ECODISEÑO CONCEPTUAL DE UNA IMPRESORA DE
Contents
1. e Tiempo de desmontaje A la hora de realizar gr ficas de desmontaje es de gran importancia el tiempo que se ha de invertir en la recuperaci n de cada una de las piezas e Materiales Se ha de anotar tanto el material del que est fabricada la pieza como si dicho material se encuentra indicado mediante alg n tipo de marcado e Peso La mayor a de materiales se valorizan de manera relativa a esta magnitud e Uniones Se deber registrar la forma en la que la pieza est unida a sus sujeciones tornillos anclajes soldadura etc e Observaciones Posteriormente se plante un estudio de materiales analizando y cuantificando las cantidades y porcentajes de cada uno de stos a fin de poder estimar la influencia sobre el impacto ambiental que suponen como se presenta en la figura 1 Se puede observar que en ambos modelos el acero representa un alto porcentaje de su composici n 35 en la HP Deskjet 690C y 26 en la Epson Stylus Color 500 Tambi n existe para cada una de las impresoras una clase de pl stico predominante el estireno butadieno S B 23 en el primer modelo y el poliestireno PS 35 en el segundo 187 En ambos casos si a las proporciones anteriores les sumamos los subconjuntos correspondientes a motores fuente de alimentaci n etc representados con las siglas E E se obtiene un 71 del peso total en la Hewlett Packard y un 76 en la Epson Este hecho representa el cumplimiento y la aplicabilidad de2. 2 VDI 1993 Ishii 1996 IHOBE 2000 Para conseguirlo se proponen varios m todos o criterios de selecci n de las piezas a considerar En general las piezas prioritarias en el reciclado son e Las m s pesadas e Las m s valiosas e Las m s peligrosas 4 Resultados y propuestas de mejora Atendiendo uno a uno a los criterios anteriormente expuestos las piezas susceptibles de ser redise adas ser n e Motores e Ejes de acero e Carcasas exteriores e Bases met licas A continuaci n se presenta la problem tica asociada a dichos elementos y posibles propuestas de mejora 4 1 Motores laterales de cartuchos y de avance de papel e Extracci n complicada por la situaci n de la misma dentro del producto e Excesiva especificidad de la misma solo v lida para aplicaciones similares 7 89 Figura 3 Motores de avance de papel y lateral Propuestas de mejora e Unificar los distintos motores el ctricos que posee la impresora intentando dejar s lo uno Ello es posible mediante sistemas de transmisi n de fuerzas tales como poleas ejes y ruedas dentadas e Redise ar un nuevo sistema de extracci n para los motores de forma que facilite este proceso Este sistema de extracci n permite desmontar la corona dentada del rotor de giro de manera m s r pida que la actual Ello implica una notable reducci n del tiempo empleado para el desmontaje de dicha pieza Figura 4 Posible propuesta de redise o para dic
3. XI CONGRESO INTERNACIONAL DE INGENIERIA DE PROYECTOS LUGO 26 28 Septiembre 2007 ECODISE O CONCEPTUAL DE UNA IMPRESORA DE INYECCI N DE TINTA A PARTIR DEL ANALISIS DEL DESMONTAJE DE MODELOS EXISTENTES EN EL MERCADO J Rubio Pin s D Collado Ruiz R Vi oles Cebolla B Pacheco Blanco S Capuz Rizo Abstract The environmental problems facing society today have provoked a change in numerous parameters of social technical and economic development The development of industrial products is no exception with the aim to achieve a more sustainable development environmentally friendly product design should cease to be a complement to systematic product design methodologies The environmental factor should be at the same level as others as crucial as the cost The aim of this study is to propose design improvements from an environmental point of view in two models of ink jet printers For this purpose a general description of the product concerned will be provided including a functional analysis Afterwards a detailed study will be carried out on the end of life of each of the printers with special emphasis on the disassembly process This analysis will facilitate revalorisation in parts as well as in materials made necessary by Directive 2002 96 CE on waste electrical and electronic equipment WEEE In the process of disassembly the spine diagram method will be used with a view to reducing disassembly time and of achieving the objectiv
