SILLÓN ARTESANAL DE LLANTAS RECICLADAS DE VEHÍCULOS

 Páginas 13-23
SILLÓN ARTESANAL DE LLANTAS RECICLADAS DE VEHÍCULOS Yeimi Duran Xochimitl, Bernardo Parra Victorino, Ángel Silveti Loeza, Ana Rosa Torres
Malfavón
Instituto Tecnológico de Puebla; Avenida Tecnológico #420 Colonia Maravillas Puebla, Pue.
C.P. 72220
[email protected], [email protected]
Resumen
Las llantas automotrices de desecho representan una problemática para su disposición. Existen
numerosas formas de reciclaje, sin embargo, el costo y en ocasiones los subproductos
generados, afectan su aplicación. El reuso de las llantas que no requiera una gran aplicación
de energía, puede ser una alternativa para generar oportunidades de negocio en zonas de
ingresos económico sin termitentes. La introducción y aceptación de un producto, en cualquier
mercado, implica que el producto debe poseer un valor agregado que satisfaga al usuario. Los
valores agregados del sillón de llantas propuesto son el uso de materiales de desecho, la
fabricación artesanal y el diseño ergonómico. Para introducir los valores agregados se
desarrolló un diseño tridimensional mediante Blender 2.64, después se creó un prototipo a
escala 1:12 y finalmente se fabricó el diseño, las pruebas de comodidad fueron hechas
mediante criterios subjetivos y arrojaron que el sillón de llantas otorga descanso al usuario.
Palabras Clave: Llantas, reuso, sillón, diseño ergonómico, artesanal.
Abstract
Waste automotive tires represent a serious disposal problem. There are many ways of
recycling, however, the cost is high, and sometimes the products generated drastically affect its
implementation. The reuse of tires that does not require a lot of energy, can be a viable
alternative to generate business opportunities for areas with intermittent income of money. The
introduction and acceptance of a product, in any market, implies that the product must have an
aggregate value that satisfies the end user. The aggregate values of tires chair proposed in this
project involving the use of waste materials, the process of handmade and ergonomic design.
To achieve the aggregate values was developed three-dimensional design by software, then
built a 1:12 scale prototype and eventually manufacture the design. The comfort tests were
made using subjective criteria of comfort show it that handmade tires chair promotes relaxation
to the user.
Keywords: tires, reuse, chair, handmade, ergonomic design.
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________________________________________________________________________________ Introducción
Las llantas automotrices de desecho representan un grave y creciente problema derivado de
las actividades humanas. Actualmente, está restringida su disposición en los rellenos
sanitarios, lo frecuente; el almacenaje a la intemperie implica un alto riesgo, tanto a la salud, al
medio ambiente y seguridad de la población.
Las llantas de vehículos presentan una estructura compleja, formada por diversos materiales
como caucho, acero y tejido de poliamida o poliéster (Cantanhede y Monge, 2002). Es por ello
que se permite, utilizar las llantas de vehículos como materia prima para diversos procesos de
reuso.
La fabricación de mobiliario a partir de llantas enteras posee la ventaja de procesos
querequieren una mínima cantidad de aplicación de energía y un costo muy bajo, con respecto
a otros procesos. El proceso implica actividades que se pueden desarrollar en cualquier lugar,
sin la necesidad de instalaciones especiales. Lo anterior, permite fabricar dicho mobiliario de
forma artesanal, con esto se busca generar una posibilidad de ingreso para sectores
productivos con ingresos intermitentes. Sin embargo, la actividad propuesta no genera mayor
expectativa que el reúso de llantas de vehículos, el impacto de innovador en este proyecto, se
ha confiado al tema de ergonomía y la construcción artesanal de un sillón de descanso.
El mueble considera el elemento ergonómico en su diseño, buscando el confort en función de
los factores de movilidad; asociado a los pequeños movimientos alrededor de cada postura
estable de hábito de trabajo; relacionado con la forma de sentarse en las posturas estables, y
el factor anatómico, en el que se reflejan las relaciones entre la flexión lumbar y la inclinación
de la pelvis.
