NEORROMANTICO STILL MATERIALES ECOLÓGICS Martí Solà J. F. López ELISAVA 2014 Curs 4 GEDI
ACV Y PROPUESTA DE REDISSEÑO DEL BANCO NEOROMÁNTICO LIVIANO
2
COMPARATIVA
INTRODUCCIÓN
3 1.1 INTRODUCCIÓN 6 1.2 INFORMACIÓN DEL PROYECTO 7 - unidad funcional - limites del sistema - inventarios - packaging 2.2 ANALISIS CLASICO VS LIVIANO - ACV - Eol - mantenimiento - resultados
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CONCLUSION
NUEVA PROPUESTA
3.1 MEJORAS 18 - propuestas 3.2 CAMBIOS 19 - inventario mejoras 3.3 RESULTADOS 20 3.4 REDISEÑO 21 3.5 SEGURIDAD 23 4.1 VALORACIÓN DEL PROYECTO - datos analizados - tablas extraídas 4.2 PLANOS DE MONTAJE
26 28
4
5
INTRODUCCIÓN
6 INTRODUCCIÓN Para desarrollar este proecto nos basaremos en los inventarios que tenemos del banco Neorromántico, hecho de madera tropical y patas de hierro fundido; y su version posterior, el Neorromántico Liviano, hecho de aluminio en su totalidad y con el ecoetiquetado de Craddle to Craddle. Nuestra intención es conseguir unos mejores resultados en el vector ambiental, haciendo cambios tanto de material como de producción y llegando a proponer un rediseño de la forma final del banco. Nuestra intención es llegar a propponer incluso un ecoetiquetado valido para nuestro nuevo banco. En la imagen de la derecha vemos un photorender del banco 3D LIVIANO con el que hemos trabajado los ensayos CAE de simulación estructural
7 INFORMACIÓN DEL PROYECTO AGUAS ARRIBA
NUCLEO
OBTENCIÓN
AGUAS ABAJO
MANTENIMIENTO TRANSP.
FABRICACIÓN
EoL
UNIDAD FUNCIONAL La unidad funcional para el analisis de iclo de vida de los bancos estudiados a lo largo del trabajo ha sido la fabricación, mantenimiento durante 5 años y escenario de fin de vida de 1 BANCO (1.7m de largo). LIMITES DEL SISTEMA Los limites del sistema incluyen la materia prima, producción, transporte, mantenimiento y fin de vida y se divide a su vez en tres fases diferenciadas: - AGUAS ARRIBA: Obtención de materias primas, fabricación - NUCLEO: Transporte - AGUAS ABAJO: Mantenimiento y fin de vida del producto
8 INVENTARIO
INVENTARIO CLÁSICO
La primera parte de nuestro proyecto es generar nuestros dos primeros ejemplos, el CLÁSICO y el LIVIANO. Para ello tenemos los inventarios de materiales que trasladaremos al programa Simapro. En las imagenes de la derecha podemos ver los inventarios de ambos bancos y como son aplicados a la generación de los bancos como conjuntos en el programa. Importante recalcar la creación del material Madera tropical para conseguir unos analisis semblantes a la realidad. A p ro v e c h a re m o s para mostrar las imagenes del montaje de piezas del banco liviano si fuese de aluminio reciclado, y como cambian los materiales asignados. Le llamamos el BANCO SCRAP
INVENTARIO LIVIANO
CLÁSICO
9
LISTONES
PATAS
MADERA TROPICAL
TORNILLOS
SCRAP
LIVIANO
10
LISTONES
LISTONES
PATAS
PATAS
TORNILLOS
TORNILLOS
11 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
COMPARATIVA LIVIANO / SCRAP AL AL RECICLADO
COMPARATIVA MONTAJES
AL RECICLADO
AL
GLOBAL WARMING (Kg CO2 eq)
SANTA & COLE nos propone en su web que el producto Banco Neorromรกntico LIVIANO puede estar hecho de hasta un 95% de aluminio reciclado y que es un 98% reciclable. Por ello hacemos un anรกlisis rapido para ver que realmente la propuesta de SANTA & COLE es muy acertada, mas allรก del ecoetiquetado de Craddle to Craddle, podemos ver que los impactos son mucho menores al utilizar aluminio reciclado; en todas las categorias ambientales analizadas
12
13
COMPARATIVA
CLÁSICO / LIVIANO
El primer paso del proyecto es comparar el banco CLÁSICO contra el LIVIANO. Aquí ya les añadimos el End of Life del producto, que se ve representado en los datos introducidos en las tablas de la derecha. Tenemos en cuenta el mantenimiento de barniz que necesita la madera una vez al año, así como su mantenimiento de limpieza en ambos bancos.
