Diseño mecánico de un equipo compactador de plástico para la construcción de ecoladrillos de 3 litros

Abstract

Existen diversos proyectos socio-ambientales enfocados en la recolección y construcción de ecoladrillos, los cuales son botellas plásticas rellenas de desechos plásticos no reciclables. Sin embargo, el proceso sigue siendo rudimentario, pues no existe una herramienta específica para compactar los residuos plásticos dentro de las botellas PET. La dificultad aumenta en botellas de 3 litros, donde se requiere cubrir mayor área transversal y longitud. Como consecuencia, muchos ecoladrillos deben desecharse al no alcanzar la densidad y resistencia necesarias, volviendo a ser residuos plásticos no reciclables. El objetivo de la presente tesis es diseñar un equipo compactador de residuos plásticos para la construcción de ecoladrillos en botellas PET de 3 litros. El equipo incorpora una herramienta capaz de ingresar por el pico de la botella, expandirse en su interior y realizar un compactado eficiente de los residuos plásticos. Con este diseño se busca mejorar los estándares de calidad de los ecoladrillos, uniformizar el proceso constructivo y reducir los tiempos de producción. El diseño óptimo se determina a partir de un proceso de evaluación de diferentes alternativas de solución. Estas alternativas combinan tecnologías y mecanismos ya existentes en el mercado actual que optimizan el proceso de construcción de un ecoladrillo. Para la selección final, se considera primordialmente factores técnicos y económicos. La metodología de diseño descrito se basa en las recomendaciones de la Asociación Alemana de Ingenieros (VDI 2221). A partir de la alternativa seleccionada, se realiza el estudio de tiempos y se determinan los materiales, geometría, dimensiones y posicionamiento de cada uno de los elementos del equipo compactador. Estas características son calculadas considerando las limitaciones técnicas y económicas planteadas previamente. La fuerza de compactación necesaria para construir un ecoladrillo, parámetro clave para el diseño, se determina mediante ensayos de compresión a ecoladrillos realizados en el Laboratorio de Materiales de la Sección de Ingeniería Mecánica de la PUCP. Además, se aplican criterios de diseño mecánico con fundamentos en el análisis de elementos de máquinas. El trabajo incluye los planos de ensamble y despiece necesarios para el diseño del equipo compactador, los cuales muestran las dimensiones, materiales y ubicación de los elementos diseñados. También, se presenta un presupuesto estimado para la fabricación y ensamble de un prototipo del equipo compactador en base a precios del mercado actual. El equipo diseñado demostró ser una solución técnica viable para el compactado de residuos plásticos en botellas de 3 litros, asegurando un proceso más uniforme y eficiente. Asimismo, se comprobó que su aplicación mejora la densidad de los ecoladrillos y optimiza los tiempos de producción frente a los métodos manuales tradicionales. Finalmente, se espera que esta tesis contribuya a la producción masiva y estandarizada de estos ecoladrillos mediante soluciones de ingeniería que garanticen los estándares de calidad requeridos para su aplicación en proyectos sostenibles orientados al cuidado del ambiente.