Diseño del procedimiento de reutilización del cuero residual de la línea de producción de botas de seguridad en la empresa Grupo NOVA S.A. en la ciudad de Cúcuta

Analizando la cadena de valor del sector de marroquinería y calzado regional, se identifica una gran problemática en torno a los desperdicios ocasionados en el proceso de fabricación de los productos en este sector, principalmente en la etapa de corte, donde es generada gran cantidad de retazos de cuero, a los cuales, no se les puede dar un uso secundario y como consecuencia a ello, la disposición final de dichos desperdicios se convierte en un gasto adicional para la empresa, debido a que, se debe contratar un servicio a terceros para movilizar los residuos, los cuales terminan siendo incinerados o depositados en el relleno sanitario del municipio. Grupo NOVA S.A es una empresa líder en la región, dedicada a la elaboración de suelas, plantillas, botas en PVC y cuero, en la cual, se realizó una observación parcial entorno a la elaboración de botas de seguridad de cuero, a partir de ello, se pudo identificar un desaprovechamiento de la materia prima, teniendo en cuenta que, según información proporcionada por los administradores de la empresa, actualmente, del total de la materia prima utilizada durante el proceso, se estima que aproximadamente el 12% de ella, se convierte en desperdicios finales en forma de cuero residual. Dicha problemática es ocasionada principalmente por los tipos de moldes que son empleados para los diseños en la elaboración de las botas, puesto que la figura requerida implica necesariamente dejar espacios del material sin ser utilizados. Por otra parte, en ocasiones la materia prima recibida se encuentra afectada por irregularidades propias de las heridas que afectaron al bovino durante su vida y, por lo tanto, se origina una pérdida de plantilla; lo anterior, también es provocado por la falta de experiencia y agilidad requerida para llevar a cabo la labor de troquelado, puesto que los moldes deben ubicarse estratégicamente para dar el mejor rendimiento a las láminas de cuero empleadas en esta etapa del proceso. La problemática previamente expuesta, se ve reflejada en la gran cantidad de retazos de cuero, que origina una acumulación masiva y desorden en el área de trabajo, lo cual, ocasiona la perturbación y pérdida de espacio en la superficie de corte. En consecuencia a ello, se determinaron los efectos más destacados de este fenómeno, dentro de lo cual es posible señalar el incremento en el costo del producto, debido a que la contratación de terceros encargados de la disposición final de los retazos, se convierte en un gasto adicional para la compañía sin generar ningún valor al producto, puntualmente, a la empresa le cuesta $80.000 el tratamiento de los residuos y $26.000 el transporte de los mismos, en síntesis, cada tonelada de cuero residual representa un total de $106.000 en gastos por disposición de desperdicios; adicionalmente, se indica la pérdida de tiempo de los operarios asignados para recolectar los retazos, quienes utilizan parte de su periodo de trabajo en esta acción, en vez de ocuparse en las actividades principales del proceso de producción; por último, se ve reflejada la inadecuada utilización del espacio en la planta de producción, puesto que el almacenamiento temporal de dichos residuos ocupa una extensión en el depósito que reduce el espacio de acopio para los productos terminados. La consecuencia de mayor impacto sin duda alguna es la contaminación que se está generando con la disposición final de los retazos de cuero, puesto que la alternativa de mayor practicidad para deshacerse de los residuos es la incineración a cielo abierto de los mismos, ocasionando emisiones atmosféricas contaminantes y la generación de residuos sólidos secundarios como cenizas y escorias, ya que conllevan a una repercusión directa sobre la salud de las personas y los ecosistemas. Se realizó una etapa de diagnóstico del proceso de fabricación de la empresa Grupo NOVA S.A para evaluar y analizar la generación de desperdicios durante el proceso de fabricación de botas de seguridad, a partir del cual, se identificaron las referencias de mayor fabricación para poder correlacionar con los residuos finales, entre estas, se encuentra las botas robustas de referencia Warrior (68,3%), Raider (11,5%), Welder (6%) y Solver (5,7%) , a partir de ello, se realiza un estimado para definir los volúmenes de cada referencia de cuero en los residuos. Posteriormente, se aplicó el instrumento matriz de materiales, energía y desechos (MED) como herramienta de la producción más limpia (P.M.L.), y se halló un estimado promedio relacionado con el consumo de energía eléctrica en la planta de producción de capellada, representado por 64,5 kilovatios/hora y con ello, se determinó que, para un periodo de trabajo mensual bajo condiciones normales, se laboran 220 hora, lo que equivale a 13.750 kilovatios al mes. Por lo cual, se recomienda los directivos de la empresa Grupo NOVA, validar la relación costo/beneficio respecto al uso de cada máquina y equipo, o de lo contrario, reevaluar por una reconversión tecnológica. Posteriormente, al evaluar la información del proceso de cuantificación de los residuos globales ocasionados en el proceso, pudo reconocerse que existen diversos tipos de desperdicios desde materiales termoplásticos, textiles, espumas, entre otros; sin embargo, se confirmó que el desperdicio de mayor volumen de generación es el cuero identificando que, el material residual de mayor generación es cuero, representado por un alto porcentaje sobre el total de residuos producidos, lo cual, indica que