Aspiradora de mano by Pablo Catalán

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Diseño de una aspiradora de mano

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GRUPO 2 Pablo Catalán Pachés Arantxa Domingo Cerdán Iván Mateu López Andrea Val Castel 1

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ÍNDICE 1. DISEÑO CONCEPTUAL 1.1. ESTUDIO DE LOS MODELOS EXISTENTES DEL MERCADO 1.2. ESTUDIO DE LA NORMATIVA 1.3. ESTUDIO DE PATENTES 1.4. ANÁLISIS DE LOS REQUISITOS 1.5. GENERACIÓN, EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS 2. DISEÑO DESDE EL PUNTO DE VISTA AMBIENTAL 2.1. APLICACIÓN DE LAS ESTRATEGIAS DE ECODISEÑO 2.2. SELECCIÓN INICIAL DE MATERIALES 2.3. DEFINIR LA ESTRUCTURA FINAL DEL PRODUCTO TENIENDO EN CUENTA LAS RECOMENDACIONES DE DISEÑO PARA DESENSAMBLAJE Y UTILIZACIÓN DE ENERGÍA 2.4. COMPARATIVA AMBIENTAL DE DOS ASPIRADORAS DE MANO 3. SISTEMA ELÉCTRICO DEL PRODUCTO 3.1. CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES DEL APARATO 3.2. ESQUEMA ELÉCTRICO Y ELECTROLITO 3.3. COMPONENTES ELÉCTRICOS NECESARIOS 3.4. VALORES NOMINALES DE FUNCIONAMIENTO 3.5. TIPO Y SECCIÓN DEL CABLEADO.

Pág. 3 Pág. 3 Pág. 3 Pág. 7 Pág. 10 Pág. 14 Pag. 14 Pág. 16 Pág. 19

Pág. 24 Pág. 40 Pág. 40 Pág. 40 Pág. 42 Pág. 43 Pág. 43

4. ACABADO SUPERFICIAL

Pág. 44

5. ENVASE Y EMBALAJE

Pág. 46

5.1. ALMACENAMIENTO Y COMERCIALIZACIÓN 5.2. ENVASE FUNCIONAL Y ARTÍSTICO 5.3. ENVASE ECONÓMICO 5.4. SELECCIÓN DEL ENVASE

Pág. 46 Pág. 49 Pág. 54 Pág. 57

6. BIBLIOGRAFIA

Pág. 58

7. ANEXOS

Pág. 59

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1. INTRODUCCIÓN 1.1. ESTUDIO DE LOS MODELOS EXISTENTES DEL MERCADO Tras realizar un estudio de mercado (Ver anexo 1. Estudio de modelos existentes en el mercado) se han clasificado los diferentes productos existentes en el mercado, en la siguiente tabla: Aspirador de mano sin cables Uso ligero Uso general Uso intensivo Aspirador de mano con cables Uso casa Uso coche

Voltaje

Potencia

Baterías 3 Ni-MH 6 Ni-MH 10 Ni-MH

Tiempo de carga 16 h 16h 16h

Tiempo de uso 7,5 – 10 min 9 -12 min 6 – 20 min

3,6V – 4,8V 7,2 – 9,6V 10,8 – 40V

9,6 – 30W 12 – 30W 16,5 – 35W

12 V

800 – 900 W 11 – 12,5W

No No

Ilimitado Ilimitado

Después de realizar el estudio de mercado se ha decidido desarrollar una aspiradora sin cable, que funcione con baterías, puesto que así se facilita su uso.

1.2. ESTUDIO DE LA NORMATIVA A continuación dividimos la normativa encontrada en dos grandes grupos. Por un lado normativa general de los productos eléctricos y por otro lado normativa que tiene en cuenta consideraciones ambientales.

Normativa UNE 20-450-84 Seguridad de los aparatos electrodomésticos y análogos. Condiciones generales. UNE-EN 60335-2-2:2003/A1/A2 Aparatos electrodomésticos y análogos. Seguridad. Parte 2-2 Requisitos particulares para aspiradores y aparatos de limpieza por aspiración de agua. UNE-EN 60335-2-68 Aparatos electrodomésticos y análogos. Seguridad. Parte2-68 Requisitos particulares para máquinas de limpieza por pulverización y aspiración, para uso industrial y comercial. UNE-EN 60704-2-1 Aparatos electrodomésticos y análogos. Código de ensayo para la determinación del ruido acústico aéreo. Parte 2-1 Requisitos particulares para aspiradores de polvo.

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Normativa ambiental A continuación se muestra un listado con la normativa ambiental. UNE-EN ISO 14040 Gestión ambiental. Análisis del ciclo de vida. Requisitos y directrices. UNE-EN ISO 14044 Gestión ambiental. Análisis del ciclo de vida. Principios y marco de referencia. UNE ISO 14050 Gestión ambiental. Vocabulario. UNE 150008 Análisis y evaluación del riesgo ambiental. UNE 150301 Gestión ambiental del proceso de diseño y desarrollo. Ecodiseño.

1.3. ESTUDIO DE PATENTES Seguidamente se muestran algunas de las patentes más interesantes que nos pueden servir, de algún modo, como referencia a la hora de diseñar nuestro producto.

PATENTE: 2110216 T3 - Aspirador

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PATENTE: 2325535 T3 - Aspirador manual

US 2006156509 A1 - Aspiradora con asa plegable

US1861261 (A) - Aspiradora de mano

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USD562511S1 – Parte-asa de una aspiradora

3. 4. 5. 6.

PATENTES TRADUCIDAS AL CASTELLANO MODELO DE UTILIDAD: 0276261 U - Aspirador de polvo manual MODELO DE UTILIDAD: 1015349 U - Aspiradora eléctrica PATENTE: 2099450 T3 - Limpiador de vacío ciclónico PATENTE: 2110216 T3 - Aspirador PATENTE: 2126541 T3 - Aparato para limpiar suelos alfombras y similares PATENTE: 2146939 T3 - Aspirador de polvo en particular aspirador de polvo manual PATENTE: 2193307 T3 - Aspirador de polvo PATENTE: 2221542 B2 - Aparato colector de polvo de ciclón para una aspiradora PATENTE: 2244583 T3 - Conjunto de tubo flexible y tubo aspirador de mano PATENTE: 2266976 T3 - Aspiradora PATENTE: 2274765 T3 - Aspiradora (2) PATENTE: 2310163 T1 - Aspirador manual (2) PATENTE: 2325535 T3 - Aspirador manual PATENTE: 8103640 A1 - Aspiradora de polvo de cepillo destinada a ser sostenida con la mano

PATENTES SIN TRADUCCIÓN AL CASTELLANO EE.UU. D611666 (S1) - Aspirador manejar CN 1473539 (A) - De mano aspiradora con boquilla de aspiración rotativa EE.UU. 1861261 (A) - aspirador de mano EE.UU. D611665 (S1) - estanque de vacío de mano limpia DE 202009008837 (U1) - Wiederaufladbarer Handstaubsauger MIT einem Abfalleimer zur einfachen Entladung von Abfall mittels eines Vibrationssystems EE.UU. 2009282643 A1 - Aspirador con mango desmontable EE.UU. 2009276975 A1 - Aspirador bloqueo de la palanca EE.UU. D568015S1 - Mango para el vacío palo limpio EE.UU. D581613S1 - Mango para el aspirador EE.UU. D562511S1 - Aspirador parte del asa EE.UU. D548905S1 - Aspirador andel EE.UU. 2006156509 A1 - Aspirador con asa plegable GB 2413063 A - Aspirador con mango de aspiración

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1.4. ANÁLISIS DE LOS REQUISITOS 1.4.1. DEFINICIÓN DE OBJETIVOS A continuación se ha definido un listado con los objetivos de diseño que deseamos que cumpla nuestro producto. Para realizar el listado se ha considerado la relación entre el usuario y el producto. Objetivos de diseño 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.

Que se pueda utilizar tanto para limpiar líquidos como sólidos Que sea lo más económica posible Que el coste de reciclado sea el menor posible Que se limpie con facilidad Que el contenedor sea sin bolsa Que el depósito tenga la máxima capacidad posible Que sea ligera Que sea ergonómica Que el filtro sea lavable Que se pueda utilizar tanto conectada a la luz como con baterías Que tenga accesorios para alcanzar rincones difíciles Que tenga distintos niveles de potencia Que tenga un sistema anti retorno de la suciedad Que el cierre del depósito sea seguro Que permita saber el nivel de llenado del depósito Que sea fácil de vaciar el contenido Que haga el mínimo ruido posible

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1.4.2. ANÁLISIS DE OBJETIVOS 1. Que se pueda utilizar tanto para limpiar líquidos como sólidos 2. Que sea lo más económica posible a. Que el precio no supere en más de un 20% del precio de productos similares 3. Que el coste de reciclado sea el menor posible a. Que el coste de reciclado no supere en más de un 20% el coste de reciclado de productos actuales 4. Que se limpie con facilidad a. Que permita limpiar el contenedor con agua jabonosa simple 5. Que el contenedor sea sin bolsa 6. Que el depósito tenga la máxima capacidad posible. a. Que el depósito tenga por lo menos un volumen superior a un 20% de la media de los productos actuales 7. Que sea ligera a. Que pese por lo menos un 10% menos de la media de los productos actuales 8. Que sea ergonómica a. Que cumpla con las tablas de ergonomía actuales 9. Que el filtro sea lavable a. Que el filtro se pueda lavar con agua jabonosa simple 10. Que se pueda utilizar tanto conectada a la luz como con baterías 11. Que tenga accesorios para alcanzar rincones difíciles 12. Que tenga distintos niveles de potencia a. Que tenga por lo menos 2 niveles de potencia diferentes 13. Que tenga un sistema anti retorno de la suciedad 14. Que el cierre del depósito sea seguro 15. Que permita saber el nivel de llenado del depósito a. Que disponga de un sistema de información sobre el nivel del depósito 16. Que sea fácil de vaciar el contenido a. Que no se tarde más de 60 segundos en vaciar el contenido 17. Que haga el mínimo ruido posible a. Que el ruido en funcionamiento no supere los XX Db.

