo un futuro proyecto para cubos de reciclaje
domésticos pensados para aquellos usuarios que vivan en casas inteligentes o busquen las
tecnologías más innovadoras para sus hogares.
Por último, cabe destacar que el producto que se desarrolla a continuación no incluirá los
filtros de olores ni el aparato de compresión de latas, pero sí compartimentos pensados para
estos aparatos. No obstante, el usuario puede obtenerlos de forma separada.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 30
6. ESTUDIO FORMAL
6.1. Propuesta de alternativas
A continuación, se presentarán una serie de diferentes modelos resultante de
modificaciones aplicadas al diseño inicial. Cada alternativa será descrita y evaluada
detalladamente para llegar, finalmente, a una propuesta final de diseño.
6.1.1. Alternativa 1
La primera propuesta de diseño se basa en la simplicidad y reducción del volumen que
ocupa en el espacio. Se ha realizado sencillos cambios al modelo inicial para un cubo de
basura que mejore la eficiencia del reciclaje.
Se parte de la misma estructura: un cubo de basura de sección semicircular-cuadrada con
una plataforma giratoria que sostiene a los diferentes contenedores de reciclaje y dos
compartimentos, uno en la esquina superior derecha para almacenar las bolsas de basura, y
otro en la esquina superior izquierda donde se encuentra el dispositivo de extrusión de latas.
Sin embargo, se han aplicado una serie de modificaciones que facilitarán el uso del producto
al usuario.
Fig. 6.1.1: Visualización alternativa 1 con sus componentes
Tapa extraíble
Compartimento de
bolsas de basura
Compartimento de
extrusión de latas
Plataforma
Contenedores
de reciclaje
Mango de giro
manual
Guía de giro y
ruedas
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 31
Contenedor Residuo Capacidad Bolsas de basura
útiles
Amarillo Plástico, briks y
latas
28dm3 30 L
Azul Papel y cartón 17,5 dm3 20 L
Rojo Residuos
orgánicos
12,6dm3 10 o 20 L
Gris Restos generales 12,6dm3 10 o 20 L
Fig. 6.1.2: Tabla con los tipos de contenedores que dispone la alternativa 1, sus capacidades y el
tamaño de la bolsa de basura adecuado
En la tabla anterior (Fig. 6.1.2) se expone los cuatro contenedores de reciclaje que dispone
este cubo de basura, y sus capacidades de almacenaje según el tipo de residuo para
optimizar el reciclaje. Se descarta, en esta primera propuesta, la opción de un quinto
contenedor para vidrio, puesto que implicaría unas mayores dimensiones del modelo y, por
consiguiente, una mayor ocupación de volumen en el espacio. Además, los residuos
domésticos de vidrio suponen solo un 8%14 del total, un porcentaje menor al de los
contenedores escogidos.
Fig. 6.1.3: Visualización de la distribución de espacio para los contenedores según el residuo
El diseño de la parte superior de los contenedores y la plataforma rotatoria permite que la
bolsa de basura se sujete con mayor facilidad. La bolsa que almacena la basura quedaría
sujetada entre los bordes superiores de los contenedores y el aro superior de la plataforma,
como se muestra en la Fig. 6.1.4.
14 Dato cogido del apartado 4.1.2 – Reciclaje en España
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 32
Fig. 6.1.4: Método de sujeción de bolsas
Estos contenedores serán fácilmente extraíbles gracias a la incorporación de una tapa
superior (Fig. 6.1.4). Esta tapa permitirá no solo la extracción de los contenedores de basura
sino bloqueará a su vez el posible olor que desprenden los residuos contenidos en el cubo.
Está diseñada para que solo se saque cuando se necesite extraer la basura de su interior o
limpiar los contenedores; además, añade unos centímetros de margen para evitar cualquier
obstrucción de giro por parte de la basura contenida en el interior.
Fig. 6.1.5: Visualización de la tapa superior extraíble
Para tirar un residuo, se hace uso de la tapa semicircular con una obertura de 180º que
permite visualizar más de un contenedor a su vez, evitando así la necesidad de girar la
plataforma muy a menudo. También consta de otras dos tapas más pequeñas para cada
uno de los compartimentos descritos anteriormente.
Por otro lado, se ha utilizado el mismo mecanismo de giro para la plataforma con un sistema
de ruedas y guía circular. En la superficie inferior de la estructura externa se encuentra una
guía circular que dirige la trayectoria de giro de la plataforma rotatoria debido a tres ruedas,
que, a su vez, hacen de soporte de esta. Además, se ha añadido un tubo cilíndrico vertical
con un mango en el extremo superior como objetivo de facilitar el giro de la plataforma
cuando se desea seleccionar el contenedor de reciclaje para desechar el residuo (ver Fig.
6.1.5).
Tapa semicircular
con agujero de 180º
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 33
Fig. 6.1.6: Imagen derecha de las guías y ruedas que giran la plataforma, imagen izquierda tubo con
un mango con el que se gira la plataforma
En conclusión, esta primera propuesta ha conseguido una mayor eficiencia de reciclaje
mediante la personalización de la capacidad de cada contenedor según el tipo de residuo
que almacena, además de facilitar la extracción de los contenedores con la incorporación de
una tapa superior. El filtraje de olor se conseguirá con los materiales utilizados para la
fabricación de la tapa superior, y el sistema de sujeción de bolsas se consigue con el mismo
diseño de la plataforma rotatoria y los contenedores. Sin embargo, tanto el mecanismo de
rotación como el de apertura de las tapas será manual.
6.1.2. Alternativa 2
La segunda propuesta de diseño consiste en la alteración de la estructura en la que está
dividida la basura con el objetivo de añadir un quinto contenedor de reciclaje destinado para
los envases de vidrio que corresponden al contenedor verde. Esta modificación optimizará la
eficiencia del reciclaje doméstico.
Visualmente, se mantiene la estructura de sección semicircular-cuadrada con una
plataforma giratoria que sostiene los contenedores de reciclaje y los dos compartimentos
dedicados al almacenamiento de las bolsas de basura y aparato de extrusión. Sin embargo,
se le ha añadido un segundo nivel vertical inferior con el objetivo de optimizar el espacio
para así poder incorporar el quinto contenedor de reciclaje.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 34
Fig. 6.2.1: Visualización alternativa 2
Este nuevo diseño dispone, por lo tanto, de la separación de cinco distintos tipos de
residuos. La distribución se ha asignado de tal manera que maximice su uso para un
reciclaje doméstico más cómodo y eficaz. En la siguiente tabla se expone los distintos
contenedores disponibles en este modelo, los residuos que almacenan, sus capacidades, el
tamaño las bolsas de basuras que se deberían utilizar y el nivel en el que se encuentran:
Contenedor Residuo Capacidad Bolsas de basura
útiles
Nivel
Amarillo Plástico, briks y
latas
32 dm3 30 o 50 L Plataforma
Azul Papel y cartón
19 dm3 20 L Cajón inferior
Rojo Residuos
orgánicos
15 dm3 20 L Plataforma
Gris Restos generales
15 dm3 20 L Plataforma
Verde Envases de vidrio
y cristal
27 dm3 30 L Cajón inferior
Fig. 6.2.2: Tabla con los tipos de contenedores que dispone la alternativa 2, sus capacidades y el
tamaño de la bolsa de basura adecuado
Los contenedores azul y verde se encuentran en el nivel inferior pues son los residuos que
menos se utilizan diariamente. Además, los envases de vidrio son pesados, por lo que
Tapa extraíble
Compartimento de
bolsas de basura
Compartimento de
extrusión de latas
Plataforma Contenedores
de reciclaje
Mango de giro
manual
Guía de giro y
ruedas Cajón inferior
extraíble
Compartimento de
filtros antiolor
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 35
obtendrán un mayor soporte si se encuentran en el cajón.
Fig. 6.2.3: distribución de los contenedores
En cuanto al sistema de rotación, se ha mantenido el mismo que se ha utilizado en la
alternativa 1 (Fig. 6.2.4). Sin embargo, el mango que se utiliza para girar la plataforma
giratoria dispondrá de patrón de colores que indica la posición en la que se encuentran los
contenedores en su interior. Esto servirá para poder seleccionar el contenedor deseado al
girarlo sin necesidad de abrir la tapa.
Fig. 6.2.4: Componentes del sistema de giro: guía circular, plataforma y ruedas
Además, se ha modificado el diseño de la plataforma, los contenedores en vez de ser
sujetados por un aro como sucede en la primera propuesta, serán encajados en la parte
inferior de la plataforma, obteniendo el máximo aprovechamiento del espacio. Además, los
contenedores son fácilmente extraíbles para limpiarlos o vaciarlos; los que se encuentran en
el cajón inferior basta con abrir el cajón completamente para sacarlos, y los que se
encuentran en la plataforma giratoria se extraen sacando completamente la tapa superior
(ver Fig. 6.2.5).
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 36
Fig. 6.2.5: Visualización del encaje y la extracción de los contenedores de reciclaje
Al haber sido modificada la plataforma, se ha diseñado un nuevo sistema de sujeción de
bolsas mediante un perfil en L incorporado en cada contenedor de reciclaje que se
encuentra en la parte superior (amarillo, rojo y gris). Además, se ha ajustado la altura de los
contenedores a las medidas estándar de las bolsas de basura. Para los contenedores
restantes, vidrio y cartón, la geometría de estos servirá para que las bolsas de basura
queden bien fijadas.