las etapas de intervención y análisis profundo fueron el troquelado de cuero que ocasiona un 54% de cuero residual, el desbaste de bordes/contrafuertes y la unificación del espesor con una proporción aproximadamente del 6% y del 2% respectivamente. Se ejecutó el diseño del material compuesto de fibras de cuero en polvo de granos menores a 0,40 milímetros, aglomeradas con resina poliéster orto-ftálica pre-acelerada, para lo cual, se determinaron las actividades principales del proceso productivo conformado con la preparación del cuero, preparación de la resina y el conformado del material, adicionalmente se definieron cada una de las variables involucradas en el proceso de elaboración tales como: densidades de materiales conformantes, volumen del molde, relaciones en peso de las mezclas deseadas, presión, tiempo y temperatura. La viscosidad de la resina empleada, se modifica con el peso molecular del polímero y con la cantidad de estireno adicionada, por lo que, el fabricante recomendó añadir un acelerador como el octoato de cobalto, no obstante, se comprobó que al adicionar esta sustancia ocurría una gelificación inmediata, debido a la alta temperatura ambiente de la ciudad de Cúcuta, el proceso de polimerización iniciaba de manera acelerada y por ello, se estableció que no es necesario añadir este aditivo a la resina. Se determinó la composición de la resina poliéster de acuerdo con los factores que influyen en el tiempo y calidad de la resina, habiendo realizado ensayo se fijó así: 2% de peróxido metil etil cetona (iniciador), 20% de monómero de estireno (catalizador) y de este modo, se logró originar materiales con radicales libres que atacan los dobles enlaces de la molécula de poliéster insaturado y del estireno, produciéndose el entrecruzamiento que solidifica el poliéster. Se estableció que la composición idónea para la mezcla, en pesos, que es la relación de cuero residual, frente la cantidad de resina poliéster; obteniendo un prototipo de muestra 70% cuero y 30% resina, utilizando 60,48 gramos de cuero y 94,77 gramos de resina poliéster. El método de pre-curado establecido fue el moldeo por presión, el cual es un método en el que el material de moldeo es dispuesto en la cavidad del molde abierto. El molde se cierra, se aplica presión para forzar al material a entrar en contacto con todas las áreas del molde, mientras que la presión se mantiene hasta que el material de moldeo se ha curado. El moldeo por compresión es un método de alta presión, adecuado para el moldeo de piezas complejas, de alta resistencia con refuerzos de fibra, por lo cual, se aplicó el proceso para someter el material compuesto con una carga fija de 5 toneladas durante 10 minutos. Durante el proceso de curado la viscosidad de la resina se va incrementando hasta llegar a ser un sólido. Además, las reacciones son exotérmicas y la temperatura también aumenta hasta alcanzar un máximo que se denomina pico exotérmico. Se establecieron ciertos ensayos y pruebas mecánicas a realizar en los materiales, para verificar el desempeño, verificando la efectividad de acuerdo con los parámetros de criterios de diseño, no obstante, se requirió realizar una búsqueda profunda para seleccionar normas que guarden solicitud y la disponibilidad dinero. De allí, se concluye que, el ensayo de tracción de las probetas se debe realizar bajo norma ASTM D-638. Asimismo, se verifican las normas de ASTM D1037-06 para analizar la densidad de materiales compuestos y la norma ASTM D570-98 para adaptar el procedimiento de evaluación de absorción al agua. Respecto al ensayo se obtuvieron a una concentración de 70% cuero y 30% resina poliéster, representado por un valor de densidad del 0,988 gr/ ), posee una absorción de agua promedio de 4,47%, resistencia a la tracción promedio como 205, es decir, la máxima tensión que soportó la probeta durante el ensayo; además, el mayor alargamiento plástico alcanzado por la probeta, conocido como alargamiento de rotura de 0,15%. De acuerdo con los resultados de absorción al agua, se identifica el potencial uso del material compuesto para la fabricación de plantillas falsas para calzado, debido al uso que se le da al mismo, ya que una de las principales problemáticas de la suela del calzado es la humedad, porque los pies son una fuente emisora de calor y sudor, por lo cual, el calzado debe contar con la propiedad de evitar la permeabilización de la humedad, con el propósito de evitar hongos y bacterias que ocasionen efectos adversos a la salud. Se recomienda modificar el molde a una estructura específica, es decir, ya sea moldes de probeta o figuras determinadas como la suelda del calzado, ya que así se agregue abundante cera glas al molde, tiende a juntarse en las paredes internas del molde, lo que mejoraría el proceso de desmoldado y evitaría que el material daño alguno, asimismo, serie de gran utilidad implementar un molde desarmable.

• Autores: Martínez Lizcano, Angye Daniela; Jaimes Gómez, Jhordan Uriel
• Tipo de recurso: Trabajo de grado de pregrado
• Fecha de publicación: 2019
• Institución: Universidad Libre
• Repositorio: RIU - Repositorio Institucional UniLibre
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repository.unilibre.edu.co:10901/15561
• Acceso en línea: https://hdl.handle.net/10901/15561
• Palabra clave: Residual leather; Production line; Reuse; Leather blade; Leather performance; Trabajos en cuero; Ingeniería de la producción; Control de procesos industriales; Desarrollo de procesos; Procesos de manufactura; Cuero residual; Línea de producción; Reutilización; Lámina de cuero; Rendimiento de cuero
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