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1.4.3. DEFINICIÓN DE LAS VARIABLES Objetivo

Nº de variable

1 2 3 4

1 2.1 3.1 4.1

5 6 7 8

5 6.1 7.1 8.1

9.1

10 11 12 13 14 15

10 11 12.1 13 14 15

16 17

16.1 17.1

Variable Tipos de suciedad absorbentes Precio Coste reciclado Valor nominal: Posibilidad de lavarse con agua jabonosa simple Valor nominal: Existencia de bolsa Volumen del depósito Peso del producto Valor nominal: Cumplimiento de tablas de ergonomía Valor nominal: Posibilidad de lavarse con agua jabonosa simple Tipos de fuentes de alimentación Tipos de accesorios para rincones difíciles Números de niveles de potencia Valor nominal: Existencia de sistema antiretorno Modo de cierre Valor nominal : Existencia de sistema de información de nivel Tiempo empleado en vaciar el deposito Ruido producido en funcionamiento

Unidad € €

l Kg

s Db

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1.5. GENERACIÓN, EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS A partir de los objetivos de diseño explicados en al apartado anterior, se han generado varias alternativas de diseño formal. A continuación se muestran junto a una breve descripción de cada una:

Alternativa 1

Aspiradora con posibilidad de esconder el mango y el tubo aspirador.

Alternativa 2

Aspiradora con asa permanente y posibilidad de extracción del depósito del polvo.

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Diseño de una aspiradora de mano Alternativa 3

Aspiradora con mango permanente y bolsa de plástico lavable para una reducción de volumen.

Alternativa 4

Aspiradora con mango permanente y posibilidad de extracción de depósito de polvo.

Alternativa 5

Aspiradora con posibilidad de reducir el volumen mediante un mango extensible.

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Aspiradora que permite, cambiar la posición del mango para reducir el tamaño del embalaje.

Una vez generadas y definidas las alternativas, se ha realizado la selección de la alternativa final. Se disponen las alternativas en columnas y los objetivos de diseño en filas, de manera que, la que cumpla en mayor cantidad los objetivos de diseño definidos será la alternativa final seleccionada. Se puntúa del 0 al 1 en función si cumple (1), si no cumple (0). No todos los objetivos pueden ser cuantificados, por lo que se ha realizado una selección de objetivos de diseño optimizables: E 1. Que se pueda utilizar tanto para limpiar líquidos como sólidos E 2. Que se limpie con facilidad E 3. Que el contenedor sea sin bolsa E 4. Que sea ergonómica E 5. Que el filtro sea lavable E 6. Que se pueda utilizar tanto conectada a la luz como con baterías E 7. Que tenga accesorios para alcanzar rincones difíciles E 8. Que tenga distintos niveles de potencia E 9. Que tenga un sistema anti retorno de la suciedad E 10. Que permita saber el nivel de llenado del depósito E 11. Que sea fácil de vaciar el contenido

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0,5

0,4

0,3

0,5

0,6

0,5

0,8

0,5

0,1

0,5

0,4

0,3

0,6

0,5

0,3

0,4

0,1

0,7

0,8

0,7

0,6

0,2

0,4

0,8

0,4

0,6

0,7

0,9

0,5

0,4

0,8

0,5

0,1

0,9

0,3

0,6

0,5

0,3

0,7

E 10

0,4

0,5

0,1

0,9

E 11

0,7

0,6

0,2

0,5

0,2

∑

6,9

6,2

6,1

7,6

5,4

7,8

Finalmente, la alternativa que cumple en mayoría los objetivos definidos es la Alternativa 6:

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2. DISEÑO DESDE EL PUNTO DE VISTA AMBIENTAL 2.1. APLICACIÓN DE LAS ESTRATEGIAS DE ECODISEÑO @. Desarrollo de un nuevo concepto. - Instrucciones de uso gravadas en el producto. - Asa integrada (que no sobresalga). - Asa de sección abierta - Asa abierta. - Reducir numero de botones; botones con varias funciones. - Disminuir espesor de la carcasa del producto.

1. Selección de materiales de bajo impacto: - Utilización de bio-plásticos. - Utilizar plásticos procedentes de envases alimenticios. - Minimizar el uso de metales en el producto. - Utilizar plásticos fácilmente reciclables.

2. Reducción de uso de materiales: - Utilizar un único material para la mayoría de los componentes o piezas del producto. - Uso de sistemas de fijación integrados para evitar el uso de distintos materiales. - Minimizar el volumen del producto. - Uso de materiales ligeros. - Utilizar la menor cantidad de material posible. - Reducir el volumen del producto.

3. Optimización Sistema de distribución - Embalaje adaptado a las medidas de las paletas normalizadas. - Embalaje adaptado a la forma del producto y que sea el mínimo posible. - Posibilidad de que el usuario pueda reutilizar el embalaje. - Información impresa en el mismo embalaje (sin pegatinas). - Reducir el uso de tintas.

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4. Reducción del Impacto durante el uso - Uso de baterías recargables. - Posibilidad de recargar baterías con placas solares. - Reducir el ruido lo máximo posible. - Reducir el consumo de energía. - Aprovechar al máximo la energía.

5. Optimización de vida útil - Que consuma la menor energía posible. - Que la batería aguante el mayor tiempo posible. - Facilitar el acceso a los componentes. - Utilizar componentes universales.

6. Optimización del sistema de Fin de Vida - Sistemas de desensamblaje rápido (pestañas). - Piezas estándar (disponibilidad de recambios).

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2.2. SELECCIÓN INICIAL DE MATERIALES Para realizar la primera selección de materiales nos hemos centrado en el material de la carcasa de la aspiradora. Para seleccionar el material de la carcasa se han definido previamente los requisitos básicos del material. En nuestro caso queremos un material que sea ligero, fácil de limpiar, resistente a golpes, resistente al agua y con buena fabricación en serie. Una vez definidos los requisitos se han seleccionado varios materiales de la familia de los polímeros puesto que son los que mejor cumplen con las especificaciones anteriores y además tienen un menor coste de producción y de materia prima. A continuación se han seleccionado algunos posibles materiales para la realización de la carcasa y sus principales características. Poliestireno (PS): Es transparente barato y fácil de modelar. Sus propiedades mecánicas aumentan con la adición de butadieno pero la transparencia disminuye. Densidad: 1.04*10^3 kg/m^3 Precio: 1.09 €/Kg Módulo de Young: 1.2 GPa Tenacidad: 0.7 MPa/m Ecopropiedades: Energía empleada en la producción primaria: Co2 emitido en la producción primaria Reciclable Marca de reciclaje:

Polivinilocloridrico (PVC): Es uno de los materiales más baratos y versátiles. Densidad: 2.14*10^3 kg/m^3 Precio: 0.711 €/Kg Módulo de Young: 2.14 GPa Tenacidad: 1.46 MPa/m Ecopropiedades: Energía empleada en la producción primaria: 68MJ/Kg Co2 emitido en la producción primaria 2.2 Kg/kg Reciclable Marca de reciclaje:

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Policarbonato (PC): Tiene mejores características mecánicas que otros polímeros más baratos. Tiene buena transparencia y elevada rigidez incluso si es sometido a altas temperaturas. Densidad: 1.14*10^3 kg/m^3 Precio: 2.8 €/Kg Módulo de Young: 2 GPa Tenacidad: 2.1 MPa/m Ecopropiedades: Energía empleada en la producción primaria: 105 MJ/Kg CO2 emitido en la producción primaria 5.4Kg/kg Reciclable Marca de reciclaje:

Polietileno (PE): Es muy resistente al agua dulce y salada, comida y a la mayoría de disolucones de base agua, es barato y my fácil de modelar, acepta un gran rango de colores, y puede ser transparente o translúcido, se puede dar textura de metar pero es difícil imprimir en el. Densidad: 939 kg/m^3 Precio: 0.963 €/Kg Módulo de Young: 0.621 GPa Tenacidad: 1.44 MPa/m Ecopropiedades: Energía empleada en la producción primaria: 76.9 MJ/Kg CO2 emitido en la producción primaria 1.95Kg/kg Reciclable Marca de reciclaje:

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2.3. DEFINIR LA ESTRUCTURA FINAL DEL PRODUCTO TENIENDO EN CUENTA LAS RECOMENDACIONES DE DISEÑO PARA DESENSAMBLAJE Y UTILIZACIÓN DE ENERGÍA 2.3.1. DISEÑO DESDE EL PUNTO DE VISTA AMBIENTAL a. Diseño para el desmontaje y reciclaje. Para facilitar el desmontaje, se ha seleccionado un motor y un ventilador los cuales van unidos mediante presión y al abrir la carcasa se separarán los dos fácilmente. En cuanto a la circuitería aun no se ha diseñado exactamente los componentes necesarios, pero se ha estimado su tamaño en función de otros modelos y se ha dejado espacio suficiente para albergarla en el mango de la aspiradora.

b. Fijaciones y uniones La aspiradora se ha diseñado de forma que la mayoría de las uniones se realizan mediante encastes, puesto que es la forma preferible de fijación y unión de piezas plásticas, ya que se facilita su montaje, desmontaje y por lo tanto el reciclaje. Pero nos hemos visto obligados a utilizar uniones con tornillos, para unir las dos partes de la carcasa, puesto que es la única unión desmontable que permite proteger el contenido eléctrico de desmontajes imprevistos, como pueden ser una caída repentina al suelo. Las cabezas de estos tornillos serán todas iguales y normalizadas según la DIN 963 facilitando de esta forma el recambio de elementos internos. Todas las piezas están marcadas interiormente por el propio proceso de inyección del plástico para reconocerlas fácilmente, según la norma ISO 14000.