4. de Productos Sostenibles Valencia Espa a Editorial Universidad Polit cnica de Valencia 2002 ISBN 84 9705 191 2 VDI Verein Deutscher Ingenieure 1993 VDI 2243 Konstruieren Recyclinggerechter Technischer Produkte Dise o de Productos T cnicos para simplificar su Reciclaje Berl n Ishii K 1996 Material Selection Issues in Design for Recyclability The Second EcoBalance Conference Tsukuba IHOBE S A 2000 Manual Pr ctico de Ecodise o Operativa de Implantaci n en 7 pasos Bilbao Correspondencia Para m s informaci n contacte con Daniel Collado Ru z Universidad de Polit cnica de Valencia Departamento de Proyectos de Ingenier a Escuela T cnica Superior de Ingenieros Industriales Camino de Vera s n 46022 Valencia Spain Phone 34 96 387 70 00 ext 85650 75659 Fax 34 96 387 98 69 E mail dacolrui Mdpi upv es URL http www dpi upv es idgea 794
5. entado al desmontaje y el reciclaje DfDR 2 2 Directiva 2002 96 CE sobre la restricci n del uso de determinadas Sustancias Peligrosas Tambi n es de inter s la aprobaci n de la Directiva sobre restricciones a la utilizaci n de determinadas sustancias peligrosas en aparatos el ctricos y electr nicos RuSP Parlamento Europeo 2003b la cual plantea que todas las piezas exceptuando aquellas destinadas a su reparaci n o reutilizaci n deber n estar libres de cualquiera de las siguientes sustancias e Plomo e Mercurio e Cadmio e Cromo Hexavalente e Polibromobifenilos PBB e Polibromodifenil teres PBDE 2 3 Norma UNE 71903 EX Impresoras Criterios ecol gicos Por otro lado se encuentra normativa de inter s al respecto de las impresoras como es el caso de la norma experimental UNE 71903 EX Impresoras Criterios ecol gicos AENOR Producto incluido en el Anexo I B dentro de la categor a Unidades de Impresi n dentro del grupo Equipos de Inform tica y Telecomunicaciones de tipo m s general del Anexo I A 786 1999 Esta norma define unos criterios o variables medioambientales generales para el dise o de este tipo de productos e Duraci n del equipo incluyendo que los consumibles fungibles y piezas de recambio est n disponibles para los consumidores e Dise o reciclable evitando conexiones no separables reduciendo del n mero de materiales etc e Reducci n del n mero familias de pl sticos
6. es stated in the Directive with a minimum of 65 of recycling and revaluation All of the aforesaid will be the staring point for an eco design proposal This study aims to be a model to follow in analogous cases as far as procedure is concerned and from the most global perspective it is aspired to be applicable to electronic office equipment products in general Keywords Design for Disassembly Waste Electric and Electronic Equipment WEEE Ecodesign End of life Resumen Los problemas ambientales que afronta la sociedad actual han provocado un cambio en numerosos par metros del desarrollo social t cnico y econ mico El dise o de productos industriales no escapa a estas circunstancias a fin de lograr un desarrollo m s sostenible el dise o respetuoso con el medio ambiente debe dejar de ser un complemento a las metodolog as de dise o sist mico de productos El factor medioambiental debe equipararse a otros tambi n cruciales tales como el coste econ mico El objetivo del presente estudio es proponer mejoras en el dise o desde el punto de vista ambiental en dos modelos de impresoras de inyecci n de tinta Para ello se partir de una descripci n general del producto en cuesti n incluyendo un an lisis funcional del mismo Posteriormente se llevar a cabo un estudio detallado de la etapa de fin de vida de cada una de las impresoras analizando con especial nfasis el proceso de desmontaje Este an lisis facilitar la revalo
