Silla escolar apilable: el presupuesto manda antes que el material
Una cooperativa de enseñanza de Valencia encarga el rediseño de la silla escolar de sus aulas de primaria. Necesita 250 unidades para septiembre y el presupuesto total es de 9.500 € (38 € por unidad, IVA incluido). El alumnado tiene entre 6 y 12 años, con tallas 3 a 5 de la norma EN 1729. El aula se limpia a diario con desinfectante con alcohol y el proveedor actual acumula quejas: el respaldo se agrieta justo en la unión con el asiento, las sillas apiladas ocupan 2,4 m de altura cuando el almacén está limitado a 2,1 m por la normativa de bomberos, y al arrastrarlas hacen un ruido que interrumpe las clases. La nueva silla debe apilarse al menos seis unidades, ser reciclable al final de su vida útil y no mostrar tornillos accesibles. La cooperativa pide además un color que no sea el azul corporativo del proveedor anterior.
1. Propón y justifica una solución de material y proceso de fabricación para el asiento y el respaldo, teniendo en cuenta el presupuesto y el uso real.
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El dato que ordena la decisión es el presupuesto, no el catálogo de materiales. 250 unidades × 38 € = 9.500 €. Un molde de inyección de un casco de polipropileno cuesta entre 15.000 y 35.000 €; cualquier utillaje propio se come el presupuesto entero antes de fabricar la primera silla. La decisión correcta no es «elegir material», sino partir de una carcasa o estructura de catálogo ya existente y personalizar solo acabados.
- Opción recomendada: casco de copolímero de polipropileno (PP copo) de una pieza, con estabilizante UV y aristas redondeadas, de un fabricante que ya tenga el molde; patas de tubo de acero de 22 mm con tapones de poliamida. El PP copo resiste mejor que el ABS los tensoactivos y alcoholes del desinfectante, que agrietan el ABS por ataque químico y tensión.
- Color: elegirlo de la carta estándar del fabricante. Un color a medida exige pedido mínimo de masterbatch (habitualmente 500-1.000 kg), inviable con 250 unidades.
- Descartar: contrachapado barnizado (el barniz se degrada con el alcohol diario) y ABS inyectado a medida (utillaje caro y fragilidad ante impacto).
Se evalúa que el candidato detecte la restricción económica antes de proponer una solución técnicamente elegante pero inviable.
2. ¿Cómo resolverías la unión respaldo-asiento y la geometría de apilamiento para cumplir el límite de 2,1 m con seis sillas?
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Unión. La grieta no es un problema de material sino de concentración de tensiones: un tornillo autorroscante sobre PP sin inserto genera una tensión puntual que, con el balanceo del alumno, se convierte en fisura por fatiga.
- Casco de una sola pieza que integre asiento y respaldo: elimina la unión.
- Si hay que unir, casquillo metálico embebido en la inyección y tornillo M6 con arandela, con radio de acuerdo en la base del jefe ≥ 0,5 veces el espesor de pared.
- Clip de PP con lengüeta flexible solo si no se prevé desmontaje. Añadir nervios radiales bajo el asiento reduce la flecha y el ruido de vibración.
Apilamiento. La altura útil la fija la separación vertical entre asientos apilados, no el grosor del asiento. Un casco con asiento inclinado y respaldo basculante deja unos 40-45 mm por silla. Con seis sillas: 6 × 45 = 270 mm más la primera (~450 mm) ≈ 720 mm, muy por debajo de 2,1 m. El fallo anterior venía de unas patas que no entraban en el casco de la silla inferior. Hay que verificar además que la base de la pila sea mayor que el conjunto y que el apilado se pueda hacer con una mano.
Ruido. Tapones de TPU o fieltro en los apoyos y patas de sección hueca que no transmitan vibración al suelo.
3. Enumera las comprobaciones que harías antes de producir las 250 unidades y explica qué decisión de diseño depende de cada una.
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Plan en tres bloques, con criterio de aprobación fijado de antemano:
- Normativa y seguridad. Verificar la talla EN 1729 por estatura media del grupo, no por edad; ensayos EN 1728 (resistencia y fatiga) y EN 1022 (estabilidad). Comprobar con el técnico municipal que la pila de seis sillas cabe en 2,1 m y que no hay puntos de atrapamiento para dedos (huecos entre 8 y 25 mm). Decisión asociada: si falla la talla, se compran dos tallas en lugar de una.
- Material y limpieza. Ensayo de resistencia química con el desinfectante real del centro (ISO 175), midiendo pérdida de brillo y resistencia al impacto antes y después de 200 ciclos. Resistencia al rayado y al arrastre. Decisión asociada: si falla, se cambia de polímero o se añade recubrimiento.
- Uso real. Prototipo con 20 alumnos de 6 y 12 años durante dos semanas: altura de asiento, postura, intentos de vuelco y ruido medido con sonómetro. Prueba de apilado cronometrada con el personal de limpieza. Decisión asociada: si el apilado resulta lento, se rediseña la geometría de patas.
Sin estos datos, cualquier ahorro en el prototipo se paga en la devolución de las 250 unidades.