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Los componentes van fijados mediante presión y sustentados gracias a los nervios de la carcasa.

b. Pinturas y acabados decorativos. Las piezas obtendrán color durante la etapa de inyección debido a la propia coloración de la granza, de esta forma se reducen costes y su impacto ambiental al no utilizar pinturas ni disolventes. Con esto se consiguen piezas con color uniforme.

c. Diseño para la reciclabilidad de materiales. Se ha tomado como punto de partida, una aspiradora de la marca ufesa, para mejorar el impacto ambiental de la aspiradora, se ha reducido el espesor de muchas de las piezas, también el volumen total de la aspiradora principalmente cambiando la forma del frontal y optimizando los espacios libres. Además de los posibles materiales que podían cumplir las funciones que se necesitaban, se han seleccionado los que presentan menor impacto ambiental según la base del datos del CES Edu Pack 2009, por lo cual se podría usar material reciclado o que éste material se reciclara posteriormente. Expuestos en el punto 2.2. Los diferentes componentes de la aspiradora serán de un único material con lo que se facilitara su reciclaje, a excepción del la carcasa, la cual deberá ser destornillada y desmontada para eliminar toda la circuitería. Esta circuitería esta soldada entre sí, con lo que será fácil de separa del resto de la aspiradora pero no será fácil separa los distintos componentes entre sí. Los materiales principales se han considerado el PC (policarbonato) para la boquilla, y PP (polipropileno) para la carcasa, asa, tapa trasera, e interruptor.

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d. Criterios/conceptos de diseño de piezas plásticas. Puesto que todas las piezas se deben fabricar por inyección de plásticos, los espesores variarán entre 3 y 2 mm. Se han utilizado 3 mm para las partes exteriores y 2 mm para las interiores. También se ha utilizado nervios para rigidizar las superficies, además de para soportar el motor, el ventilador y otros componente críticos como la placa impresa del circuito eléctrico. Con todas estas consideraciones se ha conseguido que con secciones huecas la resistencia sea similar que si se hubieran utilizado secciones macizas, disminuyendo el peso, la cantidad de material; y por lo tanto el impacto ambiental del producto. En el diseño de la nueva aspiradora, se ha intentado compactar mucho su forma, para reducir la cantidad de material respecto al tamaño del modelo de referencia de ufesa.

Parte frontal

Conjunto agarre

Aspiradora ufesa Ancho 11cm. Largo 21cm. Espesor: 3mm Altura media: 6,5 cm Largo: 23 cm. Ancho 10. Espesor3mm. Altura media 10cm

Nuestra aspiradora Ancho 11cm. Largo 12cm. Espesor: 3mm Altura media: 5,5cm Largo: 18 cm. Ancho 12. Espesor3mm. Altura media 8,2cm

f. Marcado/etiquetado. Las inscripciones que se deben realizar en las diferentes piezas para su identificación, durante el proceso de retirada del producto, se realizarán durante el proceso de inyección del plástico, puesto que de esta forma no intervienen otros metales o productos químicos y además si la serie es grande es el método más rentable.

g. Diseño para el mantenimiento. Todas las piezas pueden ser sustituidas por separado, pero no son piezas estándar, así que la posibilidad de ofrecer recambios depende del fabricante y distribuidor. Toda la parte de componentes eléctricos si son componentes estándar tanto los dispositivos electrónicos, el motor y las hélices utilizadas. Para el intercambio de estas piezas el único residuo sería la pieza estropeada. Las diferentes operaciones de mantenimiento, se realizarán por el usuario, ya que no sería rentable pagar la mano de obra para reparar, por esto son piezas muy fáciles de ensamblar y cambiar. La mayor dificultad sería la sustitución de las baterías tras su ciclo de vida, ya que debe tener la forma del adaptador de esta aspiradora. Por lo que la vida funcional de la aspiradora, viene determinada por el número de ciclos de las baterías.

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Teniendo en cuenta los criterios explicados anterior mente y los ciclos de vida de cada batería, y que la densidad de corriente necesaria no es muy grande se ha decidido utilizar una batería de Níquel Cadmio.

h. Prevención de la contaminación. El producto estará clasificado según la clasificación de la AEE y RAEE, como pequeño electrodoméstico, por lo cual durante su uso se gastará energía eléctrica, la cual tendrá un gran peso dentro del impacto ambiental global de la aspiradora. Para intentar reducir este impacto, se ha reducido la distancia entre el ventilador y el extremo de la boca de absorción, de esta forma se obtiene la misma capacidad de absorción, pero usando menos potencia, lo que conlleva menor consumo de las baterías y por lo tanto una mayor autonomía del producto.

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2.3.2. ANALIZAR LAS PIEZAS A SEPARA POR LA LEGISLACIÓN O POR OTROS MOTIVOS Y LA FORMA DE ACCEDER A ELLAS (INSTRUCCIONES PARA EL GESTOR). Para la realización de la aspiradora se ha tenido en cuenta las diferentes normativas de obligado cumplimiento existentes en la Unión Europea (UE). Envases y residuos de envases : Residuos Aparatos eléctricos y Electrónicos (RAEE) Sustancias Peligrosas en Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RUSP) Ecodiseño de productos que utilicen energía (PuE) Ecodiseño en productos relacionados con la Energía (PrE) El real decreto RD208/2005 sobre AEE y RAEE pretende establecer unas medidas de prevención en la fase del diseño y fabricación, determina como gestionar los productos y sus residuos, operaciones de tratamiento etc. En nuestro caso al realizar el diseño de una aspiradora eléctrica nos situamos dentro del /2005 sobre AEE y RAEE en la categoría 2: Pequeños electrodomésticos. Este real decreto establece una pauta a seguir a los diseñadores para facilitar la retirada del mercado del producto: Diseñar los aparatos sin metales pesados ni compuestos orgánicos persistentes. Diseñar y producir para facilitar el desmontaje, reparación, reutilización y reciclaje. Proporcionar a los gestores de RAEE toda la información para el desmontaje, identificación de materiales y componentes y localización de sustancias peligrosas. Informar a los usuarios de los criterios para una buena gestión, sistemas de devolución, gratuidad y recogida selectiva. Para favorecer el trabajo del gestor se realizarán los siguientes pasos:

1. Se definirán los pasos a seguir para proceder al desensamblaje del producto:

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Para su desensamblaje, primero se separa mediante tracción el cabezal, la goma de estanqueidad, el soporte del filtro con el filtro y posteriormente se separa éste. Una vez se haya desmontado el frontal de la aspiradora, se pasará a desmontar la zona posterior, para ello se extraerá el depósito por presión y a continuación se eliminaran las baterías. Cuando ya tengamos solamente la carcasa, mediante el uso de destornilladores de estrella, se quitarán los 4 tornillos para acceder al interior de la aspiradora. Los componentes eléctricos y las hélices, se extraerán fácilmente, la hélice se separa del motor mediante tracción y el resto de los componentes serán inseparables, puesto que las distintas conexiones van soldadas.

2. Se marcará cada componente de plástico con su símbolo de reciclado correspondiente, la forma de la cual se realizara durante el proceso de inyección, considerando el mínimo uso de plásticos diferentes, a si mismo se concentrarán las piezas del mismo material en zonas determinadas y se facilitará la separación de los materiales no compatibles.

3. Se marcarán tanto las baterías como el packaging con el símbolo de la RAEE que identifica el producto como un producto que utiliza Residuos Aparatos Eléctricos y Electrónicos.

4. Además se procederá a identificar tanto el producto como el embalaje con el marcado europeo CE como que realizamos una autodeclaración de cumplimiento de la normativa europea.

5. Finalmente marcaremos el producto con el Punto verde puesto que se tendrá que pagar la tasa para la correcta retirada del envase.

