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una tinta azul para tablero borrable
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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¡No te pierdas las partes importantes!
Anteproyecto de Electiva de Profundización II
Ingeniera Química
c. ¿Qué normas están vigentes en el país y tienen relación con el producto?
7. Conocimiento del producto. a. Descripción detallada del producto que se producirá, su grado, composición y características físicas, químicas y funcionales. b. Ficha técnica del producto en forma de tabla. c. Ficha de seguridad del producto. 8. Vigilancia tecnológica de las rutas químicas de producción. a. Revisión bibliográfica de 3 rutas químicas para la obtención del producto, incluyendo: descripción de la ruta, materias primas, productos y subproductos, temperatura, presión, relación molar, tipo y porcentaje de catalizador (de ser necesario), solventes involucrados, tiempo, entalpía de reacción. 9. Selección de la ruta química. a. Tabla con la recopilación de propiedades necesarias para el cálculo de indicadores. Cada propiedad debe especificar la fuente de la cual se obtuvo la información. b. Muestra de cálculo de indicadores económicos, de seguridad química, de seguridad de proceso, ambientales y de salud ocupacional. Debe anexarse Excel con el cálculo correspondiente para cada ruta química y muestra de cálculo de lo realizado. c. Selección de pesos que se asignará a cada grupo de indicadores (según lectura de artículo) y definición de la ruta química cuyos indicadores muestran mayor sostenibilidad (debe ser una hoja también en el Excel del punto b). d. Descripción de las materias primas e insumos necesarios en la ruta química seleccionada (Hojas técnicas y fichas de seguridad de estos deben presentarse ANEXAS). 10. Definición de las etapas de almacenamiento. a. ¿Cuáles son las materias primas necesarias en el proceso? b. ¿Cómo se almacenará cada materia prima que se requiere en el proceso? c. ¿Qué parámetros de calidad serán evaluados para aceptar las materias primas y en qué rango debe estar el parámetro? 11. Diagrama de caja negra. a. Respuesta de las 5 preguntas guía aplicadas a su proceso. b. Etiqueta de destino de cada corriente del proceso. c. Diagrama de caja negra del proceso. 12. Diagrama de estructura de reciclos y reactor. a. Respuesta de las preguntas guía aplicadas a su proceso. b. Presentación de balances de materia y energía de su proceso y cómo los determinaron. c. Diagrama de estructura de reciclos con reactores y compresores. 13. Sistemas de separación y purificación seleccionados a. ¿Qué operaciones de separación y purificación se realizarán en el proceso? ¿Cuál es su objetivo? ¿Qué equipo se empleará para tal fin?
a) Descripción del producto seleccionado
En la actualidad, la industria de las tintas enfrenta un desafío crucial: encontrar alternativas sostenibles que reduzcan el impacto ambiental sin comprometer la calidad y funcionalidad de los productos. Tradicionalmente, las tintas han sido formuladas con pigmentos y solventes sintéticos que, si bien han ofrecido alto rendimiento, también han generado preocupaciones sobre su impacto ecológico y seguridad para la salud. En este contexto, la innovación y la investigación en nuevos materiales han permitido el desarrollo de opciones más responsables con el medio ambiente, dando paso a soluciones como la tinta azul para tablero borrable con pigmento natural de espirulina.
La espirulina, un tipo de cianobacteria con propiedades pigmentarias excepcionales, se ha convertido en una alternativa prometedora para la formulación de tintas ecológicas. Su característico tono azul no solo es vibrante y duradero, sino que también proviene de una fuente renovable y biodegradable. A diferencia de los pigmentos sintéticos convencionales, la espirulina reduce la necesidad de productos químicos dañinos, lo que la convierte en una opción más segura tanto para los usuarios como para el entorno. Esta innovación representa un paso adelante en la transición hacia productos más sostenibles dentro de la industria de los materiales de escritura y oficina.
Los aspectos clave de esta solución innovadora. En primer lugar, analizaremos las necesidades del cliente, identificando los principales requerimientos y expectativas en relación con las tintas para tableros borrables. Luego, abordaremos las especificaciones técnicas de la tinta con pigmento de espirulina, destacando su desempeño, durabilidad y ventajas en comparación con otras opciones disponibles en el mercado. Finalmente, examinaremos el conocimiento de mercado, considerando tendencias actuales, oportunidades de crecimiento y el potencial de adopción de esta tinta ecológica en distintos sectores.
A medida que las regulaciones ambientales se vuelven más estrictas y los consumidores exigen alternativas responsables, la implementación de tintas ecológicas se vuelve una estrategia clave para las empresas que buscan diferenciarse y aportar valor sostenible. Con esta propuesta, no solo respondemos a una necesidad emergente, sino que también abrimos nuevas posibilidades para la industria, demostrando que es posible innovar de manera consciente y responsable.