7. hos motores 4 2 Ejes de acero e Extracci n complicada por el tipo de uni n empleado para ello e Requisitos estrictos en cuanto a dimensiones a materiales para cumplir sus especificaciones de dise o Figura 5 Fotograf a de un eje de acero 790 Propuestas de mejora e Emplear fibra de carbono magnesio o titanio para la construcci n de dicha pieza De esta forma se consigue una notable reducci n de peso manteniendo unas caracter sticas mec nica iguales o mejores a las del propio acero e Sustituir uno de los dos ejes por una superficie s lida situada justo debajo del folio que se est imprimiendo Figura 6 Vista de la primera propuesta de redise o para los ejes de acero e Modificaci n de la soluci n anterior haciendo que dicha superficie posea una serie de huecos que adem s de aligerar la pieza proporcionan un mayor n mero de puntos de apoyo hecho que afecta de manera notable en la reducci n de la flecha del eje Figura 7 Vista de la segunda propuesta de redise o para los ejes de acero e Dotar a uno de los extremos o a los dos del eje de un sistema de rosca a fin de facilitar la extracci n de la pieza Figura 8 Vista ampliada de la tercera propuesta de redise o para los ejes de acero e Crear en las piezas soporte donde se apoya el eje un concentrador de tensiones para que mediante un golpeo seco de las mismas estas se rompan y el eje pueda desmontarse de forma sencilla
8. i n por parte de los poseedores finales de sus productos desechados as como de las instalaciones de procesado de stos La responsabilidad econ mica y legal del retorno recaer sobre los distribuidores El tratamiento de dichos residuos ser responsabilidad de los productores o de terceros contratados por estos De esta manera el Estado miembro garantizar tanto que este gestor existe como que cumple con las condiciones adecuadas de tratamiento Una vez al a o se realizar una inspecci n en la que se dar informaci n sobre los tipos y cantidades de residuos tratados los requisitos t cnicos y las precauciones de seguridad que se emplear n El sistema ser financiado por los productores que ser n responsables del pago de la fracci n que emitan al mercado reparti ndose proporcionalmente el impacto de los residuos hist ricos seg n la cuota de mercado de cada productor Una de las consecuencias de esta Directiva es la aplicaci n de los conceptos de cautela acci n preventiva y correcci n de da os en las empresas fabricantes En el caso de las impresoras esta directiva obliga a una valorizaci n de un m nimo del 75 en peso y una reutilizaci n o reciclado m nimos del 65 del total as como a la incorporaci n de un icono espec fico que indique que son AEE Aparatos El ctricos y Electr nicos Todos los requisitos anteriormente mencionados obligar n a los fabricantes a plantearse nuevos retos en cuanto el dise o ori
9. ico 13 Pl stico Acero Pl stico PC 2 30 HIPS 1 14 E E Epson Hewlett Packard Figura 1 Proporci n de materiales en las impresoras Epson y Hewlett Packard A continuaci n y con la informaci n obtenida hasta el momento se aborda el estudio del proceso de desensamblado de ambos modelos Se plantea el an lisis de los datos mediante una gr fica del tipo peso tiempo Campbell y Hassan 2003 Gries y Blessing 2003 Mario et al 2003 En la gr fica se ha representado los valores del peso desmontado con su avance a lo largo del tiempo Dado que el orden seguido en este primer experimento consisti en el desmontaje de cada pieza hasta que fuese imposible continuar se consigui una ordenaci n sistem tica muy alejada de la considerada ptima Es por ello por lo que se aplic el m todo de los diagramas de espinas Collado 2004 para llegar a una secuencia de desmontaje que fuese significativa es decir que maximizase la convexidad 7 88 100 2 a n Gr fica Peso Tiempo 90 70 4 0 i i Porcentaje Desmontado 10 Feso HP DESKJET 69C l 0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000 4250 Tiempo 5 Figura 2 Gr ficas Peso Tiempo del desmontaje optimizado para ambas impresoras En este punto se han de seleccionar las piezas que supongan una mejora ambiental respecto al tiempo y la energ a que han de consumirse en su desmontaje Capuz y G mez 200