Marco teórico
Problemática de las llantas de desecho
La disposición final de las llantas usadas ha llegado a representar un problema técnico,
económico, ambiental y de salud pública. En efecto, las llantas son difíciles de compactar en un
relleno sanitario, haciendo este proceso costoso y presentando además el inconveniente de
que ocupan mucho espacio. (Carrillo Cordova, et al., 2012). Hace pocos años las llantas se
depositaban en rellenos sanitarios, reduciendo su vida útil, por el gran volumen que ocupan.
Actualmente se prohíbe la disposición de llantas en rellenos sanitarios, por lo cual se las
dispone en terrenos, y otros depósitos a cielo abierto o en bodegas, sin considerar un
confinamiento adecuado de acuerdo a la naturaleza de las llantas (Domingo Carranza, et
al.,2004).
Su almacenamiento en grandes cantidades provoca problemas estéticos y riesgo de incendios
difíciles de extinguir. Su uso como combustible en hornos que no cuentan con la tecnología de
control adecuada genera graves problemas de emisiones contaminantes a la atmósfera
(Carrillo Cordova, et al., 2012).
Los acumulamientos de llantas constituyen una problemática de salud pública, debido a que
son recipientes para el cultivo de mosquitos y otros factores que propagan el dengue, la fiebre
amarilla, la encefalitis, el virus del Nilo Occidental, y la malaria. El manejo inadecuado de las
llantas que se encuentran en apilamientos, en tiraderos clandestinos, y dispersas a la orilla de
las carreteras, se convierten en un importante problema ambiental en la frontera a
consecuencia del proceso de lixiviación, el riesgo de incendios y la contaminación del agua.
Una vez iniciado, un incendio de llantas es difícil de extinguir. Cuando se aplica agua para
apagar el fuego, puede generarse una grave contaminación del aire y de las aguas
subterráneas y superficiales. Las emisiones provocadas por los incendios de llantas, como las
de ácido sulfúrico y ácido nítrico gaseoso, pueden irritar la piel, los ojos y las membranas
mucosas, así como afectar el sistema nervioso central, generar depresión, efectos nocivos
sobre el sistema respiratorio y, en casos extremos, causar mutaciones y cáncer (EPA,2010).
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________________________________________________________________________________ Composición de las llantas
Las llantas son elaboradas con diferentes materiales, dependiendo de su uso, tamaño y diseño,
sin embargo la composición es muy similar entre los tipos de llantas y fabricantes, se emplean
para su fabricación principalmente caucho natural, caucho sintético, acero, fibras de rayón y
poliéster(CCCBALC, 2007).
Las llantas presentan una estructura compleja, formada por diversos materiales como caucho,
acero y tejido de poliamida o poliéster. La separación de estos materiales en sus componentes
originales es un proceso difícil, por lo que el reciclaje de las llantas usadas se ha orientado
mayormente a su aprovechamiento en conjunto. Aunque ya existen diferentes empresas en el
mundo que ofrecen el servicio de manejo de llantas usadas procesándolas para convertirlas en
materia prima para asfalto, pistas atléticas, tapetes, entre otros. Las empresas dedicadas al
reciclaje de llantas requieren un espacio amplio para almacenar las llantas; una trituradora cuyo
precio varía entre $250,000 y $600,000; costales para almacenar el polvo y arena plástica, y un
vehículo de carga para transporte (100ideasparaemprender.com, 2008).
Otras formas de manejo de las llantas usadas se encuentran su apilamiento, entierro, reuso
(reencauchamiento) y reciclaje (en ingeniería civil, regeneración del caucho, generación de
energía, producción de asfalto o fabricación de nuevos materiales). (Cantanhede y Monge,
2002).
Alternativas de reciclaje
Las posibles alternativas de reciclaje y disposición final de las llantas usadas son muy variadas,
ya que además de consideraciones técnicas, entran en juego aspectos económicos,
institucional y de capacidad industrial. Las llantas usadas de vehículos debido a sus
propiedades físicas y químicas pueden aprovecharse de dos maneras: completas o en
fragmentos variables; dependiendo del uso que se le quiera dar.