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1.2.4. CRITERIOS ECOLÓGICOS DE OBLIGADO CUMPLIMIENTO DEFINIDOS EN LOS REGLAMENTOS DERIVADOS DE LA DIRECTIVA PUE – PRE QUE SON DE APLICACIÓN AL PRODUCTO A DISEÑAR. Los criterios ecológicos de obligado cumplimiento definidos en la directiva Pue-Pre que son aplicables a nuestro producto son los siguientes:

a. Reglamento_278_2009_pue_fte_alim_fto_vacio. Aplicable desde abril de 2009. En este reglamento se definen los requisitos de diseño ecológico aplicables a la eficiencia en activo de las fuentes de alimentación externas y a su consumo de energía eléctrica durante el funcionamiento en vacio. Es aplicable a nuestro producto ya que la aspiradora diseñada funciona mediante una batería que se carga a través de una fuente de alimentación externa conectada a la red eléctrica doméstica de 220V. La directiva indica los siguientes valores: Un año después de la entrada en vigor del reglamento: - El consumo eléctrico en vacío no excederá de 0,50 W. - La eficiencia media en activo no será inferior a: 0,500 · P O , para P O < 1,0 W; 0,090 · ln(P O ) + 0,500, para 1,0 W ≤ P O ≤ 51,0 W; 0,850, para P O > 51,0 W. Dos años después de la entrada en vigor del reglamento: - El consumo eléctrico en vacío no excederá de los siguientes límites:

- La eficiencia media en activo no será inferior a los siguientes límites:

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b.Reglamento_1275_2008_pue_modo_preparado_desactivado. Aplicable desde diciembre de 2008. El presente Reglamento establece los requisitos de diseño ecológico relacionados con el consumo de energía eléctrica en los modos preparado y desactivado. Asimismo, dicho Reglamento es de aplicación a los equipos eléctricos y electrónicos domésticos y de oficina. A efectos de este reglamento se entiende como «equipo ELÉCTRICO y electrónico doméstico y de oficina» todo producto que utiliza energía, por lo tanto es aplicable a nuestra aspiradora. Se definen los siguientes valores: Un año después de la entrada en vigor de la presente normativa: - En modo preparado el consumo eléctrico no debe superar 1W. - Si existe una función de visualización o de información de estado, el consumo eléctrico no debe superar 2W. Cuatro años después de la entrada en vigor de la presente normativa: - En modo preparado el consumo eléctrico no debe superar 0,5W. - Si existe una función de visualización o de información de estado, el consumo eléctrico no debe superar 1W.

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2.4. COMPARATIVA AMBIENTAL DE DOS ASPIRADORAS DE MANO. 2.4.1. METODOLOGÍA ACV. La metodología utilizada para realizar el análisis ambiental de cada uno de los dos productos para poder hacer la posterior comparativa, ha sido el ACV (Análisis del Ciclo de Vida) utilizando el programa Simapro 5.0. Este software permite calcular de una forma rápida y sencilla las emisiones equivalentes de cada una de las piezas en las fases establecidas para cada una de las categorías de impacto que se consideren oportunas.

Etapa I. Definición de objetivos, alcance y unidad funcional. Objetivos. El objetivo del estudio es la comparación en cuanto al impacto ambiental de dos productos. Por otra parte también se pretende saber que piezas/componentes, y etapas del ciclo de vida del producto rediseñado son las que tienen mayor impacto ambiental, y de esta forma poder tomar algún tipo de medida para disminuir todavía más su impacto.

Alcance. El alcance del estudio contempla las siguientes etapas del ciclo de vida: -

Adquisición de materias primas y fabricación. Distribución. Uso. Retirada.

Unidad funcional. La unidad funcional queda definida por el funcionamiento del producto 5 minutos al día durante una vida útil de 5 años.

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Diseño de una aspiradora de mano

Etapa II. Definición del inventario. Para poder realizar una comparativa ambiental, es necesario establecer las piezas/elementos que van a ser analizados. Partimos de dos productos que hemos llamado: “Aspiradora vieja” que es el producto de partida el cual queremos mejorar ambientalmente, y “Aspiradora nueva” que es el rediseño del anterior producto. A continuación se ha detallado en forma de tabla cada una de las piezas de ambos productos, los materiales, y los pesos; para poder utilizarlos como entradas del software de análisis ambiental utilizado.

ASPIRADORA VIEJA COMPONENTES Batería NiCd 8 pilas AA Bolsa envoltorio Caja Carcasa derecha Carcasa izquierda Contenedor Filtro Interruptor regulador Interruptor on-off Junta filtro Motor Muelle regulador Protector Soporte filtro Tacos Tapa filtro Tope batería Tornillos (x5)

MATERIAL LDPE Cartón ABS ABS PC Tejido algodón ABS ABS EPDM AISI 304 AISI 304 EPDM ABS PA 6 ABS ABS AISI 304 PESO TOTAL

PESO (g) 582,00 10,03 162,56 137,60 130,60 178,80 4,00 3,38 2,21 13,43 208,70 0,97 22,82 15,04 0,22 55,60 0,92 5,00 1533,88

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ASPIRADORA NUEVA COMPONENTES Boquilla Filtro Goma de estanqueidad Carcasa Asa Tapa trasera Interruptor Batería NiCd 8 pilas AA Motor Bolsa envoltorio Caja Tornillos (x5)

VOLUMEN (cm3) 60,20 29,72 1,20 110,83 17,38 18,96 1,56

DENSIDAD (g/cm3) PC 1,2 Tejido algodón 0,00028 EPDM 0,84 PP 1,25 PP 1,25 PP 1,25 PP 1,25 MATERIAL

AISI 304 LDPE Cartón AISI 304 PESO TOTAL

PESO (g) 72,24 0,01 1,01 138,54 21,73 23,70 1,95 582,00 80,00 8,00 95,00 5,00

1029,17

Para el cálculo de los pesos de las piezas del rediseño (aspiradora nueva) se ha modelado en 3D el producto mediante el software Pro-Engineer 3.0, el cual nos permite conocer el volumen de cada una de las piezas y mediante la densidad de los materiales utilizados podemos calcular el peso exacto de cada una de ellas. Se ha considerado que el producto rediseñado llevará la misma batería que el producto predecesor, ya que se pretende realizar mejoras ambientales en el nuevo producto desde la base del diseño de las piezas, y no mediante la utilización de otros elementos de carácter electrónico. En la medida de lo posible se han utilizado las bases de datos de inventario BUWAL.

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Para cada una de las diferentes etapas del ciclo de vida se han considerado los siguientes supuestos:

Materias primas y fabricación.  En esta etapa no se ha tenido en cuenta el transporte de las materias desde su lugar de extracción hasta la planta de procesado.  También se han considerado procesos de fabricación sin pérdidas de material, es decir, el peso de la pieza ha sido el valor introducido en la cantidad de material necesaria para la fabricación.  Se ha considerado que todas las piezas de plástico se han fabricado mediante el proceso de inyección, la bolsa de envoltorio mediante laminación y soplado, el motor al ser una pieza muy compleja y con muchas piezas no ha sido posible diferenciar cada una de las partes, por lo tanto se ha considerado un proceso de laminación de metal para la fabricación del motor; y por último la caja de cartón se fabrica mediante un proceso estándar de fabricación de cajas de cartón.

Distribución.  Transporte marítimo del producto desde Taiwán hasta Valencia por el canal de Suez, un total de 8304 millas náuticas, es decir, 13365 Km.  Transporte por carretera desde Valencia hasta Castellón, 70 Km.  El peso del europalet (25 Kg) equivalente para la unidad funcional se ha sumado al peso del producto considerando también el peso del embalaje: - Producto 1. Caben 90 aspiradoras por palet. Peso europalet eq. = 0,27 Kg. - Producto 2. Caben 256 aspiradoras por palet. Peso europalet eq. = 0,097 Kg.

Uso.  En los dos productos se utiliza la misma batería: 8 pilas AA de NiCd.  Aunque el motor es distinto, se considera el mismo consumo en ambos productos.  Vida útil del producto 5 años.  Capacidad de la batería = 1100 mAh = 1,1 Ah Consumo del motor = 2,28 A A partir de estos datos se obtiene una duración de la batería de 2 horas.  Uso del producto 5 minutos diarios  duración de la batería 12 días. Esto supone unas 30 cargas/ciclos de batería anuales, lo cual implica 150 cargas a lo largo de los 5 años de vida del producto.  Se estima una potencia del cargador de 10 W y que cada ciclo de carga completo dura 1 hora por pila (ver siguiente tabla), por lo tanto el tiempo de carga de la batería será de 8 horas al tener 8 pilas NiCd.

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Tabla: Comparativa de baterías. Fuente: Apuntes de diseño eléctrico para productos de consumo.

Para calcular el consumo eléctrico resultante de las cargas de la batería en todo su ciclo de vida: (150 cargas) x (8 horas) = 1200 horas Con una potencia del cargador de 10 W, se obtiene que el consumo eléctrico del producto durante todo su ciclo de vida es de 12 kWh.

Retirada.  Embalaje (10% del producto)  se recicla.  Componentes electrónicos (50 % del producto)  se recicla.  Resto (40 % del producto): - 70% se recicla  28% del producto - 30% vertedero  12% del producto  En total: - Un 88% del producto se recicla. - Un 12% del producto se tira al vertedero.

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Etapa III. Evaluación del impacto. Para la evaluación de los resultados se ha utilizado un análisis por categorías de impacto utilizando el método CML, lo cual nos permite obtener un indicador para cada una de las categorías de impacto, según norma UNE-EN ISO 14044 (2006). Las categorías de impacto estudiadas han sido: -

Calentamiento global.

Agotamiento de la capa de ozono.

Smog fotoquímico.

Acidificación.

Eutrofización.