○ Sustitución de pigmentos sintéticos por colorantes biodegradables. ○ Desarrollo de resinas biocompatibles para mejorar adherencia sin usar polímeros sintéticos.
d) Especificar si se quiere mejorar productos existentes en el mercado o si se quiere mejorar el proceso de producción?
El proyecto busca mejorar tanto el producto como su proceso de producción:
● Producto: Desarrollar una tinta ecológica que mantenga o supere la calidad de las tintas comerciales. ● Proceso: Optimizar la extracción del pigmento y su estabilización para un proceso sostenible.
2) ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE PRODUCTOS SIMILARES EXISTENTES EN EL MERCADO
a) Composición
Componente Función Ejemplo en tintas tradicionales
Pigmento sintético
Da color a la tinta Azul de ftalocianina, negro de carbono
Solventes Disuelven el pigmento Alcohol isopropílico, metanol, etanol
Resinas Controlan la adherencia Resinas acrílicas derivadas del petróleo
Aditivos Mejoran la fluidez y estabilidad
Glicerina, propilenglicol
b) Función de cada una de las sustancias que hacen parte de la formulación (en el caso de mezclas).
Para este proceso hicimos uso de componentes como:
● Ficocianina (pigmento): Responsable del color azul vibrante, ya para una mejor proporción se recomiendo una cantidad del 5 al 15 %. ● Solventes: Permiten la fluidez de la tinta y evaporación controlada. Algunos solventes que permiten obtener un mejor resultado en base a estas especificaciones pueden ser:
● Aditivos: Mantienen la estabilidad de la tinta y evitan la sedimentación, algunos pueden ser:
c) Fortalezas y debilidades de los productos comerciales existentes en el mercado.
Fortalezas:
● Uso de pigmentos naturales con menor impacto ambiental. ● Secado rápido y aplicación fluida en tableros. ● Buena adherencia y fácil borrado sin residuos. ● Reducción de compuestos volátiles nocivos. ● Compatible con tableros convencionales y ecológicos.
Debilidades:
● Variabilidad en la tonalidad. ● Mayor necesidad de estabilizantes.
○ Ha desarrollado líneas libres de solventes agresivos , algo clave para la tinta de espirulina. ○ Su tecnología podría aplicarse a la industria de marcadores.
d) Procure ser específico en que compañías o qué perfil en consumidores finales comprarán los productos mencionados y que características del producto son relevantes para el cliente.
Algunas empresas principales que podrían comercializar el producto son: ● Empresas de material escolar y oficina: Pilot, Expo, Bic, Crayola. ● Industria química sustentable: Empresas dedicadas a tintas ecológicas.
4) CONOCIMIENTO DEL MERCADO.
a) Precios según el grado y el uso: El precio de las tintas para tablero borrable varía según su composición, calidad y mercado de distribución. En general, las tintas convencionales a base de solventes sintéticos tienen un precio aproximado de 2 a 5 dólares por unidad de 100 ml, dependiendo de la marca y la región de venta. Las opciones ecológicas, especialmente aquellas con pigmentos naturales como la espirulina, tienden a ser más costosas debido a la complejidad de su producción y la disponibilidad de los insumos (Smith & Johnson, 2023).
En el mercado de tintas ecológicas, los costos pueden oscilar entre 6 y 12 dólares por cada 100 ml, dependiendo del grado de pureza de los pigmentos naturales y del tipo de solvente utilizado. En comparación con tintas sintéticas, el sobreprecio puede justificarse por su menor impacto ambiental y su seguridad en espacios educativos y oficinas (Gómez et al., 2022).
Las tintas de grado industrial, utilizadas en aplicaciones especializadas, pueden alcanzar precios superiores a los 15 dólares por 100 ml. Esto se debe a formulaciones más avanzadas que mejoran la durabilidad, resistencia al borrado y compatibilidad con distintos tipos de pizarras (Fernández & López, 2021).
Además del costo del producto en sí, hay que considerar la inversión en producción y distribución. Para fabricantes y mayoristas, el precio por litro de tinta puede reducirse si se adquiere en grandes volúmenes, con costos de 40 a 80 dólares por litro para tintas ecológicas y de 20 a 50 dólares por litro para tintas sintéticas convencionales (Martínez, 2023).
El mercado de tintas ecológicas está en crecimiento, impulsado por la demanda de productos más sostenibles. Empresas y consumidores están dispuestos a pagar un precio más alto por tintas que minimicen el impacto ambiental, lo que representa una oportunidad de negocio en este sector (Pérez & Ramírez, 2022).
b) Volumen de producción (nacional e internacional) - En términos monetarios y en toneladas.
El volumen de producción de tintas para pizarra blanca varía según la región y la demanda del mercado. A nivel global, se estima que la producción anual supera los 200,000 litros, con una tendencia creciente debido al uso de estos productos en sectores educativos y empresariales (International Ink Report, 2023).