10. l 793 Referencias Parlamento Europeo 2003 Directiva 2002 96 CE sobre residuos de aparatos el ctricos y electr nicos Bruselas Parlamento Europeo 2003 Directiva 2002 95 CE sobre la Restricci n del uso de determinadas Sustancias Peligrosas Bruselas Ministerio de Medio Ambiente y Ministerio de Industria Turismo y Comercio 2005 Real Decreto 208 2005 de 25 de febrero sobre aparatos el ctricos y electr nicos y la gesti n de sus residuos Madrid AENOR 1999 UNE 71903 EX Impresoras Criterios ecol gicos AENOR 2000 Norma ISO 11469 Pl sticos Identificaci n Gen rica y Marcado de Productos Pl sticos Campbell M I y Hassan A 2003 Design Evaluation Method for the Disassembly of Electronic Equipment 14th International Conference on Engineering Design Estocolmo Gries B y Blessing L 2003 Towards a Disassembly Process Oriented Design of Sustainable Products 14th International Conference on Engineering Design Estocolmo Mario F et al Design for Assembly and Design for Disassembly Two Ways for the Development of Sustainable Products 14th International Conference on Engineering Design Estocolmo Collado D 2004 Ecodise o para la reducci n del impacto ambiental de fin de vida de una impresora de chorro de tinta Proyecto Final de Carrera en la UPV Capuz S G mez T Eds Ecodise o Ingenier a del Ciclo de Vida para el Desarrollo
11. la citada Directiva por parte de las impresoras objeto de estudio ya que en los dos casos se supera el umbral m nimo del 65 Cabe destacar que para recuperar el material E E y el acero se puede emplear el proceso de separaci n magn tica pero este hecho induce cierta dificultad t cnica que se traduce en costes m s elevados que para el proceso de ambos materiales por separado Por otro lado los pl sticos mayoritarios en cada uno de los modelos S B y PS deben ser procesados independientemente eliminando impurezas de otros materiales pl sticos a no ser que se opte por una incineraci n Sin embargo de adoptarse esta estrategia no se llegar a a los m nimos impuestos por la Directiva con lo que se desestima tal hip tesis Afortunadamente estos materiales se localizan en piezas de elevado volumen con lo que su separaci n no presenta dificultad Este hecho plantea la necesidad de un desmontaje manual Tanto el primer factor como el segundo justifican desde un punto de vista t cnico y econ mico la necesidad de incluir un proceso de desmontaje previo al procesado de los materiales Debido a esto se analiza en el presente art culo intr nsecamente el proceso de desmontaje con el objetivo de facilitar esta tarea desde el dise o Composici n en peso de los materiales ABS 2 inferiores al 1 no se indican 4 A EPDM S 3 S B 24 35 20 S B PS gt Pl stico 35 1 Acero PC GF30 1 renci 7 o Acero Pl st
12. producto y los costes de desmontaje Si bien el cumplimiento de la Directiva 2002 96 CE ya era te ricamente alcanzable su aplicaci n pr ctica distaba mucho de ser econ micamente viable Sin embargo con las directrices de ecoredise o propuestas el proceso de valorizaci n al final de la vida til de las mismas no s lo mejora desde el punto de vista ambiental si no tambi n desde un punto de vista econ mico Por ello las l neas de investigaci n a partir de este punto deber an ser e Estudio de las implicaciones en la fabricaci n de las medidas propuestas y de su viabilidad para la puesta en pr ctica en una l nea de fabricaci n y o de desmontaje e Verificaci n de la reducci n real de tiempo que supone el concepto de