Fig. 6.2.6: Visualización de los ganchos para sujetar las bolsas de basura
Otra de las novedades de este diseño es un espacio que se encuentra en la tapa superior
dedicado especialmente a filtros antiolor. Este compartimento dispone de unos agujeros en
la base que permiten pasar el olor para que sea absorbido por el filtro que está en su interior
(ver Fig. 6.2.7). Aunque el material que se seleccionará para la fabricación del producto sea
capaz de filtrar los olores, esta incorporación los eliminará por completo. Este ha sido el
único cambio de diseño de la tapa superior; en cuanto a su funcionalidad, no ha variado.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 37
Fig. 6.2.7: Compartimento para filtros antiolor
En conclusión, esta segunda propuesta ha conseguido que con un volumen de ocupación
en el espacio similar al de la alternativa anterior, se consiga una mayor eficiencia de reciclaje
modificando la distribución interna de los contenedores de residuos y el espacio dedicado a
estos. Además, se ha conseguido mejorar el sistema de absorción de los olores gracias a la
utilización de filtros antiolores.
6.1.3. Alternativa 3
En la tercera y última propuesta de diseño se ha optado por cambiar el mecanismo de
rotación de la plataforma, en vez de ser un giro manual, se tratará de un giro a través de un
pedal. Este cambio tiene como objetivo facilitar el uso del producto, pues cuando el usuario
va a depositar el contenido en su interior ya lleva las manos ocupadas con los objetos que
desea tirar. Por lo tanto, se ha querido reducir las acciones manuales que tenga que realizar
el usuario mediante la incorporación de un pedal como método de rotación de la plataforma.
Se ha mantenido la estructura exterior semicircular-cuadrada, la plataforma circular giratoria
que sirve como soporte, y los dos compartimentos dedicados uno para el almacenamiento
de las bolsas de basura y el otro para guardar el extrusor de latas.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 38
Fig. 6.3.1: Visualización alternativa 3
El mecanismo de giro consiste en un pedal que hace de palanca, una biela, una manivela y
dos engranajes con ejes perpendiculares (ver Fig. 6.3.2 y 6.3.3). Con el pie se presiona el
pedal, esta rotación provoca un giro de la manivela a través de la biela; el giro de la
manivela provoca que gire a su vez el engranaje vertical, también llamado piñón, pues
comparten eje de giro. Debido a la relación de diámetros entre los engranajes y su
disposición, cuando el piñón da una vuelta completa -lo que equivale a presionar el pedal
una vez- provoca la rotación del engranaje, y, por lo tanto, la rotación de la plataforma,
consiguiendo un giro de 90º. Gracias a este mecanismo, se podrá acceder a cualquier
contenedor de reciclaje deseado con la simple acción de presionar el pedal.
Fig. 6.3.2: Ampliación del mecanismo de giro, vista isométrica
La plataforma seguirá necesitando una guía circular que sirve como director de la trayectoria
de giro y tres ruedas posicionadas a 120º cada una que, a su vez, hacen de soporte de esta.
Tapa extraíble
Compartimento de
bolsas de basura
Compartimento de
extrusión de latas
Plataforma
Contenedores
de reciclaje
Guía de giro y
ruedas
Compartimento de
filtros antiolor
Pedal y engranajes
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 39
Fig. 6.3.3: Ampliación del mecanismo de giro vista lateral
Por lo que se refiere a la distribución de espacio dedicado a cada contenedor de reciclaje, la
siguiente tabla muestra los residuos y las capacidades para almacenarlos que dispone cada
contenedor del modelo:
Contenedor Residuo Capacidad Bolsas de basura
útiles
Amarillo Plástico, briks y
latas
32,8 dm3 30 o 50 L
Azul Papel y cartón 17,3 dm3 20 L
Rojo Residuos
orgánicos
14,8 dm3 20 L
Gris Restos generales 14,8 dm3 20 L
Fig. 6.3.4: Tabla con los tipos de contenedores que dispone la alternativa 2, sus capacidades y el
tamaño de la bolsa de basura adecuado
En cuanto al diseño de la plataforma, es similar al de la segunda alternativa. Rechaza la
posibilidad de que vuelquen los contenedores de reciclaje y protege a su vez los engranajes
del sistema de rotación (ver Fig. 6.3.5).
Fig. 6.3.5: Diseño de la plataforma y distribución de los contenedores de reciclaje
Este diseño busca maximizar el espacio dedicado a almacenar la basura. Cada cubo de
reciclaje es encajado en el hueco asignado, que servirá además como soporte del peso
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 40
ejercido por los residuos que contiene cada uno. Cada contenedor está diseñado para que
sea fácil de extraer, tanto para vaciarlo como para limpiar el elemento.
En cuanto a la sujeción de las bolsas, se ha incluido unos perfiles en L en la parte superior
de cada contenedor. Las bolsas de basura serán sujetadas por esos ganchos sin que
lleguen a romperse. Además, se ha ajustado la altura de los contenedores a las medidas
estándar de las bolsas de basura. A continuación, se muestra el diseño de uno de los
contenedores de reciclaje:
Fig. 6.3.6: Diseño del contenedor de cartón y papel y ampliación de los ganchos con perfil en L para
sujetar las bolsas de basura
En cuanto a la tapa superior, el diseño es muy similar a los descritos en los apartados
anteriores. Hay un compartimento de uso exclusivo para los filtros anti-olores para obtener la
máxima absorción de los olores que desprenden los residuos en el interior. Este filtro podrá
ser cambiado una vez haya acabado su vida útil recomendada.
Fig. 6.3.7: Vista alzado de la tapa extraíble
En conclusión, este nuevo diseño busca innovar el mecanismo de giro con el objetivo de
facilitar al usuario el reciclaje de residuos y mejorar su experiencia. Además, se ha optado
por un diseño sujeción de las bolsas y de los contenedores en la plataforma que permite el
mejor aprovechamiento de espacio.
Tapa acceso a
contenedores
de reciclaje
Compartimento de
bolsas de basura
Compartimento de
extrusión de latas
Compartimento de
filtros antiolor
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 41
6.2. Comparativa de propuestas
Una vez descritas las diferentes propuestas de diseño para el producto, se realiza un
análisis comparativo similar al hecho en el apartado del estado del arte, analizando los
puntos fuertes y limitaciones de cada uno de los diseños para así poder obtener una
propuesta definitiva que resuelva los objetivos de este proyecto.
En la siguiente tabla se muestra, de forma resumida, todas las características de las tres
propuestas de diseño y, de forma explicativa y concisa, se muestran las principales ventajas
e inconvenientes de cada uno de ellos. Las características que se tendrán en cuenta para la
decisión final son las dimensiones del diseño, el número de contenedores de reciclaje y la
capacidad que dispone cada uno de ellos, el mecanismo de rotación, si se dispone de un
compartimento para filtros antiolor, y el método de sujeción de las bolsas de basura.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 43
Alternativa Dimensiones (alto x ancho x
profundo)
Número de contenedores
de reciclaje
Capacidad en cada contenedor (dm3) Sistema de giro Compartimento para filtros antiolores
(Si/No)
Método de sujeción de
bolsas Ventajas Vs Inconvenientes
amarillo azul rojo gris verde
1
71 x 50,7 x 50,7 cm
4
28 17,5 12,6 12,6 - Manual
No
Geometría
-Mecanismo de giro sencillo
-Solo tiene 4 contenedores de reciclaje
-No tiene compartimento para filtros antiolores
-Giro manual
-Poca capacidad de almacenaje frente al volumen que ocupa
Total 164,1dm3
Total 70,7 dm3
2
76,4 x 50,7 x 50,7 cm
5 32,2 19 15 15 27,3
Manual
Si
Gancho y geometría
-5 contenedores de reciclaje
-Dos niveles de almacenaje
-Gran capacidad de almacenaje
-Compartimento para filtros antiolor
-Gancho de sujeción de bolsas
-Mecanismo de giro sencillo
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 44
-Mayor ocupación de espacio
-Giro manual Total
175,31dm3 Total 108,5 dm3
3
66,3 x 50,7 x 50,7 cm
4
32,7 17,4 14,8 14,8 - Pedal
Si
Gancho
-Gran capacidad de almacenaje
-Compartimento para filtros antiolor
-Gancho de sujeción de bolsas
-Mecanismo de giro mediante un pedal
-Mayor apertura de la tapa grande
-Menor ocupación de espacio
-Estética
-4 contenedores de reciclaje
-Mecanismo de giro complejo
-No se ve la distribución de los contenedores con la
tapa cerrada
Total 152,14dm3
Total 79,8 dm3
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 45
Como se muestra en la tabla superior, el diseño exterior no varía mucho de una propuesta a
otra, pero cada uno tiene sus particularidades. El orden por el que están descritas las
alternativas ha sido el mismo por el que se han ido diseñando, esto quiere decir que las
mejoras útiles que se han añadido en un modelo se han aprovechado en el modelo
siguiente. Es por esto por lo que se escogerá la alternativa que cumpla con el mayor número
de especificaciones y requisitos iniciales, teniendo en cuenta los procesos de fabricación
que cada alternativa requiere.
El primer modelo que se descarta es la propuesta 1 puesto que es el posee una mayor
cantidad de limitaciones en comparación con las ventajas. El diseño de la estructura no
maximiza el aprovechamiento del espacio, pues se pierde mucho espacio de
almacenamiento de residuos en comparación con los otros modelos. Esto es claramente
visible cuando se compara el volumen total de almacenaje frente al volumen total que ocupa
el diseño.
Además, no se cumple con el objetivo de una mayor absorción de olores generado ya que
este primer modelo deja esa acción para los materiales de los que se fabricaría. Todas estas
limitaciones hacen que se rechace la primera alternativa, es una propuesta de diseño
mejorable.
A continuación, se hace una comparativa entre los dos modelos restantes – la alternativa 2 y
alternativa 3-, para llegar a la elección de un modelo del que continuará el desarrollo de su
estudio.
Una de las diferencias que presentan es la distribución de los contenedores de reciclaje y
las capacidades de almacenamiento que disponen.