En mercados como Estados Unidos y Europa, las principales empresas producen más de 50,000 litros anuales cada una. Por ejemplo, compañías como Expo y Pilot tienen grandes plantas de producción que abastecen mercados internacionales con volúmenes significativos (Johnson, 2022).
En América Latina, la producción es menor debido a la dependencia de importaciones de tintas desde Asia y Norteamérica. Sin embargo, países como México y Brasil han desarrollado industrias locales con volúmenes de producción de entre 10,000 y 30,000 litros anuales (Gutiérrez, 2023).
En el caso de las tintas ecológicas, el volumen de producción es más limitado debido a la disponibilidad de pigmentos naturales y la tecnología de procesamiento. Se estima que solo el 5% del mercado de tintas para pizarra blanca corresponde a opciones ecológicas, aunque esta cifra está en aumento debido a regulaciones ambientales más estrictas (Smith & Brown, 2023).
Las empresas que producen tinta ecológica a base de pigmentos naturales como la espirulina deben considerar factores como la disponibilidad de materia prima, la estabilidad del pigmento y los costos de producción para ampliar su capacidad productiva y competir con alternativas sintéticas (Martínez & Pérez, 2023).
c) Volumen de consumo (nacional e internacional) - En términos monetarios y en toneladas.
● Pelikan Holding AG (Alemania): Exporta a 164 países, fábrica marcadores y otros productos de escritura. ● Paper Mate (EE.UU.): Propiedad de Newell Brands, fabrica bolígrafos y marcadores.
La empresa que más se asemeja a costos en toneladas es:
● Pelikan: $491,667,000 COP por tonelada (1,000 litros).
e) Empresas comercializadoras (nacional e internacional) - En términos monetarios y en toneladas.
EMPRESAS COMERCIALIZADORAS NACIONALES
En Colombia, la comercialización de tinta para marcadores borrables en grandes volúmenes (toneladas) es manejada principalmente por distribuidores mayoristas y fabricantes de insumos químicos.
Distribuidores de Tintas e Insumos de Escritura
● Tintas y Toners Colombia S.A.S. Distribuyen tintas en diferentes formatos, incluyendo grandes volúmenes. ● DistriTinta Colombia. Especialistas en tintas para marcadores y otros productos de escritura. ● Suministros & Tintas S.A.S. Comercializan tintas para marcadores y otros productos para oficinas. ● Ecomarkers Colombia. Proveedores de marcadores recargables y tintas ecológicas.
Fabricantes y Proveedores de Tintas para Marcadores
● Pelikan Colombia. Ofrecen tinta para recarga en diferentes presentaciones. ● Faber Castell Colombia. Comercializan tintas para marcadores de pizarra blanca. ● Pilot Colombia. Distribuyen tintas líquidas para recarga de sus marcadores. ● Staedtler Colombia. Ofrecen recargas de tinta en diferentes colores.
Volumen Aproximado de Comercialización
El consumo de tinta para marcadores en Colombia podría estar entre 50 y 200 toneladas anuales, dependiendo de la demanda empresarial, educativa e industrial.
Precios Estimados por Tonelada
El precio de la tinta para marcadores borrables varía según la composición química, la calidad y la marca. A continuación, una estimación basada en información de comercializadores:
Tinta estándar para marcadores borrables USD 5,000 a 10,000 por tonelada.
Tintas especializadas (baja toxicidad, ecológicas, premium): USD 8,000 a 15, por tonelada.
EMPRESAS COMERCIALIZADORAS INTERNACIONALES
Fabricantes Globales de Tinta para Marcadores
Estas compañías producen tinta en grandes volúmenes y pueden vender a fabricantes de marcadores:
● Siegwerk Druckfarben AG & Co. KGaA (Alemania). Uno de los mayores fabricantes de tintas del mundo. Proveen tintas especializadas para diferentes aplicaciones, incluyendo marcadores. ● DIC Corporation (Japón). Empresa líder en producción de tintas industriales y especializadas. Manejan tintas a base de alcohol y solventes, ideales para marcadores borrables. ● Sun Chemical (EE.UU.). Subsidiaria de DIC Corporation, especializada en tintas de alta calidad. Distribuye a nivel global tintas líquidas para diversos usos. ● Flint Group (Luxemburgo). Fabricantes de tintas para impresión y marcadores en grandes volúmenes. ● Toyo Ink SC Holdings (Japón). Empresa con presencia global en la producción de tintas industriales y especializadas.