Con el propósito de aprovechar los materiales y sobre todo la estructura de las llantas se las
puede destinar para los fines que se muestran a continuación: construcción de muros de
contención en circuitos de karting, márgenes de ríos, taludes, juegos infantiles, Construcción de
casas de perro, Vivienda para personas, Muebles (bancos, mesas), Arrecifes de coral, Rótulos,
Delimitación de terrenos o carreteras, Macetas (Domingo Carranza, et al. 2004).
Este tipo de reciclaje involucra la creatividad, imaginación y capacidad de aprovechar de la
mejor manera el residuo, pudiéndose encontrar una amplia gama de productos en el mercado,
especialmente a nivel internacional.
Se toma en cuenta que en el país las pocas personas dedicadas a esta actividad no han dado
a conocer de manera intensiva sus productos o simplemente no los comercializan.
Las llantas usadas han sido empleadas para elaborar este tipo de productos debido a su difícil
degradación ya que son resistentes al sol, agua y actividad biológica, razón por la cual
aprovechando estas propiedades(Cantanhede y Monge, 2002).
Criterios de innovación en los productos artesanales
Varios autores consideran a la artesanía como una actividad complementaria a la agricultura de
temporal. El campesino además de cultivar elabora productos no agrícolas; su forma de
producción se tipifica como una organización o unidad doméstica familiar, porque cada
miembro aporta conocimientos, habilidades, capacidades y pretende conservar su producción
tradicional, de generación en generación. (Hernández Girón, 2007).
Swink y Zeng (2002) analizaron la complejidad del diseño de nuevos productos y la nueva
tecnología como antecedentes de la integración del diseño y la manufactura y sus efectos en la
calidad del diseño del producto. Un nuevo producto que posee alta calidad de diseño satisface
tres criterios por lo menos: está dirigido a las necesidades particulares o deseos del cliente, se
desarrolla adecuadamente a lo largo de estas dimensiones particulares, y está libre de
defectos. La calidad superior del nuevo producto es por consiguiente el resultado de la
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________________________________________________________________________________ excelencia en actividades de diseño de producto y procesos, y la relación entre ambos.
Plantean cuatro factores importantes en el desarrollo de nuevos productos: diseño de nuevo
producto, integración del diseño a la manufactura, calidad del diseño del producto y la
manufactura del nuevo producto.
Ergonomía como factor de innovación
Vergara (2006) analizó la variabilidad conjunta de diferentes parámetros posturales: ángulos de
flexión lumbar, inclinación de la pelvis y amplitud y frecuencia de pequeños movimientos. Dicha
variabilidad puede representarse mediante tres factores independientes:
– Factor de movilidad asociado a los pequeños movimientos alrededor de cada postura
estable.
– Factor de hábito de trabajo relacionado con la forma de sentarse en las posturas estables:
inclinado hacia la mesa o reclinado hacia atrás.
– Factor anatómico, en el que se reflejan las relaciones entre la flexión lumbar y la inclinación
de la pelvis, descritas en la literatura.
Los dolores más frecuentes en corresponden a las zonas del cuello, seguido de la zona lumbar,
y en menor medida las nalgas, la zona dorsal y los muslos. Sin embargo, el orden de
frecuencia de la molestia es diferente al orden de importancia obtenido al relacionar las
molestias con los cambios de comodidad general. La molestia más influyente en los niveles de
comodidad general es la producida en la zona lumbar y en menor medida las molestias en el
cuello y en la zona dorsal.
Relación entre parámetros posturales y confort
Los macro-movimientos o grandes cambios entre posturas estables son indicadores directos
del nivel de incomodidad y no una causa de ella. Se ha obtenido una relación cuantitativa que
liga el número de grandes cambios de postura de pelvis con la presencia de molestias
lumbares.
Por el contrario, los micro-movimientos y las posturas medias de pelvis y espalda guardan
estrecha relación con el aumento de molestias lumbares y dorsales:
– Las posturas en las que se favorecen los micro-movimientos son más cómodas.
– La lordosis lumbar no es, en sí misma, un factor asociado a la disminución de molestias a
corto plazo al menos, sino justo lo contrario. La explicación se debe al papel que juega el
respaldo en el mantenimiento de posturas más lordóticas. Cuando no se utiliza el respaldo
la lordosis lumbar se obtiene a costa de esfuerzos musculares estáticos, que son las
verdaderas causas de las molestias. Por el contrario, las posturas cifóticas sin uso del
respaldo se pueden mantener sin mucho esfuerzo muscular gracias al apoyo de los brazos
sobre la mesa. Sin embargo, cualquier uso del respaldo conlleva por sí mismo una
disminución de la probabilidad de molestias lumbares.