La propuesta 2 da un concepto de distribución basado en el producto 6 del estado del arte -
dos niveles-. Una de las claras ventajas que posee este modelo es que permite la
separación de los residuos en cinco contenedores, es la única alternativa expuesta que da la
posibilidad de depositar envases de vidrio. Debido al diseño de la estructura, la relación
entre el espacio ocupado y la capacidad total destinada para el almacenamiento de los
residuos es la mayor de las tres propuestas, aproximadamente el 62% del volumen que
ocupa el producto es espacio útil para el reciclaje.
La propuesta 3, en cambio, dispone de cuatro contenedores y de un solo nivel, con un 53%
de capacidad de almacenaje del volumen total del producto -casi un 10% menor que el
anterior. Sin embargo, el modelo tiene 10 cm menos de altura que la alternativa 2, lo que se
consigue reducir la ocupación del espacio.
Otra de las diferencias que presentan estos dos modelos es el mecanismo de giro. El
sistema de giro de la alternativa 2 consiste en rotar el mango con la mano; es sencillo, de
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 46
fácil uso, pero podría ser una limitación para el usuario pues se requiere una mano para
realizar el giro. No obstante, al ser un diseño sencillo facilitará los procesos de fabricación.
La propuesta 3 tiene un mecanismo de giro que se acciona con un pedal, al presionar el
pedal, la plataforma gira 90º. Es un mecanismo más complejo, más ergonómico, pero solo
se puede observar la distribución interior de los contenedores con la tapa abierta ya que se
utilizarán materiales opacos. Por lo que si se desea utilizar el contenedor azul, por ejemplo,
sería necesario abrir la tapa y presionar el pedal hasta que se pueda acceder a ese
contenedor. El mecanismo precisa de unos engranajes con dimensiones específicas para
conseguir rotar la plataforma con el pedal. Es un mecanismo complejo que dificultaría los
procesos de fabricación, además de aumentar el coste final del producto.
Por otro lado, ambos consiguen el objetivo de minimizar los olores desprendidos por los
residuos añadiendo un compartimento especial para filtro antiolores, además de que el
material del que estaría fabricado ayudaría a la eliminación completa.
Por lo tanto, las dos alternativas presentan diferentes puntos fuertes y limitaciones, sin
embargo, la segunda propuesta satisface mejor los objetivos que busca este proyecto como
se muestra en la tabla siguiente:
Objetivo Alternativa 2 Alternativa 3
Máximo número de contenedores de
reciclaje
Máxima capacidad de almacenaje respecto
al volumen total
Absorción de olores
Optimización de la ocupación en el espacio
Minimizar número de accesorios añadidos
Procesos de fabricación sencillos
Fig. 6.4.1: Tabla resumen comparativa del cumplimiento de los objetivos del producto de la alternativa
2 y 3
Por todas las ventajas respecto a las otras propuestas, se escogerá la alternativa 2 como
modelo a desarrollar. Así pues, se estudiarán que materiales y procesos de fabricación se
emplearán para poder llevar a cabo un concepto de diseño como este. Se analizará la
propuesta final de diseño una vez estudiados los materiales, se hará un análisis de posibles
proveedores de estos materiales y de posibles empresas que puedan llevar a cabo la
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 47
fabricación del producto. Además, se hará estudio económico del presupuesto del
dispositivo y, finalmente, se comparará la propuesta de diseño final con los dispositivos que
se encuentran ahora en el mercado.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 48
7. Materiales y procesos de fabricación
En esta sección se tratará de estudiar la selección de materiales para la construcción del
producto de estudio de este proyecto, así como los procesos de fabricación y conformación
de las diferentes piezas que componen el elemento final.
Una de las razones por las que se ha escogido la segunda alternativa es debido a que los
procesos de fabricación del mecanismo de giro son más sencillos, y, por lo tanto, más
económicos. Esto facilitará el montaje del modelo final.
Los procesos de fabricación que se llevarán a cabo para la construcción total del cubo de
basura de reciclaje serán procesos productivos industriales. Se clasificará cada elemento
básico de diseño según su función, forma y material para seleccionar el proceso de
fabricación más adecuado.
En general, el estudio de la selección de los materiales y los procesos de construcción de
cada pieza que compone el dispositivo buscará la optimización de los costes totales,
además de las siguientes características:
● Materiales accesibles, fáciles de encontrar.
● Ligeros y resistentes, capaz de aguantar el peso de los residuos.
● Económico.
● Reciclable y que siga manteniendo sus propiedades.
● Capaz de absorber el olor que desprenden los residuos.
● Acabado atractivo.
● Duraderos.
A estas características se le deberá de añadir una serie de requerimientos específicos de
cada uno de los elementos de diseño que compondrá el aparato, y que el material escogido
deberá de cumplir.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 49
7.1. Selección del material y proceso de fabricación para la
estructura exterior
7.1.1. Estudio de materiales
La carcasa exterior, junto con la tapa superior y el cajón del nivel inferior, son los elementos
del cubo de reciclaje que se encargan de recubrir toda la basura vertida en su interior. La
importancia de un acabado superficial sofisticado y atractivo es un factor clave de la
selección del material. Además, se busca un material resistente y capaz de absorber el olor
producido por los residuos que se encuentran en su interior.
Fig. 7.1.1: Los tres elementos de estudio de esta sección; (de izquierda a derecha) cajón inferior,
carcasa exterior y tapa superior
Por otro lado, interesa que se optimice el peso total del producto, siendo lo suficientemente
ligero como para poder mover el elemento final si se desea, y lo suficientemente pesado
como para que sea capaz de girar y soportar todo el peso con firmeza sin llegar a volcar.
Por lo tanto, se buscarán materiales con una densidad medianamente baja.
También se considera como factor el coste por kilogramo del material escogido, se buscará
reducir al máximo el precio por unidad de producto para poder lograr un producto final lo
más económico posible. Por lo tanto, se establece una media de 2 €/kg de material.
Además, se quiere reducir al máximo la huella ecológica que produce la fabricación de este
producto, es por ello por lo que se buscará un material que además sea reciclable, lo que
permitirá fabricar piezas a partir de la mezcla del mismo material natural y reciclado, como
utiliza el modelo 2 del apartado de soluciones existentes.
En cuanto a las características mecánicas, se tendrá que tratar de un material tenaz y rígido,
sobre todo en lo que se refiere a la base, pues debe de ser capaz de aguantar las fuerzas
ejercidas por el peso sin deformarse ni romperse. Se establece que el peso máximo que
debe de aguantar la estructura debido a los residuos almacenados en su interior y la
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 50
estructura interna sea de 16,25 kg15. En cuanto a las características térmicas, buscamos un
material con una baja conductividad térmica, es decir, un material aislante que sea capaz de
absorber los olores desprendidos.
Por lo general, se pueden distinguir dos grandes familias de materiales que se usan en los
cubos de basura disponibles actualmente en el mercado: los metales y los plásticos [10].
El plástico es un material comúnmente utilizado debido a su resistencia a los cambios de
temperatura y a los productos químicos. Principalmente los cubos de basura que se usan en
los hogares y lugares de trabajo son fabricados con tres tipos de plásticos [11]: el
polipropileno (PP), polietileno de alta densidad (HDPE) y el polietileno de baja densidad
(LDPE). Ocasionalmente se usa el acrilonitrilo butadieno estireno, también conocido como
ABS (cubo de basura nº 3 de las soluciones existentes en el mercado), en la fabricación de
cubos de reciclaje domésticos. Todos estos termoplásticos son reciclables.
Por otro lado, en la familia de los metales, se encuentra el acero inoxidable cuyas
características y acabado superficial hace que sea el metal más común que se usa para la
estructura exterior de la mayoría de los cubos de basura metálicos domésticos ya que
asegura que no se deteriore al contacto con determinados tipos de residuos.
A continuación, se expone una tabla comparativa con diferentes materiales frecuentemente
utilizados en cubos de basura domésticos que podrían ser aptos para la estructura exterior
del diseño. Los factores para comparar son los siguientes: densidad (kg/dm3), precio (€/Kg),
reciclabilidad y la conductividad térmica (W/mK).
Material Densidad (g/cm3)
Precio (€/kg) Reciclable Conductividad térmica a 23C
Acero inoxidable 7,85 1,5-2,5 Si 16,3
PP 0,9 0,916 Si 0,1-0,22
HDPE 0,95 0,98 Si 0,45-0,52
LDPE 0,92 0,93 Si 0,33
15 2,5 pers/hogar x 1,3kg basura/día pers x 3 días de almacenaje + 6,5kg estructura interna = 16,25kg
16 Plastic Portal https://www.plasticportal.eu/en/polymer-prices/lm/14/
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 51
ABS 1,05 1,54 Si 0,35
Fig. 7.1.2: Comparativa de cinco posibles materiales en función de la densidad, precio por kilogramo,
reciclabilidad y conductividad térmica a 23ºC
Como se puede observar en la tabla, todos los materiales termoplásticos cumplen con la
mayoría de las características requeridas del material a utilizar:
✓ Son materiales accesibles.
✓ Ligeros y resistentes: baja densidad y alta resistencia química y térmica.
✓ Económicos: precio por kilo mucho menos que el acero inoxidable.
✓ Reciclables: fáciles de procesar, al fundirse se pueden volver a utilizar en otras
aplicaciones.
✓ Absorben los olores: son buenos aislantes.
Sin embargo, para la elección del correcto plástico, se compara las aplicaciones concretas
de cada uno en lo que se refiere a su uso como contenedor:
● El polietileno de baja densidad (LDPE) se utiliza generalmente para contenedores de
basura de gran capacidad (150 - 250 L) por su dureza y resistencia al agua, al clima
y a los impactos [11].
● El polietileno de alta densidad (HDPE), sin embargo, se utiliza para fabricar
contenedores de basura exteriores de lados rígidos debido a su resistencia a la
radiación ultravioleta [11].
● El ABS se usa para contenedores pequeños, sin embargo, se descarta esta opción
pues es un plástico cuya elaboración y procesamiento es más complejo, lo que hace
que sea más costoso y denso [12].