EOL CLÁSICO
ACV LIVIANO
ANALISIS
ACV CLÁSICO
14
A cada EOL le corresponde el peso de su banco junto con un transporte añadido de camión >16t y 50 kgkm.
EOL LIVIANO
MANTENIMIENTO
LIMPIEZA BARNIZ
15 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
ANALISIS
LIVIANO / CLÁSICO
LIVIANO CLÁSICO
COMPARATIVA ACV’S
Al hacer nuestro análisis ACV comparando ambos bancos podemos observar que el banco clásico que en montaje da mejor resultado, ahora da peor resultado debido a que añadimos el mantenimiento del banco con barniz cada año a lo largo de 5 años los resultados del clásico empeoran. Además debemos tener en cuenta varias cosas que el programa simapro no tiene en cuenta: _ El liviano tiene la certificación cradle to craddle puesto que se puede reciclar al 98 % y puede ser hecho de un 95% de aluminio reciclado. _ El aluminio tiene una resistencia muy major a la madera y una vida útil mucho mas larga.
CLÁSICO LIVIANO
PROMEDIO DE TODAS LAS CATEGORÍAS
_ Las patas de hierro fundido dan un resultado mucho mejor al CLÁSICO que las de aluminio del LIVIANO, y representan la mayor parte del material de los bancos. (Según SANTA & COLE las patas también son de aluminio).
16
17
NUEVA PROPUESTA
MEJORAS PROPUESTAS Para mejorar las propuestas existentes tenemos varias ideas que iremos desarrollando a lo largo del trabajo, aciendo evolucion de las mismas para llegar a nuestro producto final: _ Utilizar cemento para las patas del banco. _ Utilizar visendum para substituir los listones. _ Deshacernos de los tornillos que debido a su acabado cromado son altamente perjudiciales para la salud. Para realizar el ultimo paso propondremos un rediseño el banco basandonos en diseños ya existentes de la misma marca. También debemos mencionar que SANTA & COLE ya tiene una propuesta mejor llamada Neorromántico color en que se utilizan poliamida reciclada con un 30% de fibra de vidrio y los listones de polímeros técnicos con un 50% de fibras vegetales recicladas
CEMENTO
18
PATAS DE CEMENTO LISTONES
TORNILLOS
VISENDUM
19
DEFINICIร N VISENDUM
VIRUTAS DE MADERA (Kg)
CAMBIOS INVENTARIO MEJORAS En la pรกgina izquierda podemos ver el inventario de nuestra primera prueba, realizada cambiando las patas de aluminio por patas de cemento, manteniendo los listones de aluminio. A este modelo le llamamos CEMENTO. En la pรกgina derecha podemos ver el inventario del mismo banco pero ya con los listones cambiados a visendum, junto con la definiciรณn del material, y el cambio que hemos realizado para conseguir el material. A este modelo le llamamos VISENDUM. Es MUY importante recalcar que el visendum nunca sera tratado por el simapro como mejor material que la madera tropical. Esto es debido a que para considerar los residuos industriales de madera con los que esta hecho siempre tiene en cuenta la tala de arboles necesaria para obtenerlos y no los considera como subproducto libre de cargas.
608 0,17029036 0,05971543 41,3016851 1,4842E-06 226,518893 44,7688344 0,39676942 0,00956584
20
16 0,09835077 0,03074057 26,535357 7,295E-07 7,74692498 4,71501008 0,07645056 0,00531664
RESULTADOS
CLÁSICO / LIVIANO / CEMENTO / VISENDUM / STILL
CLASICO LIVIANO CEMENTO SCRAP VISENDUM STILL
Como podemos ver en la grafica, en todas las categorias nuestro nuevo banco VISENDUM es mejor que las propuestas anteriores. Aún así debemos seguir evolucionando el proyecto. Como bien hemos dicho el seria mucho mejor si no tubiesemos uniones. Esto mejoraría el desigh for disassembly ademas de disminuir costes de producción y de montaje. También es importante mencionar que al hacer las patas de cemento, si conseguimos deshacernos de las uniones nos resultará mejor para las propiedades mecanicas del banco puesto que el cemento se agrieta más facilemente si le añadimos taladrado.
En el grafico de la izquierda vemos representado el impacto del montaje de cada modelo estudiado. Para obtener los datos hemos hecho el promedio de los resultados de todas las categorías.