– Se ha derivado también una relación cuantitativa para la probabilidad de aumento de
molestias en función de la postura lumbar, los micro-movimientos y el uso del respaldo.
Metodología
El sillón artesanal de llantas se diseño en torno a los resultados obtenidos por Vergara, 1998,
que menciona los principales malestares anatómicos provocados por sillas incomodas, la
creación del sillón contemplo 3 etapas: Creación del diseño en 3D, desarrollo de un prototipo a
escala y la fabricación del sillón a tamaño real.
Etapa 1.- Creación del diseño 3D
Se diseñó el sillón en 3D mediante el software Blender 3.64, la figura 1 muestra diferentes
vistas del boceto de creación. En esta etapa se considera una ligera inclinación del respaldo,
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________________________________________________________________________________ menor a 30 ° y la incorporación de descansabrazos a una altura de 36 cm del asiento, para
aminorar las afectaciones a la zona lumbar y hombros.
Figura 1: Aspecto de sillón en 3D creado mediante el programa Blender. a) Vista frontal, b)
vista lateral, c) vista trasera.
Etapa 2.- Desarrollo de un prototipo a escala
1. Se moldearon 3 llantas ficticias hechas de plastilina, acorde a la forma de una llanta real
19/225. Se utilizaron 95 gramos, aproximadamente, de plastilina para modelar cada llanta.
El diámetro interno de las llantas modeladas fue4 centímetros y la altura de 2 centímetros.
2. Para elaborar los recubrimientos se usaron 18 gramos de plastilina blanca mesclada con
una pequeña porción de plastilina negra.
3. Los descansabrazos fueron hechos con una tercera parte de una llanta modelada rin 19,
eliminando una porción de los laterales para lograr un mejor acoplamiento de las partes. El
prototipo se muestra en la figura 2.
4. La elaboración de dicho prototipo se realizó con la finalidad de prospectar un diseño
específico para dicho sillón.
Figura 2: Prototipo de sillón artesanal de llantas usadas escala 1:12, elaborado con plastilina.
Etapa 3.- Fabricación del sillón a escala real
La fabricación consistió en las siguientes actividades ilustradas en la figura 3:
1. Ensamblaje del asiento.
2. Ensamblaje de respaldo.
3. Ensamblaje de los descansabrazos.
4. Pintado del sillón
5. Tapizado de asiento y respaldo
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________________________________________________________________________________ Figura 3.- Actividades desarrolladas durante la fabricación de sillón a partir de llantas.(Fuente :
Elaboración propia ).
La figura 4 y 5 muestran el diagrama analítico de proceso donde se describen las operaciones
de manufactura, hace falta una aproximación a los tiempos de ejecución por cada tarea.
El análisis de costos desarrollado incluyó: la materia prima, mano de obra, herramientas y
consumibles; como luz y agua. La Tabla 1 muestra el precio aproximado de la materia prima
utilizada. La tabla 2 refiere al costo de la mano de obra y la tabla 3 a los costos variables.
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________________________________________________________________________________ DIAGRAMA ANALÍTICO DE PROCESO
Actividad
Proceso:
FECHA
Operación
Fabricación artesanal de un sillon de l lantas
11.OCTUBRE.2012
Transporte
Realizado por:
REVISIÓN
Espera
Ana Torres Malfavón de Pérez
1
Inspección
Revisado:
Almacenamiento
Yeimi Durán Xochimitl
SIMBOLO
DESCRIPCIÓN
1
DISTANCIA (metros)
Recolección de l lantas.