● El PP se utiliza en productos de uso diario, especialmente, para botes de basura de
interior. Es el menos costoso de los plásticos, también el más rígido, con menor
densidad y ligeramente más duradero que el HDPE y el LDPE [11].
No obstante, dentro de este grupo de termoplásticos destaca el polipropileno (PP), además
de por su menor densidad y bajo coste, también por su resistencia al uso, a las cargas y su
facilidad de moldear y colorear.
Sin embargo, en la estructura exterior del diseño no solo se busca un material ligero y
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 52
resistente con bajo coste, sino que también se busca un acabado de la pieza de calidad y
atractivo, que puede que se consiga de manera más adecuada si se usa un acero
inoxidable.
En conclusión, se usará el PP y el acero inoxidable para la fabricación de la estructura
exterior del producto logrando así las características que se buscaban de esta parte del
diseño. El diseño tendrá una apariencia exterior similar al cubo de basura nº5 de las
soluciones existentes en el mercado:
1. Se usará el acero inoxidable satinado de espesor 0,3 mm para recubrir la carcasa y
la cara exterior del cajón inferior logrando un acabado sofisticado uniforme,
resistente a las huellas y manchas, resistente a la corrosión, robusto y de larga vida.
2. El polipropileno se utilizará como material que dará la forma a la estructura interna, el
cajón, la base y las tapas superiores. En concreto, se fabricarán las piezas con PP
reciclado mixto, un 20% será PP reciclado frente a un 80% de PP natural.
El peso total de la estructura exterior será aproximadamente de 10,85 kg teniendo en cuenta
las densidades mostradas en la figura 7.1.2 y el volumen de cada componente evaluado en
esta sección.
7.1.2. Proceso de fabricación
Una vez hecha la selección de los materiales que se vayan a utilizar, se procede a la
descripción de los procesos de fabricación de los elementos. Se utilizará un proceso de
moldeo por inyección compacto en aquellas piezas hechas de polipropileno y un corte con
láser para la chapa de acero inoxidable pulido que recubre la carcasa exterior y cajón
inferior.
Para los componentes que usan material termoplástico, se descarta la opción de fabricarlos
con impresoras 3D pues se tratan de estructuras con dimensiones muy elevadas, lo que
supone un tiempo de producción demasiado largo en comparación con el fabricado por
inyección en molde.
El moldeo por inyección de plásticos consiste en la fundición de los gránulos de polímeros
termoplásticos que se inyectan a presión en la cavidad de un molde, que rellenan y
solidifican para crear la pieza final [13]. Este proceso de fabricación permite realizar piezas
iguales usando un mismo molde, lo que permitirá una producción más eficaz y uniforme.
Cabe destacar que se trata de un proceso de elevado coste si el objetivo es la producción
de un número de piezas bajo. No obstante, si se desea la producción en serie de una
elevada cantidad de unidades, este coste se verá amortizado.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 53
Fig. 7.1.3: Máquina de inyección por moldeo de termoplásticos17
La lámina de acero inoxidable de 0,3 mm será del tipo AISI 304, pues se trata de un acero
inoxidable usado comúnmente en la industria de alimentos y bebidas [14], y se puede
encontrar en cualquier cocina.
Para ahorrar tiempo y costes, se utilizará una única lámina para la estructura exterior
completa que será cortada con láser para obtener la geometría deseada para el cajón y para
la carcasa.
Fig. 7.1.4: Corte con láser de la lámina de acero inoxidable
La lámina tendrá una de las caras satinadas que corresponde a la que dará hacia el exterior.
A la otra cara se le deberá de aplicar el pegamento para recubrir la superficie de la pieza de
polipropileno. Al ser una lámina muy fina, esta se adapta y moldea fácilmente a la forma de
la estructura interna fabricada con polipropileno. Por lo tanto, no se necesita el uso de otras
máquinas como la curvadora y la plegadora.
17 Fadiplast - ¿Qué es la inyección de plástico? https://fadiplast.com/inyeccion-de-plastico/
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 54
7.2. Selección de material y proceso de fabricación para los
contenedores de reciclaje
Los contenedores de reciclaje interesan que sean ligeros y resistentes, ya que tendrán que
aguantar el peso de la basura que se vierte. Tan importante, será la capacidad de absorción
de olores y la resistencia química a aceites y productos de limpieza.
En general, un habitante genera 1,3 kg de basura al día, sin embargo, el esfuerzo que el
material de cada contenedor deberá de soportar dependerá del contenido de residuos que
se vierta en él y la capacidad que tenga cada uno. No obstante, se pondrá como peso
máximo unos 4,3 kg18 por contenedor de media, por lo que los materiales que se tratarán en
este estudio no presentan una deformación elástica significativa, y, por consiguiente,
plástica.
Como se muestra en el diseño, se buscará un material que se encuentre disponible en
diferentes colores para hacer así una diferenciación de la basura que van en cada
contenedor y obtener un reciclaje más eficiente.
Fig. 7.2.1: Contenedores de reciclaje de orgánico (rojo) y papel y cartón (azul)
Teniendo en cuenta los materiales descritos en la tabla 7.1.2 de la sección anterior, se
descarta el uso de metales debido a su alta densidad y precio por kilo, una mejor opción
será un material termoplástico. Habiendo descrito anteriormente los distintos tipos de
plásticos posibles para la fabricación de estas piezas, se utilizará el polipropileno (PP) como
el material más adecuado para los elementos a tratar en este apartado. Se trata del material
menos denso, menos costoso y mayor facilidad de moldeo dentro de los termoplásticos,
especialmente utilizado para este tipo de piezas domésticas debido a sus propiedades ya
descritas. Además, se encuentra disponible en una amplia variedad de colores (Fig. 7.2.2),
dentro de los cuales se encuentra los necesarios para este diseño.
18 1,3 kg/día pers x 0,44 orgánica x 2,5 pers/hogar x 3 días almacenaje = 4,29 kg
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 55
Fig. 7.2.2: Polipropileno de distintos colores
El proceso de fabricación será el mismo ya descrito, moldeo por inyección. En este proceso
se fusionará el material natural con el reciclado junto con los colorantes o aditivos para luego
forzarlos bajo presión dentro de un molde. Cada uno de los cubos de reciclaje dispondrá de
un propio molde debido a que tienen medidas diferentes. Es un fácil proceso que acabará
con una pieza final con baja densidad, alto brillo y rigidez, resistencia térmica y química.
Cabe destacar que no se ha escogido la impresión 3D como proceso de fabricación por los
mismos motivos que en el apartado anterior.
7.3. Selección de material y proceso de fabricación para la
plataforma rotatoria
La plataforma rotatoria es el esqueleto que hará de soporte
de tres de los cubos de reciclaje. Básicamente se compone
de un disco inferior con tres agujeros perforados para
atornillar las ruedas, tres láminas rectas y una circular que
sirven de sujeción y separación los contenedores de
plástico, orgánico y general, y un tubo vertical que equivale
al eje de giro (ver Fig. 7.3.1).
Para este elemento del diseño, se buscará un material ligero y rígido, capaz de sostener
cada cubo y con su contenido, y que sea fácil soldar las piezas para conseguir la estructura
completa. Además, deberá de ser fácilmente perforable para la realización de los agujeros
necesarios para atornillar las ruedas que permitirán el giro de la plataforma.
Siguiendo la misma lógica de la sección anterior, se reduce la selección de materiales a solo
los termoplásticos por todas las buenas propiedades que ofrecen. Se descarta tanto el
polietileno de alta densidad como el polietileno de baja densidad pues son materiales mucho
más flexibles frente al PP. Este último es mucho más rígido y duro, menos denso y costoso.
Fig. 7.3.1: Estructura de la plataforma
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 56
Por lo tanto, se escogerá el polipropileno como material para fabricar la plataforma, se
minimizará al máximo el peso total del diseño, uno de los objetivos del proyecto.
Una posible opción del fabricado del elemento a tratar es separarlo en piezas más sencillas
y posteriormente soldarlas. Esto lleva a que cada pieza tenga distintos procesos de
conformado. Mediante un proceso de extrusión se obtiene el tubo que hace de eje de
rotación. El proceso de extrusión es un proceso similar al moldeo por inyección, consiste en
hacer pasar el material termoplástico a través de un conducto por el cual se va calentando
hasta ser forzado por un orificio con la sección de forma deseada [15]. El tubo se soldará
posteriormente con láminas del espesor deseado que han sido previamente cortadas con
láser de la forma correspondiente (disco, cilindro o rectangular).
Otro proceso posible sería fabricar el conjunto inferior del elemento mediante moldeo por
inyección, y posteriormente soldar un tubo de polipropileno de las medidas deseadas.
obteniendo una única pieza sin necesidad de uniones posteriores.
Una vez obtenida la pieza, se realizará un taladrado de la superficie inferior con el objetivo
de obtener los tres agujeros que se precisan para atornillar las ruedas.
7.4. Selección de material y proceso de fabricación para los
accesorios
Se entiende como accesorios a aquellas piezas que sirven de unión de los elementos
descritos, como pueden ser tornillos o bisagras, y aquellas piezas necesarias para el
mecanismo de giro de la plataforma, como son las ruedas, la guía circular y el mango.
1. Bisagras: Se utilizarán bisagras para permitir la apertura de las tres tapas superiores
dan acceso a los distintos compartimentos: el compartimento de almacenaje de las
bolsas de basura -tapa A-, el compartimento del extrusor de latas - tapa B-, y el
orificio para verter los residuos en el cubo de reciclaje deseado -tapa C-.
Los materiales de fabricación utilizados para las bisagras se concentran en los dos
mismos grupos: plásticos y metales [16]. Sin embargo, con el objetivo de minimizar
los costes y reducir la cantidad de material necesario, se ha decidido incorporar al
diseño de cada tapa unas bisagras de tipo libro (ver fig. 7.4.1 y 7.4.2) [18], por lo que
el material seleccionado será el polipropileno.