21 REDISEÑO FORMAL PLANOS DE MONTAJE Para podernos hacer una idea de como es realmente el banco y para poder hacer simulaciones, hemos generado la documentación tecnica adjunta al final del trabajo. En ella están los planos del LIVIANO.
Resistencia a la rotura Norma EN310
4521 N.mm
Después de envejecimiento (RDA)
4636 N.mm
Después de la exposición al frío
3573 N.mm
(-25ºC) Después de la exposición al calor
5711 N.mm
(+60ºC) Módulo de elasticidad EN310 Resistencia a compresión ASTM D
4525 Mpa 17 MPa
143
Nos inspiramos en el Neorromántico Color de Miquel Milà y el Boston de Ted Hauri para generar una unión por encaje. El banco Boston también tiene tornillería pero propone una forma interesante.
Resistencia a la tensión ASTM D 638
8 MPa
DOCUMENTACIÓN
Resistencia a la humedad EN317-24
1.4%
Aprovechamos esta pagina para mencionar las propiedades del visendum como su reciclabilidad, y sus características técnicas.
horas Modificación de la masa Como propuesta de REDISEÑO proponemos encajes como el Neorromántico Color y el Boston. Estos utilizan tornilleria cromada que substituiriamos por pasadores de visendum anclados por ajuste a presión con mazo
Si queremos cambiar el proyecto para suprimir la tornilleria solo tendriamos que cambiar ligeramente la forma de las patas, y hacer un gasto energetico en cortar los perfiles de visendum extruidos para conseguir una nueva forma de unión.
Densidad Resistencia a la punción ( Dureza Brinell)
1217 Kg/m3 59,6 MPa
22 RESULTADOS
LIVIANO / STILL Como podemos ver en la grafica, en todas las categorias nuestro nuevo banco VISENDUM es mejor que las propuestas anteriores. Aún así debemos seguir evolucionando el proyecto. Como bien hemos dicho el seria mucho mejor si no tubiesemos uniones. Esto mejoraría el desigh for disassembly ademas de disminuir costes de producción y de montaje. También es importante mencionar que al hacer las patas de cemento, si conseguimos deshacernos de las uniones nos resultará mejor para las propiedades mecanicas del banco puesto que el cemento se agrieta más facilemente si le añadimos taladrado. Como vemos en la imagen, al comparar el ACV completo del LIVIANO / STILL obtenemos un resultado muy diferencial. Al modelo final le damos la nomenclatura de Neorromático STILL.
86% LIVIANO
168 Kg CO2 eq
Promedio de todas las categorías: Nuestro producto Neorromántico STILL tiene un impacto 1/4 del impacto del Neorromántico LIVIANO
14% STILL
42 Kg CO2 eq
-75% Huella ecológica
Hacemos la simulación de un liston, aplicandole toda a fuerza de las 6 personas, los 5000N, para ver hasta que punto sufre nuestro producto en situaciones de maximo estres. Esta primera imagen es el liston de perfil de aluminio. Lo hemos restringido generando las superficies donde estria anclado a las patas.. El resultado es de 1.7 inverso al factor de seguridad, esto implida que el producto podria romper; aún así debemos tener en cuenta que la fuerza se distribuye en todos los listones y que es imposible que se focalize toda la fuerza del peso de 5 personas en un mismo punto de un solo listón.La deformación esta exagerada al 90% para ver qué pasaría en este caso de estudio. Importante recalcar que el 3D ha sido realizado sín saber el grosor del perfil de los listones. Se ha tratado con 2mm, solo que añadiesemos otro milímetro los resultados serian mucho mejores, llegando incluso a ofrecer un factor de seguridad en el caso extremo del estudio
Los listones de visendum son solidos, así que, aun que tienen unas propiedades menores al aluminio, ofrecen unas propiedades aceptables. De buenas a primeras podemos decir que tiene unas propiedades equiparables a la madera tropical y por lo tanto ya entra como posibilidad viable. Podemos ver que ya se ha simulado con el encaje sin uniones que haria servir el banco.