Para realizar una correcta comparativa con datos que se puedan interpretar fácilmente, se han realizado gráficos de barras comparando los dos productos en cada una de las etapas del ciclo de vida para cada una de las categorías de impacto.

Calentamiento global (Kg CO2) 8 6,72

6,72

6 5

4,94

4,56

4 3 2

1,82

0,452

0,219

0 Mat.primas y fabricación

Distribución Aspiradora vieja

Uso

Retirada

Aspiradora nueva

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Destrucción de la capa de ozono (Kg CFC-11) 1,20E-06 9,71E-07 9,71E-07

1,00E-06 8,00E-07 6,00E-07

6,92E-07 5,07E-07 3,99E-07

4,00E-07

3,11E-07 1,58E-07

2,00E-07

1,05E-07

0,00E+00 Mat.primas y fabricación

Distribución Aspiradora vieja

Uso Aspiradora nueva

Smog fotoquímico (Kg C2H2)

0,0025

Retirada

0,00208

0,00221

0,002 0,0015 0,001

0,000745

0,000679

0,0005 0,000136

4,97E-05

0,000132 0,000132

0 Mat.primas y fabricación

Distribución Aspiradora vieja

Uso Aspiradora nueva

Retirada

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Acidificación (Kg SO2)

0,07

0,0594

0,0583

0,06

0,047

0,05

0,047

0,04 0,0259

0,03

0,0256

0,02 0,01

0,00526

0,00286

0 Mat.primas y fabricación

Distribución Aspiradora vieja

Uso

Retirada

Aspiradora nueva

Eutrofización (Kg PO4)

0,0025

0,00208 0,00208 0,002 0,0015 0,001 0,000522 0,0005

0,000437

0,000342 0,000329 8,23E-05 5,47E-05

0 Mat.primas y fabricación

Distribución Aspiradora vieja

Uso Aspiradora nueva

Retirada

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Del análisis realizado se puede observar como en todas las etapas del ciclo de vida y en todas las categorías de impacto, las emisiones del producto rediseñado son menores que las del producto original. Esto se debe a la reducción de tamaño, lo cual se ve reflejado en la etapa de distribución; y a consecuencia de ésta reducción de tamaño se utiliza mucho menos material para la fabricación de los distintos componentes, además se ha simplificado el producto de modo que el número de piezas es mucho menor. Se ha tenido en cuenta el rediseñar la aspiradora de manera que ocupara el menor tamaño posible, esto hace que el impacto en la etapa de distribución se reduzca drásticamente debido a que se pueden transportar muchísimas más aspiradoras utilizando los mismos recursos. En el análisis realizado esta mejora no ha sido posible tenerla en cuenta ya que la unidad de referencia es de toneladas por kilómetro. Teniendo en cuenta las dimensiones del embalaje de ambos productos se ha calculado que durante el transporte la cantidad de “aspiradoras viejas” que caben en un europalet (1200 x 800 mm) es de 90 unidades, mientras que el número de aspiradoras rediseñadas es de 256 por palet. Esto se traduce en que en un contenedor estándar de 40 pies, que es el más utilizado en Europa, caben 36000 aspiradoras originales, y en el caso del rediseño, caben 102400. En la etapa de uso los valores son exactamente los mismos ya que como se ha dicho anteriormente, se utilizan los mismos componentes electrónicos; ya que lo que se pretende es reducir el impacto ambiental mediante mejoras de diseño. Puede apreciarse que la categoría ambiental que mayores emisiones produce es la de calentamiento global, y en concreto la etapa de uso, debido al consumo de energía eléctrica. Vemos que la etapa de uso es una de las que mayor impacto tienen en la mayor parte de las categorías, por lo tanto sería importante tenerlo en cuenta para posteriores modificaciones en el diseño utilizando, por ejemplo un motor de menor potencia; aunque esto haría perder funcionalidad al producto.

A continuación pasamos a detallar cuáles son las emisiones para cada una de las categorías de impacto de las piezas individuales del producto rediseñado. De esta forma podemos saber qué piezas tienen un mayor impacto ambiental, y proceder a un cambio de diseño; siempre que se crea oportuno, con el fin de reducir su impacto.

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Dise帽o de una aspiradora de mano

Calentamniento global (Kg CO2) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2

Aspiradora nueva

0,1 0

1,80E-07 1,60E-07 1,40E-07 1,20E-07 1,00E-07 8,00E-08 6,00E-08 4,00E-08 2,00E-08 0,00E+00

Destrucci贸n de la capa de ozono (Kg CFC-11)

Aspiradora nueva

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Dise帽o de una aspiradora de mano

Smog fotoqu铆mico (Kg C2H2) 7,00E-04 6,00E-04 5,00E-04 4,00E-04 3,00E-04 2,00E-04

Aspiradora nueva

1,00E-04 0,00E+00

Acidificaci贸n (Kg SO2) 0,014 0,012 0,01 0,008 0,006 0,004

Aspiradora nueva

0,002 0

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Eutrofización (Kg PO4) 2,00E-04 1,80E-04 1,60E-04 1,40E-04 1,20E-04 1,00E-04 8,00E-05 6,00E-05

Aspiradora nueva

4,00E-05 2,00E-05 0,00E+00

Se puede comprobar como para la mayoría de categorías, el elemento más crítico es la carcasa, debido a la cantidad de material utilizado para su fabricación, es lógico este resultado ya que se trata de la pieza con mayores dimensiones del producto. Como medida a tomar se podría estudiar la posibilidad de reducir todavía más las dimensiones de ésta pieza y optimizar mejor su espacio interior para contener al motor y demás componentes electrónicos. En la categoría de calentamiento global, la boquilla también tiene un gran impacto; hay que tener en cuenta que esta pieza es la segunda, después de la carcasa, en cuanto a tamaño y cantidad de material. En cuanto al motor vemos que es uno de los componentes, junto a la carcasa, que mayor impacto tiene. Aunque no se pretende cambiar ningún componente electrónico, se deberían tener en cuenta estos resultados para posibles actuaciones futuras. Por último, cabe destacar el impacto de la caja de cartón en la categoría de eutrofización, tiene un valor bastante significativo, debido en gran parte a la obtención de la materia prima y a todo el procesado de la madera para convertirla en cartón. Lo único que se podría hacer en este caso es optimizar la caja de cartón al máximo, reduciendo espesores para usar la menor cantidad de material posible. Pero esto haría que el embalaje fuera menos resistente a golpes, caídas,… durante el transporte. Declaración ambiental del producto.

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Declaración ambiental. Producto: Aspiradora manual portátil Potencia del motor: 19.2 W Potencia del cargador: 10 W Batería: NiCd 1100mAh 12V Vida útil: 5 años (aprox. 5 minutos diarios)

COMPONENTES

MATERIAL

PESO (g)

Boquilla

72,24

Filtro

Tejido algodón

0,01

Goma de estanqueidad

EPDM

1,01

Carcasa

138,54

Asa

21,73

Tapa trasera

23,70

Interruptor

1,95

Batería NiCd 8 pilas AA

582,00

Motor

AISI 304

80,00

Bolsa envoltorio

LDPE

Caja

Cartón

95,00

Tornillos (x5)

AISI 304

5,00

8,00

Total (g)= 1029,17

Distribución

Calentamiento global (kg CO2)

Materias primas y fabricación 1,82

Uso

Retirada

0,219

6,72

Destrucción capa de ozono (kg CFC-11)

3,11 E-07

1,05 E-07

9,71 E-07

3,99 E-07

Smog fotoquímico (kg C2H2)

6,7 E-04

4,97 E-05

1,32 E-04

7,45 E-04

Acidificación (kg SO2)

0,025

0,0028

0,047

0,0256

Eutrofización (kg PO4)

4,37 E-04

5,47 E-05

0,002

3,29 E-04

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Retirada del producto Embalaje (10% del producto) Componentes electrónicos (50 % del producto) Resto (40 % del producto)

Se recicla Se recicla 70 %  Se recicla 30%  Vertedero

88% del producto  Se recicla 30% del producto  Vertedero

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3. SISTEMA ELECTRICO DEL PRODUCTO 3.1. CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES DEL APARATO. El aspirador ha de poder succionar aire y crear un vacío, por lo tanto los elementos principales serán un motor, y un rodete; además de una pieza que haga de cámara de vacío. El aspirador que hemos diseñado funciona mediante una batería, y ésta se carga previamente conectada a la red eléctrica doméstica (230V). No podrá funcionar conectado directamente a la red, es decir, solo podrá funcionar con las baterías. El producto tendrá dos modos de funcionamiento: -

Parado Funcionamiento

Para garantizar la seguridad del usuario se deben aislar todas aquellas partes activas del producto que tengan riesgo por contacto eléctrico. También se deben aislar todos los elementos eléctricos del depósito que contiene los residuos succionados.

3.2. ESQUEMA ELÉCTRICO Y ELECTROLITO.

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El esquema que se ha diseñado iría colocado en la base de carga del aspirador, es decir, en el interior del aspirador solamente se colocarían el motor, la batería y un interruptor para accionar el motor. La peculiaridad del esquema eléctrico que se ha planteado es que una vez la batería está totalmente cargada, se corta el paso de corriente mediante la acción de un relé. El funcionamiento del circuito básicamente consiste en que cuando la batería no está totalmente cargada, la corriente se dirige directamente a la batería con lo cual ésta se carga. Una vez la batería está cargada, la corriente se desvía a través del electroimán del relé el cual se carga en unos pocos segundos, lo que produce la apertura del circuito y por lo tanto se evita la sobrecarga de la batería aunque ésta permanezca conectada a la red eléctrica. También se enciende el diodo tipo LED una vez la batería está cargada para avisarnos de que ya podemos desconectarla. A continuación se muestra el fotolito con los distintos componentes eléctricos representados; y el mismo fotolito sin los componentes, el cual nos ha servido para realizar la impresión de la placa impresa del circuito eléctrico para la base de carga del producto.