producto propuesto Evaluaci n y cuantificaci n del beneficio desde el punto de vista ambiental e Estudio de los costes de fin de vida del producto analizado De esta manera se podr an comparar los costes de desmontaje antes y despu s de las propuestas e Generalizaci n de las conclusiones con la consecuente comprobaci n de si ser an aplicables estos criterios al conjunto de impresoras e Aplicaci n a otros productos ofim ticos e Aplicaci n a otros aparatos el ctricos y electr nicos Todo ello contribuir a a la generaci n de un c digo de buenas pr cticas con car cter cuantitativo as como una gu a de redise o que ser an aplicable a los aparatos el ctricos y electr nicos en genera
13. rizaci n tanto de partes como de materiales del producto impuesta por la Directiva 2002 96 CE sobre residuos de aparatos el ctricos y electr nicos RAEE En el 184 proceso de desmontaje se emplear la t cnica de los diagramas de espinas a fin de reducir el tiempo de desmontaje y conseguir los objetivos fijados por la citada Directiva con un m nimo del 65 de reciclado y revalorizaci n Todo ello sirve como punto de partida para una propuesta de ecodise o Dicho estudio pretende ser un modelo en cuanto al procedimiento a seguir en casos an logos y desde una perspectiva m s global aspira a ser aplicable a los productos ofim ticos en general Palabras clave Dise o para el Desmontaje Residuos de Aparatos El ctricos y Electr nicos Ecodise o Fin de Vida 1 Introducci n Los aparatos el ctricos y electr nicos se han introducido en todos los aspectos de nuestra vida diaria proporcionando a la sociedad mayor comodidad salud y seguridad y facilitando la adquisici n e intercambio de informaci n No obstante las constantes innovaciones tecnol gicas unidas al aumento del consumo de este tipo de productos aceleran su obsolescencia acortando sus plazos de sustituci n y renovaci n En consecuencia la generaci n de residuos de aparatos el ctricos y electr nicos aumenta progresivamente a la vez que dichos residuos no reciben un tratamiento adecuado para recuperar los materiales y componentes valorizables as como red
14. se o de posteriores modelos de este tipo de productos 2 Marco legislativo 2 1 Directiva 2002 96 CE sobre residuos de aparatos el ctricos y electr nicos La Directiva 2002 96 CE sobre residuos de aparatos el ctricos y electr nicos RAEE Parlamento Europeo 2003a aprobada por el Parlamento Europeo el 27 de enero del 2003 y su transposici n al ordenamiento jur dico espa ol mediante el RD 208 2005 de 25 de febrero Ministerio de Medio Ambiente y Ministerio de Industria Turismo y Comercio 2005 define en el Art culo 1 sus objetivos como prevenir la generaci n de residuos de aparatos el ctricos y electr nicos RAEE y adem s la reutilizaci n el reciclado y otras formas de valorizaci n de dichos residuos a fin de reducir su eliminaci n 785 Asimismo se pretende mejorar el comportamiento medioambiental de todos los actores que intervienen en el ciclo de vida de los aparatos el ctricos y electr nicos por ejemplo los productores distribuidores y consumidores y en particular de aquellos agentes directamente implicados en el tratamiento de los residuos derivados de esos aparatos Un punto importante que plantea dicha ley es la distribuci n de las responsabilidades as como la puesta en funcionamiento de una compleja infraestructura orientada a la revalorizaci n de los residuos La norma fija como fecha tope el pasado 13 de Agosto de 2005 para que se encuentren en funcionamiento los sistemas que permitan la devoluc