TIEMPO (min)
30
3
Desplazamiento al área de trabajo de 4 l lantas
5
Tiempo no determinado
3
4
Desplazamiento de 2 l lantas a mesa de trabajo
1
0.5
5
Perforación de cuatro orificios e n dos l lantas
6
Colocación de cuatro tornillos para unir l lantas
7
Verificación del asiento e nsamblado
8
desplazamiento de una l lanta al área de trabajo
9
Perforar 3 orificios e n l a parte posterior del asiento
10
Perforar 4 orificios l aterales e n l lanta que fungirá como respaldo
11
desplazamiento de personal al área de corte
12
Preparación del área de corte
4
13
Cortar 2 tramos de ángulo metálico de 60 cm
5
14
Taladrar 4 orificios e n l os 2 tramos del perfil métalico
4
15
16
En ambos tramos de ángulo, cortar un triangulo de 1 cm de base para l ograr l a i nclinación del sillón
Desplazamiento al área de trabajo de l os 2 tramos de ángulo
17
Fijar l os tramos de ángulo con 4 tornillos, l os e xtremos superiores corresponden a l os extremos opuestos de l a circunferencia de l a l lanta respaldo.
18
Verificación del e nsamble del respaldo al sillón.
19
Verificación de l a i nclinación del respaldo.
20
desplazamiento de e nsamble primario fuera de l a mesa de trabajo
1
0.5
21
desplazamiento de una l lanta a mesa de trabajo
1
0.25
22
Cortar l lanta a l a mitad
23
desplazamiento a l a mesa de trabajo del e nsamble primario
1
0.5
24
Perforar 2 orificios e n l os e xtremos de cada mitad de l lanta
3
25
Perforar 2 orificios e n l a cara l atera i nferior de l a l lanta
3
26
Fijar e l e xtremo previamente perforado con 2 tornillos
4
27
28
En e l otro e xtremo de l a l lanta cortada se perfora solo un orificio y su correspondiente e n l a llanta superior del asiento. Fijar e l e xtremo previamente perforado con 1 tornillo
29
preparación de píntura para decorar
5
30
pintar e l sillon
10
31
secado de pintura
32
dezplamiento del sillón pintado fuera de l a mesa de trabajo
1
33
Desplazamiento de material y herramientas para tapizar e n l a mesa de trabajo
1
34
corte de piezas para asiento y respaldo de sillon
10
35
corte de hule e spuma a medida
3
36
pegado de hule e spuma e n l a madera
2
37
secado de pegamento
30
38
corte de tela para tapizar
5
39
Engrapar tapiz y aplicación de pegamiento a l a madera
5
40
Colocación de Asiento y respaldo e n e l sillon
2
41
Almacenamiento temporal de l lantas
4
8
0.5
1
3
4
1
0.25
5
1
0.25
8
1
0.5
20
4
2
30
2
3
1
Almacenamiento del producto terminado
TOTAL
0.25
5
21
10
5
3
2
19
Tiempo no determinado
224.5
Figura 4.- Diagrama analítico de proceso. (Fuente: Elaboración propia ).
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________________________________________________________________________________ DIAGRAMA SINÓPTICO DE PROCESO
tapiz
34
3 min.
29
5 min.
Descansabrazo
21
respaldo
0.25 min.
0.25 min.
8
1
9
10 min.
22
20 min.
10
35
30 min
3 min.
2
33
pintado de sillón
sin determinar
4 min.
3 min.
11
36
2 min.
37
3 min.
4
0.5 min
12
13
4 min.
30 min.
38
14
5 min.
39
3
0.25 min.
5 min.
5 min.
4 min.
15
16
5 min.
5
6
7
4 min.
8 min.
0.5 min.
0.25 min.
17
8 min.
18
1 min.
19
0.5 min.
20
0.5 min.
23
0.5 min.
24
3 min.
25
3 min.
26
4 min.
27
4 min.
28
2 min.
30
10 min.
31
30 min.
32
2 min.
40
1 min.
4
Figura 5.- Diagrama sinóptico de proceso.(Fuente: Elaboración propia ).
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________________________________________________________________________________ Tabla 1.- Costos fijos del proceso de
fabricación de llantas
descripción
unitario
llanta
SC
pintura
$15.00
tornillos
$6.80
ángulo metálico
pieza de
madera
$15.00
herramienta
181.70
tela
$20.00
relleno
$5.00
Total
$66.80
$5.00
mensual
SC
$
450.00
$
204.00
$
450.00
$
150.00
181.7
$
600.00
$
150.00
$
2,185.70
Tabla 2.- Costo de mano de obra
descripción
unitario
mensual
artesano
chofer de
traslado
total.