Por otro lado, se utilizarán varillas de acero de 0,5 mm de diámetro para la conexión
de las bisagras.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 57
Fig. 7.4.1: Bisagra tipo libro (tapa A izquierda y tapa C derecha)
Fig. 7.4.2: Incorporación de bisagras al diseño de la tapa A
2. Ruedas: En este modelo se precisan de tres ruedas idénticas que serán las
encargadas de hacer posible el giro de la plataforma, y harán de soporte del peso
que provocan los residuos almacenados en los contenedores amarillo, rojo y gris.
Por lo tanto, se busca un material con las siguientes propiedades:
• Gran resistencia a la corrosión y al desgaste.
• Alta resistencia a la rodadura y al ruido de movimiento, para que el giro de la
plataforma sea firme.
• Capacidad de carga capaz de soportar el peso de los residuos. Se estima
que, de media, cada contenedor tiene 4 kg de residuos almacenados como
máximo, lo que hace que las tres ruedas tengan que ser capaces de soportar
aproximadamente 15,2 kg19 en total.
Las ruedas que se emplearían son similares a la Fig. 7.4.3. Consta de dos tornillos,
un soporte y el núcleo de la rueda. El tornillo superior será el empleado para unir la
19 4,3 kg/basura contenedor x 3 contenedores + 2,23 kg contenedores = 15,13 kg
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 58
rueda a la plataforma giratoria. Se escogerá el acero inoxidable de calidad A2 como
material que se usará para los tornillos [18].
Fig. 7.4.3: Visualización del conjunto completo de la rueda
Los materiales más comunes que se utilizan para las ruedas son el poliuretano, el
polipropileno y la poliamida, en concreto el nylon [19]. Estos tres materiales cumplen
todas las propiedades requeridas, sin embargo, para este diseño se buscan unas
ruedas de aproximadamente 30 mm de diámetro con una capacidad de carga baja y
ligeras. Por lo tanto, se recomienda escoger un material plástico, como es el
polipropileno que son capaces de soportar una carga entre 20 y 30 kg cada una.
3. Guía: La guía consiste en la pieza que dirige el recorrido de las ruedas.
Fig. 7.4.4: Imagen de la guía (izquierda) y corte de sección (derecha)
Se selecciona un material plástico para la fabricación de la guía por sus
características que presentan:
• buen comportamiento ante el desgaste y rodadura
• bajo coeficiente de rozamiento
• elevada resistencia a la abrasión en condiciones de funcionamiento seco.
• buena resistencia a la corrosión
Tornillos
Núcleo rueda
Soporte
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 59
• Ligeros
• generar baja fricción y calor
Teniendo en cuenta el objetivo de minimizar los costes finales del producto, se ha
decidido seguir utilizando el mismo material que se ha seleccionado a lo largo de
este apartado: el polipropileno. Con esto, se consigue mejores precios por parte de
los proveedores en la cantidad de material que se utiliza para fabricar el producto, al
necesitar prácticamente dos materiales distintos, acero inoxidable y polipropileno,
cuanta más cantidad de material que se compran, menor el precio por kilogramo,
además se ahorra en costes de transporte pues se compraría el PP a un único
proveedor.
4. Mango: consiste en una pieza que se enrosca en la parte superior de la plataforma y
se utiliza para girarla según el contenedor de reciclaje se desea utilizar.
Fig. 7.4.5: Mango para girar la plataforma
Se trata de una pieza de dimensiones pequeñas que se puede fabricar mediante la
fundición aditiva. Se ha descartado, igualmente, la impresión 3D pues significaría un
coste añadido a la maquinaria de mecanizado necesario e implicaría aumentar el
tiempo de producción total. Por lo tanto, se escogerá PP como material y moldeo por
inyección como proceso de fabricación. Utilizar el mismo material que en las otras
piezas optimizaría los costes de la materia prima. Además, la cara superior será
pintada con los colores de los contenedores de reciclaje para conocer la disposición
interior de estos sin necesidad de abrir la tapa.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 60
8. Propuesta definitiva
Una vez hecha la comparativa de alternativas y haber escogido la segunda propuesta como
modelo, se ha realizado un estudio de forma exhaustiva de los materiales con los que se
podría fabricar el producto. A continuación, se presentará la propuesta definitiva de diseño.
El cubo de reciclaje se trata de un producto doméstico que incluso se podría categorizar
dentro del grupo de muebles para el hogar. Es por ello por lo que se busca una estética y
ergonomía tanto exterior como en la estructura interior. Por lo tanto, se propondrán una serie
de versiones del mismo producto, pero con colores diferentes personalizables. Este tipo de
personalización se podría dar tanto en el color de los contenedores de reciclaje interiores
como en color del material utilizado para recubrir la superficie exterior del cuerpo del cubo.
Como resultado, se obtendría un producto acorde a los gustos del usuario y complementario
con el entorno doméstico.
Dicho esto, cabe aclarar que esta propuesta ‘definitiva’ se trata de un modelo a seguir. Las
versiones que se presentan son una muestra del proceso a seguir si se quiere comercializar
este tipo de producto. Cada una de las versiones reunirá un acabado estético idóneo para
diferentes compradores.
Se empezará por la presentación del diseño original. El cuerpo del cubo estará fabricado de
acero inoxidable satinado de color gris en su exterior y de polipropileno negro en su interior.
Toda la estructura interior será de polipropileno negro a excepción de los contenedores de
reciclaje, que cada uno será fabricado de un determinado color según el tipo de residuos
que se vierten en él. Esta diferenciación por colores aumentará la eficiencia del reciclaje
doméstico, haciéndolo más intuitivo.
Fig. 8.1: Cubo de basura de acero inoxidable gris con contenedores de reciclaje por colores
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 61
Fig. 8.2: Imágenes laterales del cubo de basura de acero inoxidable gris
Otra opción de acabado superficial diferente disponible sería utilizar acero inoxidable
satinado negro, con el interior de polipropileno negro y los contenedores de reciclaje de un
mismo color. Que los contenedores de reciclaje sean de un mismo color posibilita al usuario
a adaptar la capacidad que proporciona cada contenedor según los residuos que este
genere. Este modelo está pensado para aquellos que buscan un producto con una estética
más moderna y minimalista.
Fig. 8.3: Imágenes del diseño de acero inoxidable negro con contenedores de reciclaje de un único
color
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 62
La última presentación de modelo sería una alternativa de este cubo de reciclaje ‘low cost’,
especialmente para los usuarios que buscan un producto efectivo, pero también más
económico. Para ello, la estructura exterior sería fabricada únicamente de polipropileno sin
recubrimiento con una lámina de acero inoxidable. Se conseguiría un producto con menor
costes de material, puesto que el PP es más económico que el acero inoxidable (Figura
7.1.2); sin embargo, tendrá un acabado de menor calidad. Además, reduciría el peso total
del producto.
Fig. 8.4: Imágenes del diseño de polipropileno gris con contenedores de reciclaje por colores
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 63
9. Planificación y Estudio Económico
9.1. Ingeniería previa
La ingeniería previa corresponde a todo el trabajo que se ha tenido que llevar a cabo para el
desarrollo del proyecto de fin de grado por parte del ingeniero.
9.1.1. Planificación
A continuación, se muestra un diagrama de Gantt con la planificación que se ha seguido
para el desarrollo completo del proyecto, empezando con la elección del tema hasta llegar a
la redacción completa de la memoria:
Fig. 9.1.1: Diagrama de Gantt de la planificación de la ingeniería previa
9.1.2. Estudio económico
Para el cálculo de los costes correspondientes a la ingeniería previa del proyecto, se hará un
estudio económico desde el punto de vista de ingeniero del proyecto.
Se trata de un proyecto de fin de grado que equivale a 12 ECTS, en el que cada crédito
corresponde a 25h de trabajo. Este trabajo, como se puede observar en la Fig. 9.1.1, dura
aproximadamente un cuatrimestre, lo que correspondería unas 300h para la realización
completa del proyecto.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 64
Además, el asesor o director del proyecto se estima que dedica unas 30h/cuatrimestre en el
total al trabajo.
Precio hora (€/h) Tiempo trabajado (h) Coste (€)
Ingeniero de proyecto 45,00 €/h 300 h 13.500,00 €
Asesor de proyecto 80,00 €/h 30 h 2.400,00 €
Coste total del proyecto - - 15.900,00 €
Fig. 9.1.2: Tabla resumen de los costes correspondientes a la ingeniería previa
Por lo tanto, se estima que los costes de ingeniería previa suponen un total de 15.900 €.
9.2. Producción
9.2.1. Planificación
En cuanto al proceso de producción, se ha realizado una planificación que estima la
duración de dicho proceso desde la creación del diseño hasta la venta completa del primer
lote producido.
Cabe destacar que el tiempo estimado en realizar cada etapa del proceso puede variar
según diferentes factores como puede ser la cantidad de mejoras en el diseño funcional o la
cantidad de productos producidos por lote.
A continuación, se presenta un diagrama de Gantt con dicha planificación:
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 65
Fig. 9.2.1: Diagrama de Gantt de la planificación del proceso de producción
9.2.2. Estudio económico
En este apartado, se realizará los cálculos de los costes de proceso de producción
completo. Se hará un estudio detallado de los gastos en concepto de salarios de ingenieros
y director de proyecto, el coste de la materia prima, el mecanizado, transporte y almacenaje
según la cantidad de unidades producidas.
Costes de Ingeniería
Primero, se ha hecho una tabla de los gastos que componen la realización de este proyecto.