23 SEGURIDAD RESTRICCIONES, FUERZAS Y MATERIALES Para poder simular un objeto debemos hacerlo por piezas y simulando la zona por la que estara sustentado. Si lo simulamos como conjunto, aparte de no poder asignar diferentes materiales, los resultados obtenidos no son fiables puesto que analiza el objeto en 3D como un solo cuerpo sólido. Asignamos el aluminio y creamos el visendum, con las propiedades que nos pide el CREO2 (densidad, limite elástico, coeficiente de poisson...). Aplicaremos una fuerza de 5000 N, el resultante de seis personas sentadas a la vez. RESULTADOS Como es evidente, el aluminio dá un mejor resultado, con un limite de criterio de rotura muy inferior al del visendum. Esto es debido a su limite elástico a tensión. Debemos tener en cuenta la flexibilidad del visendum enfrente de la rigidez del aluminio, puesto que si nuestras uniones son por encaje no queremos ni que los listones rompan, ni que se salgan de su posición.
24
25
CONCLUSIÓN
26 VALORACIÓN DEL PROYECTO
CONCLUSIÓN Hemos conseguido un producto que reduce un XXXXXX %. Consideramos que es una mejora importante y mas adelante veremos que ecoetiquetado creemos que podriamos conseguir para nuestro producto. Debemos mencionar que la metodología ACV tiene ciertos problemas puesto que no tiene en consideración ciertos aspectos, como hemos mencionado con el visendum previamente. Aún así hemos intentado seleccionar todos los materiales teniendo en cuenta las entradas implicitas que ofrece en el simapro.
27
1
2
3
4
28
Los planos de producción son los del Neorromántico LIVIANO, estan extraídos del 3D realizado.
787.714
PLANOS DE PRODUCCIÓN
A
B
Es la página izquierda tenenmos las medidas básicas, y en la derecha tenemos el escandallo de planos.
C
D
1600 1700 Data Projectat:
18/07/14
5
6
7
29 A
454
103.6°
B
CONJUNTO B 00 00
647
C
D
Nom Martí Solà
Escala
Sense mecanitzar 6.3
Just net
Aquest plànol es propietat de
PATA B 00 01 (x2) LLISTO B 00 02 (x5) LLISTO CORVAT B 00 03 (x2) TAPA B 00 04 (x10)
TAPA CORVADA B 00 05 (x4) CARGOLS M6xL13 (x28) FEMELLA M6 (x28)
1
2
3
4
5
6
7
A
A
454
787.714
103.6°
B
B
647
C
C
1600
D
D
1700 Data
Nom
Projectat:
18/07/14
Martí Solà
Dibuixat:
18/07/14
Martí Solà
Descripció:
MESURES SENSE TOLERÀNCIA SEGONS DIN 7168 GRAU MIG Grau de precisió
E
MIG
>0.5-3
>3-6
>6-30
0.1
0.1
0.2
>30-120 >120-315 >315-1000 0.3
0.5
COTES ANGULARS SENSE INDICACIÓ DE TOLERÀNCIA
1
2
3
0.8 30'
4
Tractament:
1:10
3.2
0.8 0.4
A3
-
ELISAVA
Just net Acabat bast
Queda PROHIBIDA la seva reproducció.
Acabat fi Rectificat bast
Material
Rectificat fi
Format Nº Fulla
-
Aquest plànol es propietat de
Sense mecanitzar 6.3
1.6
B 00 00
Acabat:
Escala
1 de 1
Nº Plànol
Substitueix a:
-
Pes (Kg)
26.32
B 00 00
E
Revisió:
1
Substituït per:
ELISAVA Escola Superior de Disseny. 5
La Rambla 30-32 08002 Barcelona SPAIN www.elisava.net 6
7
1
2
3
4
6
7
8
9
10
324
101.9
A
A
82
138.3
A
5
R3
2.2 R79 7.2 R80
41.7
8.4
5
0
R1
B
775.409
B
DETALLE
A 50
A C
C
SECCIÓN
6.25
A-A
647.456
M6
B
B
D
D
50
13.1
201.7 5
19.1 15 240.9
139.8
775.4
M6
M6
105
F
R283.2
7.4
401.1
10.4°
E
R9
412.7
563.2
E
394.1
73
°
19
M6
12
A
105
DETALLE ESCALA 2:1
69.5
M6
R279.8
115
MESURES SENSE TOLERÀNCIA SEGONS DIN 7168 GRAU MIG
2
SECCIÓN
21. 1
Data
Nom
Escala
Projectat:
19/06/14
Martí Solà
Dibuixat:
19/06/14
Martí Solà
1:10
Descripció:
M6
G
F
Grau de precisió
B-B
MIG
>0.5-3
>3-6
>6-30
0.1
0.1
0.2
0.3
0.5
COTES ANGULARS SENSE INDICACIÓ DE TOLERÀNCIA
2
3
4
5
6
Acabat:
0.8 30'
7
Tractament:
1.6 0.8
POTA
>30-120 >120-315 >315-1000
Sense mecanitzar 6.3 3.2
0.4
A2
-
ELISAVA
Acabat bast
Queda PROHIBIDA la seva reproducció.