15. ucir su impacto ambiental ya que en Europa actualmente m s del 90 de los RAEE se env an a vertedero o incineran sin ning n tratamiento previo Con la finalidad de dar respuesta a dicho problema en el seno del Parlamento Europeo fueron aprobadas dos Directivas que ata en directamente a la gesti n de aparatos el ctricos y electr nicos y en especial al final de su ciclo de vida la Directiva 2002 96 CE sobre residuos de aparatos el ctricos y electr nicos Parlamento Europeo 2003a y la Directiva 2002 95 CE sobre las restricciones en la utilizaci n de determinadas sustancias peligrosas Parlamento Europeo 2003b La aplicaci n de las mismas va a conducir a una situaci n en la cual los fabricantes de equipos el ctricos y electr nicos en general y los de productos ofim ticos en particular deber n dise ar sus productos de acuerdo con una serie de criterios que permitan optimizar su desmontaje y valorizaci n al final de su vida til En esta ponencia se presenta en primer lugar un an lisis del contexto legal referido a las impresoras en cuanto a aspectos ambientales A continuaci n se muestra un caso de estudio consistente en el desmontaje de dos impresoras de inyecci n de tinta una de ellas de la marca Hewlet Packard modelo Deskjet 690C y la otra de la marca Epson modelo Stylus Color 500 Los resultados derivados de este estudio pueden servir de ayuda tanto para la optimizaci n del desmontaje como para la mejora en el di
16. y r pida 191 4 3 Carcasas exteriores e Extracci n complicada por la existencia de tres fuertes relaciones de precedencia con otras piezas Figura 9 Fotograf a de la carcasa exterior de la HP Deskjet 690C Propuestas de mejora e Que todas las piezas que integran este conjunto sean del mismo material e Integrar la pieza 3 Base con los conjuntos 2 Tapa y 1 Bandeja salida en una nica pieza A O Movimiento extracci n pieza Figura 10 Vista de la propuesta de redise o para las carcasas exteriores 4 4 Bases met licas e Extracci n complicada por su deficiente accesibilidad as como la gran diversidad y n mero de tipos de uni n existentes e Peso excesivo para desempe ar su funci n Figura 11 Fotograf a de las bases met licas de ambas impresoras 192 Propuestas de mejora e A adir ventosas exteriores que fijen la impresora a la superficie donde reposa sta De esta manera cabe la posibilidad de prescindir de dicha pieza e Dise ar una pieza de pl stico con agujeros que contenga en su interior la chapa de metal A su vez que dicho conjunto se desmonte de forma r pida y sencilla Figura 12 Vista de la propuesta de redise o para las bases met licas 5 Conclusiones y l neas futuras Del an lisis expuesto se puede concluir que las impresoras analizadas no s lo permiten un redise o sino que ste es recomendable a fin de reducir el impacto de fin de vida del
17. y requisitos de los mismos e Marcaje de pl sticos seg n la Norma ISO 11469 AENOR 2000 e Aceptaci n de los equipos usados despu s de su uso para ser reutilizados o para reciclar el material El manual de usuario deber contener informaci n referida a ello e Consumo de energ a m nimo mediante un sistema especial de ahorro de energ a que se activar autom ticamente e Consumibles y fungibles Dise o reciclable de los mismos aceptaci n de fungibles devueltos e informaci n en el manual de usuario sobre la duraci n del fungible e Sustancias utilizadas en t neres y tintas no peligrosas e Emisiones contaminantes de impresoras electrofotogr ficas Niveles de emisi n de polvo ozono y estireno 3 Caso de Estudio Para un conocimiento tanto del producto estudiado como del mismo proceso de desmontaje se decidi abordar el desensamblado dos impresoras de inyecci n de tinta una de Hewlet Packard modelo Deskjet 690C y la otra de la marca Epson modelo Stylus Color 500 Para llevar a cabo el desmontaje de las mismas se debieron ensayar todas las posibilidades con lo que fue necesario un planteamiento inicial del problema Por tanto fue necesario obtener diversa informaci n sobre cada pieza e N mero Se dispone de una ordenaci n l gica de las piezas seg n su orden de desmontaje para posteriormente poder hacer referencia a stas e Nombre La pieza ha de ser nombrada para que se pueda conocer su funci n o forma
Download Pdf Manuals
Related Search