Esto varía si el proyecto es realizado de manera autónoma dirigido por el proyectista ajeno a
una empresa, o, en caso contrario, si está llevado a cabo por ingenieros y director que
trabajan para la empresa. Por lo tanto, el salario del ingeniero, asesor y director serán
diferentes si se trata de un caso u otro. Para calcular el sueldo bruto anual de estos, se
tendrá que multiplicar el precio/hora por las horas anuales trabajadas.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 66
Coste bruto anual (€/año) Precio hora (€/h)
Ingeniero empresa 35.000,00 €/año 20,83 €/h
Ingeniero proyecto 54.000,00 €/año 60,00 €/h
Asesor y director empresa 50.000,00 €/año 29,76 €/h
Asesor y director proyecto 9.000,00 €/año 100,00 €/h
Fig. 9.2.2: Tabla con el coste bruto anual y precio por hora del ingeniero y asesor/director del proyecto
y empresa.
Desde el punto de vista de la empresa, se considera que se trata de un ingeniero que
trabaja a jornada completa, por lo que se estima que al año trabaja 1680 horas20.
Desde el punto de vista del ingeniero del proyecto, se tendrá de referencia las horas
destinadas al trabajo de fin de grado. Se trata de un proyecto que equivale a 12 ECTS, en el
que cada crédito corresponde a 25h de trabajo. Este trabajo dura aproximadamente un
cuatrimestre, lo que daría unas 300h/cuatrimestre. Por lo tanto, únicamente para este
proyecto, se necesitarán 900 horas anuales por parte del ingeniero. Además, el asesor o
director del proyecto se estima que dedica unas 30h/cuatrimestre en el total al trabajo, lo
que serían un total de 90h/año.
Coste de materiales
En la segunda parte del análisis del presupuesto, se calcula el precio que costaría la materia
prima necesaria para la fabricación de diferentes cantidades de unidades por lote. A
continuación, se expone en una tabla detallada las partes que componen el cubo de basura
de reciclaje, con las medidas, los materiales, proveedores y precios estándares.
20 40 h/semana x 42 semanas/año = 1680 h/año
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 67
Pieza Medidas Proveedor Precio unitario
Precio
Tapas superiores
Polipropileno negro
Varillas de acero para las bisagras
2,024 kg
568 mm x diám. 2,5 mm
20% de PP reciclado por Krishna International 21
80% de PP virgen por Guangdong Luhua New Material Technology Co., Ltd.22
Graupner23
2,79 €/kg
2,09 €/kg
1,42 €/m
4,51 €
1,42 €
Carcasa exterior y cajón inferior
Lámina de acero 0,3 mm de grosor
Polipropileno negro
Aprox.: 0,3 x 700 x 1.790
mm
5,877 kg
GoodFellow24
20% de PP reciclado por Krishna International
80% de PP virgen por Guangdong Luhua New Material Technology Co., Ltd.
32,00 €/ud
2,79 €/kg
2,09 €/kg
32,00 €
13,11 €
Contenedores de reciclaje
Polipropileno azul
Polipropileno verde
Polipropileno amarillo
Polipropileno rojo
Polipropileno gris claro
1,02 kg
1,21 kg
1,00 kg
0,613 kg
0,613 kg
20% de PP reciclado por Krishna International
80% de PP virgen por Guangdong Luhua New Material Technology Co., Ltd.
2,79 €/kg
2,09 €/kg
2,27 €
2,70 €
2,23 €
1,37 €
1,37 €
Plataforma giratoria
Rueda
3 unidades
Zhongshan Xinjin Metal Products Co., Ltd25
0,20 €/ud
0,60 €
21 Krishna International https://scrapo.com/p/15025/pp-recycled-granules
22 Guangdong Luhua New Material Technology Co., Ltd
https://foshanluhua.en.alibaba.com/?spm=a2700.md_es_ES.cordpanyb.2.2609447a6b8sZb
23 Graupner https://rc-innovations.es/brand/graupner
24 GoodFellow http://www.goodfellow.com
25 Zhongshan Xinjin Hardware Products Co., Ltd. https://spanish.alibaba.com/product-detail/1-5-inch-
38mm-thread-stem-pp-plastic-caster-wheels-
2026347136.html?spm=a2700.galleryofferlist.0.0.33d7356dwxMwKy&s=p
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 68
Polipropileno negro 2,925 kg 20% de PP reciclado por Krishna International
80% de PP virgen por Guangdong Luhua New Material Technology Co., Ltd.
2,79 €/kg
2,09 €/kg
6,52 €
Total 68,10 €
Fig. 9.2.3: Tabla con piezas, medidas, proveedores y precios para una unidad
La tapa superior consiste en la tapa extraíble, las dos tapas pequeñas simétricas, la tapa del
compartimento de los filtros y la tapa grande que da acceso a los contenedores de reciclaje.
Todas estas piezas se fabrican del mismo material y color -polipropileno negro- y la cantidad
necesaria sería de unos 2,024 kg en total. Además, se incluyen las varillas de acero
necesarias para las bisagras; como el proveedor vende varillas de 1 metro de largo, se
deberá de comprar la barra entera, aunque solo se necesite un poco más de medio metro.
En cuanto a la carcasa exterior y cajón inferior, ambas piezas están compuestas por una
lámina de acero inoxidable satinado de 0,3 mm de grosor que recubre la estructura
fabricada con polipropileno negro.
Para los contenedores de reciclaje, se necesitan diferentes cantidades de materia prima de
diferentes colores según el tipo de residuo que se vierta en cada cubo, como se muestra en
la tabla 9.2.3.
Por último, la plataforma giratoria consta de la estructura que sirve de soporte para los
contenedores de reciclaje, la guía circular por donde se desplazan las ruedas, el mango y
tres ruedas que permiten el giro. Estas tres primeras piezas están fabricadas con el mismo
material y se necesitará un total de casi 3 kg de polipropileno negro.
En cuanto las ruedas, tienen un precio de 0,20 € la unidad y como cada diseño necesita
tres, eso dará un total de 0,60 € el pack. Cabe destacar que en el precio viene incluido los
tornillos y el soporte de las ruedas.
En total, se necesitará para un solo producto 10,83 kg de PP negro, 1,02 kg de PP azul,
1,21 kg de PP verde, 1,00 kg de PP amarillo, 0,613 kg de PP rojo y 0,613 kg de PP verde,
tres ruedas, una varilla de acero de 0,57 m y una lámina de acero inoxidable satinado con
las dimensiones ya especificadas en la tabla 9.2.3.
Contando que únicamente se compra material para un producto, se obtiene un precio
unitario del material de 68,10 €. Este precio es elevado debido a que se emplearía para la
construcción de un solo prototipo. Los costes de la materia prima se verán reducidos en
cuanto se comience a fabricar mayores cantidades de unidades por lote (ver Fig. 9.2.4).
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 69
Unidades Precio Unidades Precio Unidades Precio Unidades Precio
1,00 10.000 50.000 100.000
lamina acero (m) 1,79 32,00 € 17.900,00 13.680,00 € 89.500,00 68.400,00 € 179.000,00 136.800,00 €
PP negro (kg) 10,83 24,14 € 108.260,00 106.311,32 € 541.300,00 416.801,00 € 1.082.600,00 604.090,80 €
PP verde (kg) 1,21 2,70 € 12.100,00 11.882,20 € 60.500,00 46.585,00 € 121.000,00 67.518,00 €
PP rojo (kg) 0,61 1,37 € 6.130,00 6.019,66 € 30.650,00 23.600,50 € 61.300,00 34.205,40 €
PP gris (kg) 0,61 1,37 € 6.130,00 6.019,66 € 30.650,00 23.600,50 € 61.300,00 34.205,40 €
PP azul (kg) 1,02 2,27 € 10.200,00 10.016,40 € 51.000,00 39.270,00 € 102.000,00 56.916,00 €
PP amarillo (kg) 1,00 2,23 € 10.000,00 9.820,00 € 50.000,00 38.500,00 € 100.000,00 55.800,00 €
Ruedas (uds) 3,00 0,60 € 30.000,00 6.000,00 € 150.000,00 27.000,00 € 300.000,00 45.000,00 €
Varilla de acero (m) 0,568 1,42 € 5.680,00 71.000,00 € 28.400,00 298.200,00 € 56.800,00 482.800,00 €
Total 68,10 € 240.749,24 € 981.957,00 € 1.517.335,60 € Precio unitario 68,10 € 24,07 € 19,64 € 15,17 €
Fig. 9.2.4: Tabla con los precios desglosados y el precio unitario para 1 unidad, 10.000, 50.000 y 100.000 unidades.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 70
Costes de mecanizado
El mecanizado consiste en moldeo por inyección para los elementos fabricados con
polipropileno y corte con láser de la chapa de acero inoxidable.
El moldeo por inyección es un proceso de producción con elevado coste pues requiere un
molde específico para cada pieza distinta. Esto implica que para este diseño se necesiten 16
moldes diferentes. Por lo tanto, si se busca fabricar una única unidad o cantidades
pequeñas de lote, el precio se elevaría drásticamente.
Sin embargo, si el propósito que tiene la empresa o el autónomo de este proyecto es crear
un producto pensado para comercializarse a gran escala, y, por lo tanto, producir grandes
cantidades de unidades, la mejor opción sería hacer una inversión en la maquinaria
necesaria. A continuación, se muestra del coste de la inversión inicial en la maquinaria:
cantidad Precio unitario Precio
Moldes
1. tapa superior 5 7.500,00 €/ud 37.500,00 €
2. contenedores de reciclaje 4 7.500,00 €/ud 30.000,00 €
3. Mango 1 6.500,00 €/ud 6.500,00 €
4. Plataforma 2 7.500,00 €/ud 15.000,00 €
5. Guía 1 6.500,00 €/ud 6.500,00 €
6. Cajón inferior 1 6.500,00 €/ud 6.500,00 €
7. Estructura exterior 2 9.000,00 €/ud 18.000,00 €
Máquina inyección
1. Capacidad pequeña 2 7.500,00 €/ud 15.000,00 €
2. Capacidad mediana 4 20.000,00 €/ud 80.000,00 €
3. Capacidad grande 2 50.000,00 €/ud 100.000,00 €
Total 315.000,00 €
Fig. 9.2.5: Tabla resumen de la inversión inicial en la maquinaria
Cada pieza requerirá la fabricación de un molde específico. Para obtener un molde correcto,
es preciso realizar un diseño previo, una primera fabricación, testar el primer molde,
rediseñar el molde con las correcciones necesarias y, por último, fabricar el molde definitivo.