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3.3. COMPONENTES ELÉCTRICOS NECESARIOS. COMPONENTES ELÉCTRICOS

OTROS COMPONENTES

Puente de diodos B380C 1500 810V Relé 40.52 8A 250V 12V Diodo 1N4148 Led de 5mm Diodo Zener 11N4742 Condensador electrolítico 1mF Transistor BC548 Transistor BC337

Batería NiMH 2/3A 1100mAh 12V Motor RS-380-PH3270 Transformador de 220 a 12 V

El criterio de selección se ha basado principalmente en utilizar algunos de los componentes eléctricos que se han utilizado en las prácticas de laboratorio ya que el funcionamiento del circuito que se ha diseñado es similar al visto en clase, y por lo tanto se ha considerado oportuno utilizar esos mismos componentes.

MOTOR UTILIZADO.

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3.4. VALORES NOMINALES DE FUNCIONAMIENTO. Para realizar el cálculo de los valores nominales de funcionamiento se parte de los datos suministrados por los fabricantes del motor eléctrico y de la batería. Potencia máx = 19.2 W Voltaje = 12 V P = V x I  19.2 = 12 x I  I = 1.6 A Potencia = 19.2 W Voltaje = 12 V Intensidad = 1.6 A

3.5. TIPO Y SECCIÓN DEL CABLEADO. Los cables serán de tipo flexible y de potencia. Al tener una intensidad de corriente de 1,6 A la sección del cableado debe ser de 0,5 mm2. De esta forma sobredimensionamos el espesor del cable y aseguramos un correcto funcionamiento del producto evitando posibles cortocircuitos o deterioros de los cables.

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4. ACABADO SUPERFICIAL Se ha considerado que la pieza susceptible de estudio para realizar un acabado superficial es la boquilla del aspirador. Puesto que en la etapa de uso del aspirador la boquilla va a estar absorbiendo pequeñas partículas que pueden deteriorar la superficie del material se ha considerado necesario realizar un acabado superficial que mejore las propiedades superficiales y evite un deterioro prematuro de la pieza. Puesto que se trata de una pieza de plástico realizaremos un proceso de galvanoplastia, este proceso permite la deposición de capas metálicas sobre objetos no metálicos.

Para realizar este proceso se deberán seguir los siguientes pasos: 1. Desengrase: Debido a la naturaleza hidrófoba de los plásticos, necesitaremos el uso de solventes, éstos producirán un ablandamiento superficial del polímero y dejanrán la superficie limpia para la siguiente etapa del proceso. En nuestro caso, puesto que el material de la boquilla es de policarbonato, se ha utilizado un hidrocarburo insaturado como solvente. 2. Acondicionamiento. La finalidad de este proceso es proporcionar una rugosidad superficial al material para crear unos puntos de enlace químico para los materiales que aplicaremos posteriormente. En este caso realizaremos un baño de ácido sulfúrico con una concentración de 50l/g durante 4 minutos aproximadamente y a una temperatura alrededor de 30ºC. 3. Sensibilización y activación En esta etapa el plástico absorbe un material fácilmente oxidable que forma una superficie catalítica y favorece la conducción de la pieza en el proceso electroquímico posterior. Utilizaremos un baño de sales de estaño (II) y cloruro estannoso (10g/l) en combinación con ácido clorhídrico (40ml/l) a una temperatura de entre 20y25ºC durante 1-3 minutos. Para lograr la nucleación se expone la superficie a una solución de 0.25 g/l de cloruro de paladio y 0.25ml/l de HCl a una temperatura alrededor de 30ºC durante unos pocos segundos (3060) para que a través de una reacción galvánica el paladio se deposite sobre la superficie del plástico y actúe como catalizador.

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4. Post -nucleación Inmediatamente después del acondicionamiento utilizamos formaldehido como agente reductor para formar el catalizador de paladio. 5. Premetalizado: En este paso realizamos un metalizado previo sin uso de corriente, utilizamos una solución con contenido en níquel (NiSO4.6H2O: 30g/l) donde la superficie se hace conductora de forma autocatalítica. Puesto que necesitamos una superficie suficientemente conductora como para obtener un buen resultado en el posterior proceso de metalizado daremos a la pieza un espesor de unas 0.6 micras. 6. Metalizado En esta última fase realizamos un depósito de 15 micras de cobre mediante un baño de ácido de cobre, posteriormente realizaremos un baño de níquel para dar un acabado más estético a la pieza y más resistente a la corrosión. Puesto que deseamos que la pieza tenga un acabado de níquel brillante y suponemos que las condiciones en las que se va a encontrar nuestra pieza son severas (continuo golpeo de pequeñas partículas y contacto con líquidos que pueden ser corrosivos o colorantes) de daremos un espesor final de entre 5 y 10 micras.

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5. ENVASE Y EMBALAJE 5.1. ALMACENAMIENTO Y COMERCIALIZACIÓN El producto será transportado por dos vehículos diferentes, hará un viaje de 13435 Km. 1. Barco Primero el producto será transportado en barco mediante contenedores, de Taiwán (China) a Valencia (España) y realizará un recorrido de 8304 millas náuticas o 13365 Km 2. Camión Finalmente el producto será transportado el pallets por un camión hasta Castellón haciendo un viaje de 70 Km.

Taiwán (China) - Valencia (España) - Castellón (España)

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Medidas contenedor estándar de 40 pies: 12,032 x 2,352 x 2,698 m. (LxAxH) - 400 palets por contenedor. - 102.400 cajas de aspiradoras por contenedor.

Fig.1- Contenedor estándar 40 pies

Paleta de Medidas Palet universal (Europaleta) de madera: 1200 x 800 x 144mm. - 256 aspiradoras por palet.

Fig.2- Europeleta

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DAÑOS DURANTE EL RECORRIDO: Durante toda esta etapa, el producto sufre deterioro en la presentación del envase, lo que puede conllevar al deterioro del producto final. Estos son algunos de los factores más importantes a considerar a la hora de diseñar el envase:

 Daños, biológicos: Acción de macroorganismos; roedores, polillas, termitas, escarabajos…  Daños mecánicos: Choque, abrasión, perforación, compresión, vibración, caída,…  Daños climáticos: Exposición a la humedad, lluvia, cambios térmicos, salitre…  Daños sociales: Cambios de productos, fraudes

EMBASE Y EMBALAJE: A continuación se van a realizar dos estudios para comparar qué embalaje es el apropiado para nuestro producto. Se van a estudiar dos tipos de embalaje:  En el primero se desarrolla un embalaje de gran calidad, funcional y artístico, es decir, que proteja lo máximo posible el producto, y que tenga una estética atractiva  El segundo estudio consta de un embalaje lo más económico y funcional posible, es decir, que proteja y aguante el producto desde su envasado hasta llegar al cliente final al menor coste.

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5.2. ENVASE FUNCIONAL Y ARTÍSTICO En el siguiente envase se van a realizar dos tipos 1. Envase primario: El que contendrá el producto, es decir, el que esté en contacto directo con el cliente 2. Envase secundario: Envase que contendrá al envase primario para ofrecerle una mayor protección durante su almacenamiento y comercialización.

5.2.1. ENVASE PRIMARIO. Caja plegable provista para el cierre Caja tipo 0421 M/A del código FEFCO

Fig.3- Caja 0421

Medidas caja: 335x147x77mm (LxBxH) En su interior, la aspiradora y la batería irán envueltas mediante embalaje film anti-vibraciones:

Fig.4

Fig.5

Fig.6

La ventana superior se coloca sobre el producto (Fig.4), suspendiendo el artículo entre dos film fuertes, flexibles y poco deslizantes. La membrana de film se estira para proteger formas inusuales o irregulares proporcionando visibilidad a su producto (Fig.5). Se guarda en lugar plano reduciendo espacio de almacenamiento (Fig.6).

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En el interior del embalaje primario se le incorporará un acondicionador interior: Forro de tipo 0929-M del código FEFCO, para darle una mayor resistencia.

Fig.7- Forro 0929

El interior del envase primario se divide en departamentos adaptados a la forma de la aspiradora y a la de la batería, todo realizado mediante espuma de acido poliláctico (PLA) que mejorará la protección del producto, estas son algunas de sus características -Impermeable -Aislante térmico -Antiestático -Liso-Suave -Acolchado -Químicamente inerte -Reciclable -Fácil de manipular Las instrucciones de uso, manual de asistencia técnica y garantía, irán dentro de una bolsa de PET, en la parte inferior de la caja, debajo de la espuma de acido polil´scticopolietileno (PLA). También incorporará un absorbedor de humedad: 1 bolsa Dry Bag de un peso de 5 gr.