Acabat fi
Material
Rectificat bast Rectificat fi
Format Nº Fulla
-
Aquest plànol es propietat de
Just net
AL6061
Nº Plànol
1 de 1
Substitueix a:
Pes (Kg) 14 G
B 00 01
Revisió:
Substituït per:
ELISAVA Escola Superior de Disseny. 8
La Rambla 30-32 08002 Barcelona SPAIN www.elisava.net 9
10
1
-
-
0.4
0.8
1.6
3.2
6.3
A 46 ±0.3
Nº Plànol
Material
2.12 Revisió:
B 00 02
-
Pes (Kg)
1
Queda PROHIBIDA la seva reproducció.
ELISAVA
M6
R2
Aquest plànol es propietat de
22 ±0.2
La Rambla 30-32 08002 Barcelona SPAIN www.elisava.net
Substituït per:
Substitueix a:
1 de 1
Rectificat fi
Rectificat bast
Acabat fi
Acabat bast
Just net
Sense mecanitzar
A-A
A DETALLE ESCALA 1:2
SECCIÓN ESCALA 1:2
Format Nº Fulla
A4
1:10
Escala
ELISAVA Escola Superior de Disseny.
Tractament:
Acabat:
Martí Solà
Martí Solà
Nom
LLISTÓ
20/06/14
Descripció:
20/06/14
Projectat:
Data
A
30
1700 Dibuixat:
90
A
DETALLE
2
8.75 ±0.2 35±0.3
20/06/14
Martí Solà
Martí Solà
Nom
-
-
R10
2
A-A
A DETALLE ESCALA 1:2
32.3
0.4
0.8
1.6
3.2
Nº Plànol
Material
2.70 Revisió:
B 00 03
-
Pes (Kg)
1
Queda PROHIBIDA la seva reproducció.
ELISAVA
M6
0.001
Aquest plànol es propietat de
R333.1
La Rambla 30-32 08002 Barcelona SPAIN www.elisava.net
Substituït per:
Substitueix a:
1 de 1
Rectificat fi
Rectificat bast
Acabat fi
Acabat bast
Just net
Sense mecanitzar
Format Nº Fulla
A4
1:10
6.3
SECCIÓN ESCALA 1:2
28.5 Escala
ELISAVA Escola Superior de Disseny.
Tractament:
Acabat:
38
LLISTÓ CORVAT
Descripció:
20/06/14
1700 Projectat:
Data
A
271
Dibuixat:
125
DETALLE
22 ±0.2
R1
70 ±0.3
R303.1
8.75 ±0.2 35±0.3 29.6
R2.
86
Martí Solà
-
-
0.4
0.8
1.6
3.2
6.3
Nº Plànol
Material
0.01 Revisió:
B 00 04
-
Pes (Kg)
1
Queda PROHIBIDA la seva reproducció.
ELISAVA
Aquest plànol es propietat de
R0 .7
La Rambla 30-32 08002 Barcelona SPAIN www.elisava.net
Substituït per:
Substitueix a:
1 de 1
Rectificat fi
Rectificat bast
Acabat fi
Acabat bast
Just net
Sense mecanitzar
26
Format Nº Fulla
A4
2:1
Escala
ELISAVA Escola Superior de Disseny.
Tractament:
Acabat:
Nom Martí Solà
TAPA
20/06/14
Descripció:
20/06/14
Projectat: Dibuixat:
Data
7
R0. 2
-
-
0.4
0.8
1.6
3.2
6.3
Nº Plànol
Material
0.02 Revisió:
B 00 05
-
Pes (Kg)
1
Queda PROHIBIDA la seva reproducció.
ELISAVA
Aquest plànol es propietat de
La Rambla 30-32 08002 Barcelona SPAIN www.elisava.net
Substituït per:
Substitueix a:
1 de 1
Rectificat fi
Rectificat bast
Acabat fi
Acabat bast
Just net
R0
R8
4
.6
R0.
R0.4
13.4
Sense mecanitzar
Format Nº Fulla
A4
1:1
Escala
ELISAVA Escola Superior de Disseny.
Tractament:
Acabat:
Martí Solà
Martí Solà
Nom
TAPA LLISTÓ 2
20/06/14
Descripció:
20/06/14
Projectat:
0.001
Dibuixat:
Data
2
R330.7
R305.1
34.3
11.186 108.8