Es un proceso largo y costoso, por lo que implica un coste elevado. Cada molde tendrá un
precio distinto según la complejidad de la geometría y tamaño.
Además, se requerirán máquinas de diferentes tamaños para fabricar piezas de distintas
dimensiones y cantidad de material que requieren.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 71
Para la chapa de acero inoxidable, su mecanizado consistirá en el corte láser para obtener
la lámina del cajón y la del cuerpo del cubo. Inicialmente, la fabricación de una unidad
saldría a 15 €, sin embargo, al igual que los costes de la materia prima, el coste total de
mecanizado se reducirá cuando aumente la producción.
1 10.000 50.000 100.000
Inyección 315.000,00 € 315.000,00 € 315.000,00 € 315.000,00 €
Corte con laser 15,00 € 120.000,00 € 700.000,00 € 1.350.000,00 €
Total 315.015,00 € 435.000,00 € 1.015.000,00 € 1.665.000,00 €
Precio unitario 315.015,00 €/ud 43,50 €/ud 20,30 €/ud 16,65 €/ud
Fig. 9.2.6: Tabla de precios totales y unitarios del proceso de mecanizado para 1 unidad, 10.000,
50.000 y 100.000 unidades
Coste de almacenaje y transporte
En la tercera parte del estudio económico se calcula el precio que costaría el almacenaje y
transporte del producto que se fabrica en función de las unidades por lote que se produce.
Se evaluará para lotes de 1 unidad, 10.000 unidades, 50.000 y 100.000 unidades
En cuanto al precio de almacenaje, se basa en el volumen total que ocupa el producto,
aproximadamente 0,17 m3. Los costes de almacenaje de una única unidad se pueden
considerar nulos, ya que se podría tener en domicilio de un particular dando uso de su
función. Actualmente, el precio de alquiler mensual por m2 en Barcelona se estima de unos
17,45 €. Sin embargo, para un lote mayor será necesario alquilar un almacén o nave
industrial para poder almacenar todos estos productos. Se hace el cálculo del precio unitario
para cada lote teniendo en cuenta el precio por volumen; este valor irá disminuyendo a
medida que aumente la cantidad de productos de producción, y, por consiguiente, el espacio
usado.
En cuanto al precio de transporte, también hay que tener en cuenta los m3 que ocupa
individualmente cada cubo de reciclaje. Debido a las medidas y peso del producto, se
requeriría alquilar un camión para el traslado de la fábrica al almacén o a las tiendas de
venta. El precio diario para alquilar un camión es de unos 150 €, precio que puede variar
según la cantidad de kilómetros recorridos y días alquilados.
Cada camión de capacidad de 50 m3 tendrá un espacio disponible para transportar 294
productos, lo que implicaría realizar tantos trayectos como sean necesarios para transportar
el lote de productos completo. Por lo tanto, el precio unitario de transporte varía según la
cantidad de unidades del lote que se quiera transportar.
Para transportar una única unidad, se descarta alquilar un camión. Se podría transportar en
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 72
el coche de un particular de la empresa o autónomo del proyecto, lo que supone que el
coste del transporte sea solo la gasolina gastada.
La siguiente tabla resumen recoge todos los costes de material, mecanizado, almacenaje y
transporte descritos anteriormente, para 1 unidad, 10.000, 50.000 y 100.000 unidades.
1 10.000 50.000 100.000
ALMACENAJE
Volumen (m3) 0,17 m3 1.700 m3 8.500 m3 17.000 m3
Precio total 2,97 €/mes 12.000 €/mes 45.305 €/mes 50.168 €/mes
Precio unitario 17,45 €/m3 7,06 €/m3 5,33 €/m3 2,95 €/m3
TRANSPORTE26
Desplazamientos (n) 1 35 171 341
Precio total 5,50 € 2.223,01 € 9.232,29 € 16.818,12 €
Precio unitario 5,50 €/n 63,52 €/n 53,99 €/n 49,32 €/n
Fig. 9.2.7: Tabla precios de almacenaje y transporte para 1, 10.000, 50.000 y 100.000 unidades.
Presupuesto total del proyecto
Todos estos gastos quedan resumidos en las siguientes tablas (Fig. 9.2.8 y 9.2.9), donde se
muestra el presupuesto total del proyecto. La primera tabla corresponde al presupuesto que
supondría llevar a cabo el proyecto como autónomo, ofreciendo los servicios a un tercero; la
segunda, corresponde al presupuesto que supondría si fuese una empresa quien llevase a
cabo el proyecto.
PROYECTO Concepto Proveedor Unidades Precio unitario Total
Ingeniería Dirección Director 30 h 100,00 €/h 3.000,00 €
Análisis Ingeniero 80 h 60,00 €/h 4.800,00 €
Diseño Ingeniero 150 h 60,00 €/h 9.000,00 €
Desarrollo Ingeniero 120 h 60,00 €/h 7.200,00 €
Total 380 h 24.000,00 €
26 Furgonetas Demetrio https://furgonetasdemetrio.com/3-nuestros-vehiculos
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 73
Producción Materia prima Varios 1 68,10 €/ud 68,10 €
Mecanizado prototipo
Varios 1 315.015,00 €/ud 315.015,00 €
Logística Transporte Particular 1 5,5 €/n 5,5 €
Almacenaje Particular 1 17,45 €/m3 2,97 €
Total 339.091,57 €
Fig. 9.2.8: Presupuesto proyecto
EMPRESA Concepto Proveedor Unidades Precio unitario Total
Ingeniería Dirección Director 30 h 29,76 €/h 892,80 €
Análisis Ingeniero 80 h 20,83 €/h 1666,40 €
Diseño Ingeniero 150 h 20,83 €/h 3124,50 €
Desarrollo Ingeniero 120 h 20,83 €/h 2499,60 €
Total 380 h 8183,30 €
Producción Materia prima Varios 1 68,10 €/ud 68,10 €
Mecanizado prototipo
Varios 1 315.015,00 €/ud 315.015,00 €
Logística Transporte Empresa 1 5,5 €/n 5,5 €
Almacenaje Empresa 1 17,45 €/m3 2,97 €
Total 323.274,87 €
Fig. 9.2.9: Presupuesto empresa
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 74
Cálculo del PVD y PVP
Una vez conocido el presupuesto del proyecto, se procede a la última parte del análisis que
consiste en establecer el PVD (precio de venta al distribuidor) y PVP (precio de venta al
público). Para el cálculo de estos precios, no solo se tiene en cuenta la producción, logística
y administración del producto, sino también hay que añadir los costes de las infraestructuras
y marketing. El margen comercial que se impondrá sobre el coste de producción del cubo de
reciclaje para comercializarlo será del 50%, tanto para calcular el precio de venta al
distribuidor como el precio de venta al público.
Los costes en infraestructuras corresponden al alquiler de la zona de trabajo necesaria para
llevar a cabo este proyecto, puesto que el alquiler del almacén o nave espacial ya se tiene
en cuenta en la parte de logística. Suponiendo que este proyecto requiere un máximo de 3
personas, se busca un pequeño despacho de 550 €/mes, lo que resultaría un coste fijo
anual de 6600 €. Este precio no varía con la cantidad de unidades por lote, pues se trata de
un coste fijo mensual.
Se enfocará el márquetin del producto a través de anuncios en Google AdWorks y en
páginas web relacionadas con el reciclaje, sostenibilidad, muebles domésticos, etc. Al
tratarse de un producto con una vida útil larga, no será necesaria una gran cantidad de
publicidad.
Cabe destacar que los precios de administración, infraestructuras, marketing y margen
comercial serán significativamente bajos en la producción de un único prototipo, puesto que
no se fabricaría con el objetivo de comercializarlo.
Unidades 1 10.000 50.000 100.000
Producción 315.083,10 € 670.349,24 € 1.996.957,00 € 3.182.335,60 €
Logística 4,47 € 38.223,01 € 235.757,29 € 418.162,12 €
Administración 100,00 € 125.000,00 € 375.000,00 € 525.000,00 €
Infraestructuras 0,00 € 6.600,00 € 6.600,00 € 6.600,00 €
Márquetin 0 € 60.000,00 € 100.000,00 € 150.000,00 €
Margen 157.593,79 € 450.086,13 € 1.357.157,15 € 2.141.048,86 €
TOTAL 472.781,36 € 1.350.258,38 € 4.071.471,44 € 6.423.146,58 €
PVD unitario 472.781,36 € 135,03 € 81,43 € 64,23 €
Figura 9.2.10: PVD para lotes de 1, 10.000, 50.000, 100.000 unidades
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 75
Unidades 1 10.000 50.000 100.000
PVD unitario 472.781,36 € 135,03 € 81,43 € 64,23 €
Margen comercial 236.390,68 € 67,51 € 40,71 € 32,12 €
PVP unitario 709.172,03 € 202,54 € 122,14 € 96,35 €
Figura 9.2.11: PVP para lotes de 1, 10.000, 50.000, 100.000 unidades
El precio de venta al distribuidor y al público se basa en el modelo propuesto. Se ha
buscado los mejores materiales que se adecuan a la utilidad y los objetivos que se buscan
de este producto. Se trata únicamente de un modelo del que se puede basar el proyecto, sin
embargo, tanto el diseño como los materiales y los proveedores escogidos pueden variar, lo
que implica un diferente precio final.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 76
10. Futuro proyecto
10.1. Presentación del proyecto como idea
Este proyecto nace para dar solución a una problemática existente: el deseo de la población
de hacer un correcto reciclaje doméstico ante un escaso espacio en sus hogares disponible
para realizarlo. Debido a la clara necesidad de un nuevo producto en el mercado que
tuviese la capacidad de hacer una correcta separación de residuos posibles ocupando el
menor espacio posible, se creó la idea de un cubo de reciclaje rotatorio, que acabó en una
propuesta de diseño lista para comercializarse.