Fig.8- Bry Bag 1-5gr

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ENVASE SECUNDARIO: MATERIAL: Cartón ondulado simple de doble cara Cara exterior Papel ondulado

Cara interior

Fig.9- Estructura cartón hontulado

Cara exterior: Kraft-liner. Cara interior: Test-liner Hemos elegido el Kraft-liner para la capa exterior ya que presenta una mayor resistencia y acabado. El test liner se trata de un papel muy similar pero reciclado y aditivado para lograr una resistencia casi como la de Kraft. El papel ondulado: Fluting/paja, por ser resistente y ser reciclado. La onda que contendrá será mediana (Canal C), ya que es las que presenta más resistencia para un peso de aproximadamente 1, 5kg. 

Espesor: 3,5 - 4,5mm.



Paso: 6 a 7 mm.



Canales por metro: 123 a 137



Coeficiente de ondulación: 1,41 a 1,45



Cartón tipo 4: Marrón



Caja tipo 0201. Caja de tipo ranurado

Fig.10- Caja 0201

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Cada caja contendrá 64 aspiradores: En cada caja irá incorporado un indicador de manipulación, transporte y vuelco. Este dispositivo de detección de impactos se adhiere directamente a la caja. Se trata de una etiqueta que contiene un líquido especial que se vuelve rojo si un paquete se ha caído o manejado de forma incorrecta. Tiltwatch (etiqueta amarilla) indicará si la caja se inclina o voltea, el indicador de transporte de la etiqueta de seguridad se volverá rojo, alertando tanto al mensajero como al receptor de la mercancía.

Fig.11- Indicadores

Los palets donde se apilarán estos envases serán de plástico: Sistema de palets de plástico Optiledge.

Fig.12- Optilegde

A continuación se muestran algunas de sus características más importantes: 1. Ligero y resistente, 3000 kg. en estático. 2. Elimina aire, así se transporta solo lo que se ocupa. 3. Reduce espacio en el almacén y en el transporte puesto que en una caja de 1 m3 hay el equivalente a 130 pallets 4. Es higiénico, fitosanitario y atractivo 5. Este tipo de palet de plástico incrementa los ratios de aprovechamiento de espacio de contenedores y transporte en general 6. Es 100 % reciclable 7. Es un palet de plástico que está preparado para la tecnología RFID 8. A nivel medioambiental es un palet muy eficiente puesto que 120 optiledges pesan 50 kg contra 60 pallets de madera que es casi una tonelada en un camión y en el consumo de madera. 52

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Los absorbedores de humedad (bolsas Dry Bag) se colocarán en los pallets embalados (500gr.) y en los contenedores (2 kg.) de la siguiente manera: CONTENEDOR

PALLET

Fig.13- Distribución Dry Bag

Fig.14- Bolsas Dry Bag

El etiquetado de este envase se realizará mediante electrónica impresa: Cabe decir que este tipo de etiquetado todavía no se introducirá ampliamente en el mercado hasta que se consigan imprimir etiquetas RFID a muy bajo coste.

Finalmente los palets serán embalados mediante film biodebgradable: Fils realizado mediante maíz, patatas, trigo. Esta forma de películas biodegradables cumple con la norma ASTM (American Standard para Ensayo de Materiales) y la norma europea EN13432 para el compostaje ya que se degrada al menos el 60% en 180 días o menos.

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5.3. ENVASE ECONÓMICO Y FUNCIONAL Caja tipo ranurado: Con juntas encoladas, pegada con cinta y solapas superiores e inferiores. Tipo 0210 M del código FEFCO: Caja con tapa provista de solapa para el cierre.

Fig.15- Caja 0210

Medidas caja: 335x147x77mm (LxBxH) MATERIAL: Cartón ondulado simple de doble cara Cara exterior Papel ondulado

Cara interior

Fig.16- Estructura cartón odulado

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La onda que contendrá será mediana (Canal C), ya que es las que presenta más resistencia para un peso de aproximadamente 1, 5kg. 

Espesor: 3,5 - 4,5mm.



Paso: 6 a 7 mm.



Canales por metro: 123 a 137



Coeficiente de ondulación: 1,41 a 1,45



Cartón tipo 4: Marrón

La caja que contendrá el producto tendrá este aspecto:

77mm

335mm 147mm Fig.17- Caja protucto

Contenido de la caja:  Aspiradora: Introducido en el interior de de una bolsa transparente de PE  Batería: Introducida en una bolsa de material PE, separada del producto.  Absorbedor de humedad: 1 bolsa Dry Bag de un peso de 5 gr.  Instrucciones de uso, manual de asistencia técnica y garantía.

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Finalmente la caja se recubrirá con parafinado para hacerla resistente a la humedad y daños climáticos en general, causados sobretodo en el viaje en barco, el cual produce en el cartón una disminución de sus propiedades mecánicas, disminuyendo entre otras su rigidez. Los absorbedores de humedad (bolsas Dry Bag) se colocarán en los pallets embalados (500gr.) y en los contenedores (2 kg.) de la siguiente manera: CONTENEDOR

PALLET

Fig.18- Distribución Dry Bag

Finalmente los palets serán embalados mediante film de polietileno (PE), totalmente reciclable. Fácil de aplicar tanto manualmente como en máquinas automáticas. PERMITE:

EVITA:

Una buena ventilación

El calentamiento del producto

Enfriado rápido

La condensación dentro del palet

Secado rápido Mantener una temperatura interior constante Tratamientos después de paletizar Bajo volumen de desechos Firme sujeción del producto

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5.4. SELECCIÓN DEL ENVASE El envase elegido ha sido el económico funcional. Justificación:  Buena relación peso resistencia.  Proporciona al cartón la capacidad de amortiguar  Ligero; con poco peso, proporciona resistencia y alto grado de protección al producto  Cumple con los requisitos de reciclabilidad recogidos en la norma UNE_EN 13430:2005.  El precio es acorde al precio del producto.

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6. BIBLIOGRAFÍA FABRICANTES http://www.crunchgear.com/2009/06/25/dyson-dc31-claims-to-have-the-fastest-motor-in-theworld/ http://www.consumer.philips.com/c/aspiradores/4.8-v-para-seco-y-humedo-fc6142_01/prd/es/ http://www.pixmania.com/es/es/3684529/art/black-decker/aspirador-de-manodustbus.html?srcid=7220&Partenaire=NetAffiliation_ESes&CodePromo=oui http://www.misscompras.com/aspirador-de-mano-palson-practik/ http://www.misscompras.com/dyson-aspirador-de-mano-dc16-root-6-aspiradores-de-mano-dedyson/ http://www.dyson.es//store/productcat.asp?category=HANDHELD http://www.electrolux.es/node37.aspx?categoryid=5813 http://www.bosch-home.es/catálogo-2009/aspiradores/aspiradores-recargables/verproductos/list.html http://interiores.com/aspirador-robotico-con-mando-a-distancia-de-lg/ http://www.archiexpo.es/tab/lavado-limpieza-aspiradoras-433/aspirador-de-mano.html

PATENTES Y NORMATIVA http://www.aenor.es/desarrollo/normalizacion/normas/resultadobuscnormas.asp

ENVASE Y EMBALAJE http://www.brafim.com/ http://www.youtube.com/watch?v=KVr3l8Nu7pM http://www.fefco.org/

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7. ANEXOS ANEXO 1. ESTUDIO DE MERCADO Se han realizado fichas de distintos modelos del mercado, las que se han clasificado según el uso de cada modelo de la siguiente manera: 

Aspiradores manuales sin cables 

Uso ligero



Uso general



Uso intensivo.



Aspiradores manuales con cables



Aspiradores manuales para el coche



Aspiradores manuales (prototipos)

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Aspiradores manuales sin cables: Uso ligero Nombre: NV4803SN

Marca: black & decker

Uso ligero

Características: Voltaje: 4.8 V Potencia: 10W Potencia de succión: 310mm/agua Capacidad del depósito de polvo: 286ml Duración de carga: 7,5min Filtro de descarga: no Otros aspectos a destacar: Sin cable. Sistema de carga con soporte pared. Accesorios integrados para tenerlos siempre a mano. Web: http://www.blackanddecker.es/homeproducts/productoverview/hierarchy/2360/ Nombre: NW4860N

Marca: black & decker

Uso ligero

Características: Voltaje: 4.8 V Potencia: 9,6W Potencia de succión: 300mm/agua Capacidad del depósito de polvo: 286ml Duración de carga: 7,5min Filtro de descarga: no

Otros aspectos a destacar: Combina las ventajas de limpiar tanto líquidos como sólidos en 1. Accesorios integrados en el recogetodo, siempre listos para ser utilizados. Web: http://www.blackanddecker.es/homeproducts/productoverview/hierarchy/2360/ Nombre: ZB 303

Marca: Electrolux

Uso ligero

Características: Voltaje: 3,6 V Batería: 3 baterías Ni-MH. Tiempo de carga: 16h Capacidad del depósito de polvo: 250ml Duración de carga: 10min.

Otros aspectos a destacar: Primer aspirador recargable de mano con ruedas delanteras. 3 baterías Ni-MH. Web: http://www.electrolux.es/node38.aspx?productId=4233 60

sDF215- Trabajo del módulo P1 Nombre: ZB 403

Diseño de una aspiradora de mano Marca: Electrolux

Uso ligero

Características: Voltaje: 3,6 V Batería: 3 baterías Ni-MH. Tiempo de carga: 16h Capacidad del depósito de polvo: 350ml Duración de carga: 10min.