Distribuidores y Proveedores Internacionales
Los principales países importadores de tinta para marcadores son:
● Estados Unidos. Uno de los mayores importadores de tinta desde China, Alemania y Japón. Importaciones estimadas: 1,500 a 2,500 toneladas anuales. ● Europa (Reino Unido, Francia, España, Italia), Importan grandes cantidades desde China y Alemania. Importaciones estimadas: 2,000 a 3,000 toneladas anuales en conjunto. ● América Latina (Brasil, México, Colombia, Argentina, Chile). Importan tinta para recarga y producción de marcadores. La mayoría proviene de China y Alemania. Importaciones estimadas: 500 a 1,500 toneladas anuales. ● Medio Oriente y África. Creciente demanda en países en desarrollo. Importaciones estimadas: 500 a 1,000 toneladas anuales.
EXPORTADORES
Los principales países exportadores de tinta para marcadores son:
● China Líder mundial en exportación de tinta para marcadores y bolígrafos. Produce grandes volúmenes para abastecer a fabricantes en todo el mundo. Exportaciones estimadas de tinta para marcadores: 2,500 a 4,000 toneladas anuales. ● Alemania Fabricantes como Staedtler, Pelikan y Schneider producen tintas de alta calidad. Enfocados en tintas a base de agua y ecológicas. Exportaciones estimadas: 1,000 a 1,500 toneladas anuales. ● Japón Empresas como Pilot, Pentel y Zebra lideran la exportación de tintas especializadas. Enfoque en tintas de alta tecnología y bajo impacto ambiental. Exportaciones estimadas: 800 a 1,200 toneladas anuales. ● Estados Unidos Fabricantes como Expo (Newell Brands) y Sharpie producen y exportan tinta para sus propios productos. Exportaciones estimadas: 500 a 1,000 toneladas anuales. ● India y Corea del Sur
Creciente industria de exportación de tintas para marcadores. India y Corea del Sur han aumentado su producción para abastecer a mercados emergentes. Exportaciones estimadas: 600 a 1,200 toneladas anuales cada uno.
PRECIO
a) Capacidad de producción con base en la información sobre el mercado (debe incluirse la memoria de cálculo que permita comprender cómo se definió la capacidad de producción).
b) Tipo de proceso: Continuo, por lotes, semicontinuo-según la capacidad de producción seleccionada.
El volumen de producción está basado en la producción anual de tinta en latinoamérica,
el cual tiene una producción en volumen de 10000 litros de tinta al año, en base a esto
se diseñó un proceso por lote en donde se plantea producir 30 litros al dia de tinta.
a) ¿Qué entidades lo regulan?.
La legislación de productos como la tinta azul para tableros a base de pigmentos naturales depende de varias entidades:
● Instituto Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos (INVIMA) Esta regula productos químicos que puedan tener contacto con alimentos o representar riesgos para la salud humana. ● Ministerio de Salud y Protección Social Establece las normas sanitarias y de seguridad para productos de uso cotidiano ● Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible Supervisa el impacto ambiental de los productos químicos y promueve el uso de sustancias sostenibles. ● Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC)
Desarrolla normas técnicas para la fabricación, comercialización y etiquetado de productos. ● Superintendencia de Industria y Comercio (SIC) Vela por el cumplimiento de las normas de calidad y protección al consumidor.
b) ¿Qué requisitos debe cumplir para estar en el mercado?.
Para que la tinta azul para tableros a base de pigmentos naturales pueda comercializarse, debe cumplir con los siguientes requisitos:
● Registro sanitario Si el producto tiene aplicaciones que involucren contacto con alimentos o uso en entornos escolares, debe obtener un registro sanitario ante el INVIMA. ● Cumplimiento de normas técnicas Debe ajustarse a las normas técnicas colombianas (NTC) relacionadas con la seguridad, calidad y etiquetado. ● Pruebas de seguridad Deben realizarse pruebas toxicológicas para garantizar que el producto no representa riesgos para la salud humana o el medio ambiente. ● Etiquetado adecuado El producto debe incluir información clara sobre su composición, instrucciones de uso, precauciones y datos del fabricante o importador.
● Certificaciones ambientales Si se promociona como un producto ecológico, es recomendable obtener certificaciones como el Sello Ambiental Colombiano o cumplir con normas como la NTC-ISO 14001 (gestión ambiental).
c) ¿Qué normas están vigentes en el país y tienen relación con el producto?.
Las normas vigentes que tienen relación con la tinta azul para tableros a base de pigmentos naturales incluyen:
- Normas técnicas colombianas (NTC) ● NTC 5311 – Requisitos para materiales de escritura y dibujo Definir estándares para la fabricación y desempeño de tintas, marcadores y otros productos de escritura, garantizando su calidad y seguridad. ● NTC 1500 – Etiquetado de productos químicos Exige que los productos químicos, incluidas las tintas, contengan información clara sobre su composición, instrucciones de uso, advertencias y precauciones. ● NTC-ISO 9001 – Sistemas de gestión de calidad