A lo largo de este proyecto se ha contemplado la idea de diseñar un cubo de reciclaje
inteligente debido a la escasa diversidad que existe en el mercado, un ejemplo sería el
producto nº7 descrito en el apartado de soluciones existentes. Este cubo de basura ‘Smart’
realiza un clasificado inteligente de los residuos, tiene conexión a Internet y un sistema de
compresión de los reciclados automático, pero no está pensado para hogares. Sin embargo,
la gran limitación que conlleva realizar un cubo de basura rotatorio inteligente es la
necesidad de una fuente de alimentación eléctrica, sea una batería o una toma de corriente
eléctrica, como es un enchufe.
Por esa razón, se ha descartado la implementación de cualquier añadido que necesite una
fuente eléctrica en el diseño. Es por ello por lo que no se ha presentado una alternativa de
diseño con un mecanismo de giro con un motor.
No obstante, ante el creciente porcentaje de la población involucrada en la conservación del
medio ambiente, unido a las nuevas tecnologías que se van adoptando por la sociedad crea
una gran oportunidad de mercado para nuevos productos tecnológicos. Entre ellos se podría
encontrar los cubos de reciclaje inteligentes, que podrían llegar a ser igual de necesario que
cualquier electrodoméstico que se encuentra en la cocina de cualquier hogar.
Dicho esto, diseñar un cubo de basura de reciclaje rotatorio ‘smart’ es una idea que se podrá
desarrollar en un futuro cercano. El producto adoptará la tecnología IoT capaz de conectarse
con otros dispositivos inteligentes del hogar, así como con el smartphone a través de una
aplicación móvil.
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 77
10.2. Características del producto
A continuación, se describe una serie de características que podrán ser implementadas al
diseño como objetivo de facilitar el reciclaje doméstico obteniendo como resultado una
mayor eficiencia.
Este producto se podrá considerar elemento necesario en cualquier cocina, por lo que se
habilitará una fuente de alimentación eléctrica de 230V para su funcionamiento. Esto
permitirá incorporar al diseño los siguientes elementos:
● Conexión a Internet
● Motor eléctrico como mecanismo de giro.
● Apertura de la tapa con sensor de movimiento.
● Mecanismo de compresión de reciclados.
● Sensor de nivel de llenado.
● App móvil.
● Otros.
Conexión a Internet:
Para la conexión a Internet se necesita un controlador lógico programable. Es una
computadora que consta de una placa base sobre la que se monta un microprocesador, un
chip gráfico y una memoria RAM27. Este dispositivo será capaz de conectarse a la red WiFi
así como procesar los datos que se obtengan del cubo de basura.
Mecanismo de giro:
Para el mecanismo de rotación de la plataforma se opta por un motor que convierte la
energía eléctrica en energía mecánica de rotación. Es un mecanismo de giro similar a la
tercera alternativa descrita en el apartado 6. Mediante la presión de un pedal, se enciende el
motor se encenderá provocando que la plataforma rote en sentido horario, una vez soltado
el pedal, se apaga el motor, y por tanto se detiene el giro.
27 Industrial Shields https://www.industrialshields.com/es_ES/industrial-plc-wifi-based-on-arduino-
automation-solutions
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 78
Se recomiendo un sistema de giro con un pedal en vez de con un botón, pues se entiende
que el usuario cuando va a utilizar el producto se encuentra con las manos ocupadas
sujetando los residuos que vaya a tirar. Por lo tanto, se quiere reducir las acciones
manuales.
Otra opción sería un sistema de un giro inteligente. La idea consiste en que el usuario
deposita el residuo que desea tirar dentro del cubo, a través del uso de inteligencia artificial,
se reconoce que tipo de residuo es, y, por último, el motor se enciende para hacer girar a la
plataforma hasta llegar al contenedor de reciclaje al que pertenece. Esta propuesta requiere
una tecnología más sofisticada y una base de datos que permita reconocer cada residuo
según sus posibles formas, tamaño, etc.
Sensor de movimiento:
En la tapa que da el acceso para verter los residuos a reciclar, se le incorporará un detector
de movimiento. Consiste en un sistema de encendido y apagado que detecta el movimiento
en un área determinada, por lo tanto, cuando pasas la mano por encima del sensor, este se
encenderá causando la apertura de la tapa [20].
Compresión de reciclados:
Esta característica consiste en comprimir los envases de plástico y de cartón y papel para
una mayor optimización del espacio. Por lo tanto, la capacidad de los contenedores de
plástico y cartón tendrán se duplica al comprimir estos residuos.
Sensor de llenado:
Este producto busca una mayor eficiencia en el reciclaje doméstico, por lo que saber cuando
es el mejor momento para vaciar el cubo y tirar la basura ayuda a optimizar su uso. Por ello
se propone la incorporación de un sensor que permite avisar al usuario cuando uno de los
contenedores de reciclaje se encuentra un 90% lleno28. El sensor estará conectado al
microprocesador donde se almacena, procesa y envía la información a la aplicación móvil
del usuario.
App móvil:
Se plantea la creación de una aplicación móvil exclusiva para el usuario. El usuario podrá
acceder a los datos analizados y enviados desde el producto como es la cantidad de
residuos generados al día o el nivel de llenado de cada contenedor. A través de esta
aplicación el usuario podrá recibir advertencias si hay algún malfuncionamiento en el
28 IoTsens https://iotsens.com/sensores/sensor-residuos/
Definición de un cubo de basura rotativo para el reciclaje Pág. 79
producto. Además, habrá una sección de ayuda por si el usuario necesita consultar en qué
contenedor pertenece cierto residuo. También ofrece ubicaciones de los puntos limpios más
próximos a la zona si se necesita reciclar ciertos objetos como pilas, ropa,
electrodomésticos, etc.
Por otro lado, hay que tener en cuenta la privacidad y protección de datos del usuario. Se
utilizará una base de datos descentralizada, es decir, los datos recogidos por el cubo de
reciclaje serán exclusivos del propietario del producto. Sin embargo, si el usuario acepta,
estos datos podrían ser compartidos, de manera anónima, a las localidades para poder
tener porcentajes de reciclaje que la población que reside, así como optimizar los horarios
de recogida de basura en cada municipio.
Si el usuario dispone de más productos inteligentes del hogar, estos todos podrían
conectarse almacenando todos los datos en una base de datos conjunta. Por lo tanto,
electrodomésticos como la nevera estaría conectada con el cubo de basura, donde podrían
compartir datos adquiridos, compararlos y analizarlos para mejorar la generación de
residuos y el reciclaje doméstico.
Otros:
1. Una pequeña pantalla donde se indique diferentes datos como pueden ser niveles
de llenado de los contenedores de reciclaje, alertas para cambios del filtro antiolores,
averías internas, etc. Es decir, todo aquello que también sería visible en la aplicación
móvil.
2. Posibilidad de personalizar la capacidad de almacenaje de residuos según la
necesidad de cada usuario. Es decir, si el usuario genera una mayor cantidad de
vidrio, pero en cambio no vierte tanta cantidad de cartón o papel, se puede ajustar la
distribución de los contenedores para una mayor eficiencia.
Aquí pot anar el títol del vostre TFG/TFM Pàg. 81
Conclusiones
Con todos los estudios realizados, se ha obtenido una solución final a la problemática
expuesta que ha sido capaz de cumplir los siguientes objetivos propuestos:
✓ Minimizar el volumen de ocupación.
✓ Optimización de los espacios de carga en función de su uso
✓ Maximizar la capacidad total de almacenaje.
✓ Diseño ergonómico, asequible y estético
✓ Minimizar los costes.
✓ Elección de materiales óptimos.
✓ Minimizar el número de accesorios añadidos.
✓ Maximizar la cantidad de contenedores de reciclaje doméstico.
✓ Minimizar olores de los residuos.
✓ Establecer las principales líneas para su producción.
El resultado de este estudio es el inicio de un futuro producto a comercializar. En este
proyecto se ha marcado el plan de actuación desde el principio del trabajo hasta que se
lleva a cabo la fabricación y logística del producto a gran escala.
Sin embargo, no es un proyecto para comercializar acabado, simplemente se ha establecido
las bases del desarrollo de un modelo de producto que son susceptibles a cambios.
Además, faltaría un estudio exhaustivo sobre las posibilidades de mercado y empresa,
realizar un prototipo a escala real para comprobar su funcionalidad y posibles
modificaciones de diseño que requieran.
Por otro lado, se lleva a cabo el estudio de un producto que pretende ayudar a reducir la
contaminación en el medio ambiente partiendo desde los hogares de la población. Se
creando un producto que ayuda e incita a un mayor reciclaje de los residuos domésticos de
manera correcta y eficiente.
Finalmente, se considera que la realización de este trabajo ha sido una oportunidad para la
autora para llevar a cabo cada paso de la realización de un proyecto de diseño de
ingeniería, aplicando los conocimientos adquiridos durante el grado.
Aquí pot anar el títol del vostre TFG/TFM Pág. 82
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[22] Ecoembes. (2018, 17 mayo). Presentación de resultados del reciclaje de 2017.
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[23] Autocompostaje Leon, V.T.L.E. (2017, 23 febrero). ¿Cuánta materia orgánica
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