Otros aspectos a destacar: Soporte de carga: suelo o pared. Sistema ciclónico que impide que los filtros se atasquen con polvo. Web: http://www.electrolux.es/node38.aspx?productId=42087

Nombre: SG67 W

Marca: Alessi

Uso ligero

Características: Voltaje: 4.8 V Potencia: 10W Potencia de succión: Capacidad del depósito de polvo: 150ml Duración de carga: 7,5min Filtro de descarga: Otros aspectos a destacar: Diseño muy atractivo e innovador. Acero inoxidable 18/10 brillante y resina termoplástica, blanco. Web: http://www.alessi.com/en/category/electrical-appliances-150

Nombre: AM4321

Marca: ufesa

Uso ligero

Características: Voltaje: 3,6 V Potencia: 30W Potencia de succión: Capacidad del depósito de polvo: 500ml Duración de carga: Filtro de descarga: si Otros aspectos a destacar: Aspira suciedad líquida y sólida. Filtro desmontable y lavable. Depósito transparente. Web: http://www.ufesa.es/ 61

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Nombre: Kone Mo213

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Marca: Dirt Devil

Uso ligero

Características: Voltaje: Potencia: Potencia de succión: Capacidad del depósito de polvo: Duración de carga: Filtro de descarga: Otros aspectos a destacar: Máxima Potencia y Tamaño Compacto. Web: http://www.ubergizmo.com/es/2007/10/general/

Uso general Nombre: WD7215N

Marca: black & decker

Uso general

Características: Voltaje: 7,2 V Potencia: 12W Potencia de succión: 324mm/agua Capacidad del depósito de polvo: 210ml Duración de carga: 9min Filtro de descarga: si Otros aspectos a destacar: Combina las ventajas de la limpieza en seco o mojado en un solo producto. Diseño ergonómico para un uso cómodo. Indicador de luz para saber en todo momento que el Recogetodo está cargando. Web: http://www.blackanddecker.es/homeproducts/productoverview/hierarchy/2359/ Nombre: DV9605TN

Marca: black & decker

Uso general

Características: Voltaje: 9,6 V Potencia: 14,5W Potencia de succión: 378mm/agua Capacidad del depósito de polvo: 700ml Duración de carga: 9min Filtro de descarga: si Otros aspectos a destacar: Accesorios integrados, siempre a mano para sus trabajos de limpieza. Sistema de limpieza del filtro que permite limpiarlo sin necesidad de tocar la suciedad con las manos. Web: http://www.blackanddecker.es/homeproducts/productoverview/hierarchy/2359/ 62

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Nombre: ZB 406 W&D

Diseño de una aspiradora de mano

Marca: Electrolux Uso general Características: Voltaje: 7,2 V Batería: 6 baterías Ni-MH. Tiempo de carga: 16h Capacidad del depósito de polvo: 350ml Duración de carga: 12min.

Otros aspectos a destacar: Soporte de carga: suelo o pared. Sistema ciclónico que impide que los filtros se atasquen con polvo. Web: http://www.electrolux.es/node38.aspx?productId=42086

Nombre: HANDLY

Marca: ufesa Uso general Características: Voltaje: 4.8 V Potencia: 10W Potencia de succión: 310mm/agua Capacidad del depósito de polvo: 500ml Duración de carga: 7,5min Filtro de descarga: no

Otros aspectos a destacar: Web: http://www.ufesa.es/

Nombre: BD10050

Marca: Scorpion Uso general Características: Voltaje: Potencia: Potencia de succión: Capacidad del depósito de polvo: Duración de carga: Filtro de descarga:

Otros aspectos a destacar: Cabezal plegable. Web: http://baglesscanistervacuum.org/baglesscanistervacuum/cordless-vacuum/

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Diseño de una aspiradora de mano

Uso intensivo: Nombre: PD1080

Marca: black & decker

Uso intensivo

Características: Voltaje: 10,8V Potencia: 20W Potencia de succión: 400mm/agua Capacidad del depósito de polvo: 500ml Duración de carga: 10min Filtro de descarga: si Otros aspectos a destacar: Tecnología patentada de "motor " hace que el aspirador de mano sea ultra compacto. Boquilla combinable y cepillo en una sola herramienta para mayor comodidad. Web: http://www.blackanddecker.es/homeproducts/productoverview/hierarchy/2358/

Nombre: DV1805N

Marca: black & decker

Uso intensivo

Características: Voltaje: 12V Potencia: 16,53W Potencia de succión: 358mm/agua Capacidad del depósito de polvo: 700ml Duración de carga: 13min Filtro de descarga: si Otros aspectos a destacar: Tecnología sin cables. Depósito visible para saber cuándo debe vaciarse. Interruptor de 2 velocidades para tener un mayor control de potencia. Web: http://www.blackanddecker.es/homeproducts/productoverview/hierarchy/2358/

Nombre: PV1205BN

Marca: black & decker Uso intensivo Características: Voltaje: 18 V Potencia: 35W Potencia de succión: 690mm/agua Capacidad del depósito de polvo: 350ml Duración de carga: 19min Filtro de descarga: si

Otros aspectos a destacar: La acción Ciclónica mantiene la suciedad lejos del filtro manteniendo una óptima potencia de succión. El cabezal o tubo de succión se puede plegar hacia atrás. Web: http://www.blackanddecker.es/homeproducts/productoverview/hierarchy/2358/ 64

sDF215- Trabajo del módulo P1 Nombre: ZB 412

Diseño de una aspiradora de mano Marca: Electrolux Uso intensivo Características: Voltaje: 12 V Batería: 10 baterías Ni-MH. Tiempo de carga: 16h Capacidad del depósito de polvo: 350ml Duración de carga: 20min.

Otros aspectos a destacar: Soporte de carga: suelo o pared. Sistema ciclónico que impide que los filtros se atasquen con polvo. Web: http://www.electrolux.es/node38.aspx?productId=2349

Nombre: DC30

Marca: dyson Uso intensivo Características: Voltaje: 40V Potencia: Potencia de succión: Capacidad del depósito de polvo: 0,35L Duración de carga: 6 min Filtro de descarga: si

Otros aspectos a destacar: Gran potencia en un aspirador de mano sin cables. Web: http://www.dyson.es/store/product.asp?product=DC30-IRDMYE

Nombre: AM4341

Marca: ufesa Uso intensivo Características: Voltaje: 12 V Potencia: 30W Potencia de succión: Capacidad del depósito de polvo: 70ml Duración de carga: Filtro de descarga: si

Otros aspectos a destacar: Permite el giro del cabezal. Gran autonomía de funcionamiento. Web: http://www.ufesa.es/ 65

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Nombre: SV70

Diseño de una aspiradora de mano

Marca: Shark Uso intensivo Características: Voltaje: 14,4V Potencia: Potencia de succión: Capacidad del depósito de polvo: Duración de carga: Filtro de descarga: si

Otros aspectos a destacar: Web: http://www.bestbuy.com/site/

Aspiradores manuales con cables: Nombre: VH900

Marca: black & decker Uso con cable Características: Voltaje: Potencia: 900W Potencia de succión: Capacidad del depósito de polvo: 500ml Duración de carga: no.

Otros aspectos a destacar: Web: http://www.blackanddecker.es/homeproducts/productoverview/hierarchy/2330/

Nombre: Hand Vacuum

Marca: Shark Uso con cable Características: Voltaje: Potencia: 800W Potencia de succión: Capacidad del depósito de polvo: Duración de carga: Filtro de descarga:

Otros aspectos a destacar: Web: http://www.vacuumsclean.com/handvacuum.html

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Aspiradores manuales para el coche: Nombre: AV1205

Marca: black & decker Uso para coche Características: Voltaje: 12 V Potencia: 12,5W Potencia de succión: 340mm/agua Capacidad del depósito de polvo: 550ml Duración de carga: 30min Filtro de descarga: no

Otros aspectos a destacar: Boquilla estrecha ideal para áreas de difícil acceso y cepillo para asientos y suelos, incorporados en la base del aspirador. Adaptador para mechero de coche y 5 metros de cable. Web: http://www.blackanddecker.es/homeproducts/productoverview/hierarchy/2329/

Nombre: PAV1205

Marca: black & decker Uso para coche Características: Voltaje: 12 V Potencia: 11W Potencia de succión: 315mm/agua Capacidad del depósito de polvo: 350ml Duración de carga: 30min Filtro de descarga: no

Otros aspectos a destacar: El cable se enrolla de manera sencilla alrededor del aspirador para guardarlo fácilmente. Filtrado de triple Acción para que el aspirador rinda más y tenga más durabilidad. Web: http://www.blackanddecker.es/homeproducts/productoverview/hierarchy/2329/

Nombre: ZB 412 C

Marca: Electrolux Uso para el coche Características: Voltaje: 12 V Batería: no. Tiempo de carga: no. Capacidad del depósito de polvo: 350ml Duración de carga: no.

Otros aspectos a destacar: Primer aspirador recargable de mano con ruedas delanteras. Un diseño ergonómico y bolsa de transporte. Web: http://www.electrolux.es/node38.aspx?productId=4234

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Aspiradores manuales (prototipos): Nombre:

Diseñador: Max Germano Uso ligero Características: Sin cables. Alta ergonomía. Disponible en diferentes colores.  Rojo  Verde  Azul  Negro Web: http://www.tuvie.com/portable-vacuum-cleaner-design-by-max-germano/