Diseño y construcción de una máquina para obtener filamento 3D de bajo costo reciclando botellas PET
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Date
2023-10
Authors
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
La creciente preocupación por la contaminación ambiental, estrechamente vinculada al
cambio climático, ha generado un amplio debate global. Gran parte de esta problemática se
deriva del uso inadecuado de productos plásticos desechables, como botellas, bolsas y utensilios
de un solo uso. En el Perú, y específicamente en Trujillo, la situación no es ajena, con menos
del 1% de los plásticos reciclados. Esto subraya la urgencia de implementar medidas para
abordar este problema.
Una solución propuesta para reutilizar residuos plásticos, particularmente botellas PET,
es convertirlas en filamento funcional para impresión 3D. Este trabajo se enfoca en diseñar y
construir una máquina que permita realizar esta tarea. El proceso de diseño comenzó con la
obtención de los requerimientos de los usuarios de impresión 3D en Trujillo mediante
entrevistas a docentes y alumnos universitarios. Luego se recopiló información sobre diseños
similares y se establecieron las especificaciones de diseño. Se propusieron 4 conceptos de
solución y se evaluaron mediante una matriz de selección ponderada. El concepto óptimo dio
lugar a tres posibles configuraciones. Se seleccionó la mejor y se definieron dimensiones
iniciales para la maquina y para algunos de sus componentes. Como siguiente paso en el diseño,
se llevó a cabo el análisis paramétrico de la leva cilíndrica, el eje de la bobina, los engranajes y
la base general del equipo. Se seleccionaron componentes estándar y se completó el diseño de
detalle.
El análisis económico arrojó un costo total del equipo igual a S/ 1091.38, y métricas
financieras como el ROI, el VAN y la TIR demostraron la viabilidad económica del proyecto,
con una recuperación de la inversión estimada en 3.8 meses. Las pruebas con el equipo
confirmaron su óptimo funcionamiento con tiras de botellas PET de 6-8 mm, temperaturas entre
220-230°C y velocidades de 6-8 RPM para la bobina y 3-4 RPM para la leva cilíndrica. En
resumen, este proyecto aborda una problemática apremiante y demuestra una solución viable
desde el punto de vista técnico y económico