$110.00
$
3,300.00
$ 70.00
$180.00
$
$
2,100.00
5,400.00
Tabla 3.-Costos variables
concepto
unitario
mensuales
luz
$ 66.7
$ 1,000.00
telefono
$ 8.3
$ 200.00
total
$ 74.97
$ 1,200.00
Se calculó el punto de equilibrio mediante la siguiente fórmula:
Punto de equilibrio = Costos fijos totales / (precio – costo variable)
Pruebas subjetivas de confort.
Se aplicaron encuestas a 30 usuarios del sillón considerando las siguientes variables de
interés.
• Confort
• Uso
• Costo
Resultados
En la figura 6 se muestra el resultado final del sillón que se realizo con las llantas desechables.
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________________________________________________________________________________ Figura 6. Resultado final del sillón. (Fuente : Elaboración propia).
Según el análisis de proceso que se realizó para la fabricación del sillón artesanal, la
producción máxima por jornada laboral de 8 horas podrían ser 2 sillones, cada sillón requiere
aproximadamente 224 minutos para su elaboración.El precio calculado, a un 25 % de ganancia
neta, es de 400 pesos. El punto de equilibrio mensual requiere la venta de 21 sillones. De
acuerdo a la encuesta piloto que se realizó se obtuvieron los siguientes resultados:
•
•
•
El 83 % de las personas estaría dispuesto a utilizar el sillón de llantas usadas.El 83%
de las personas encuestadas compraría el sillón. El 64% compraría el sillón a un
precio entre $250.00 a $300.00.
Respecto a las características de altura, inclinación de respaldo y comodidad, en
promedio, el 76 % de usuarios los consideran correctamente ergonómicos.El 20% de
las personas que usaron el sillón lo perciben como incomodo.
Los encuestados consideran que el sillón puede ser utilizado tanto en interior como
exterior, con 53% y 47% respectivamente.
La figura 7 muestra el porcentaje obtenido por cada valor agregado considerado para el sillón.
El reciclaje de las llantas es el valor agregado de mayor impacto entre las personas.
Valores agregados 23% Fabricación artesanal Diseño ergonómico 57% 20% Reciclaje como modo sustentable Figura 7. Valores agregados del sillón de llantas recicladas artesanal. (Fuente: elaboración
propia)
Desarrollos futuros.
Los resultados obtenidos en este trabajo abren diversas líneas de desarrollo en lo relacionado
alsillón de descanso fabricado con material reutilizado, entre lasque conviene apuntar las
siguientes:
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________________________________________________________________________________ •
•
•
•
•
•
En relación al diseño del sillón, se abre otra posibilidad deactuación, profundizando en
el estudio de las características de los respaldos y de los asientos que faciliten la
movilidadproporcionando apoyo estable.
La incorporación de accesorios que aumenten la funcionalidad del sillón, algunas ideas
son; paleta de escritura, hielera, porta vasos, ruedas para fácil transportación,
sombrilla, entre otros.
En relación a la fabricación, considerar la incorporación de otros materiales reciclados
que aporten a la durabilidad del sillón.
En cuanto al impacto social, desarrollar los mecanismos de incorporación del producto
al mercado, con un enfoque de producto artesanal,
También es necesario profundizar en la cadena de producción y distribución, en zonas
de alta marginación, donde la fabricación del sillón, podría ser una actividad
económica.
Se requiere profundizar en un estudio de tiempos para optimizar el proceso de
fabricación artesanal de llantas de automóviles usadas.
Bibliografía.
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•
•
•
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Cantanhede, Álvaro; Monge, Gladys, (2002):Manejo de llantas usadas en las américas,
CEPIS, Lima, Perú.
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usadas en el Cantón Rumiñahui, Quito, Ecuador.
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Guía para la gestión integral de Residuos Peligrosos, Fichas Temáticas II, Quito,
Ecuador.
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Vergara Monedero, Margarita, (1998): Evaluación Ergonómica de sillas. Criterios de
evaluación basados en el análisis de la postura, Universitat Jaume, España.
www.100ideasparaemprender.com/home/2008/10/reciclaje-de-llantas/