Moldes para azulejos o baldosas decorativas en 3D
Proponente(s):
GeoNaturalCarreras afines:
Diseño de producto e innovaciónDiseño industrialIngeniería de materiales
Finalizado:
01-May-2025
Ubicación:
Natalia Barrera, Salida de Campo, Marzo 2025, Motocarsi, Itagüí
Créditos de la imagen: Natalia Gómez, GeoNatural
GeoNatural
https://geonatural.com.co/Fecha de fundación: February 3, 2021Objetivos de desarrollo sostenible
- Urbana
Zona
- Reciclaje
Sector económico
- Empresa Sector B
- SAS
Tipo de organización
Descripción
En GeoNatural, transformamos los desafíos ambientales en oportunidades a través de la consultoría en negocios verdes y economía circular. Brindamos soluciones estratégicas a empresas y gobiernos, impulsando el uso eficiente de los recursos, la valorización de Residuos de Construcción y Demolición (RCD) y la implementación de modelos productivos sostenibles.Somos una empresa enfocada en la asesoría y consultoría en sostenibilidad, economía circular y los negocios verdes; Contamos con una sólida experiencia en la transformación de RCD en materiales innovadores que pueden reincorporarse en los procesos constructivos, cerrando así el ciclo de los materiales de forma responsable y eficiente.Ofrecemos soluciones sostenibles para gestionar y transformar los residuos de construcción y demolición, abordando uno de los mayores retos ambientales y logísticos de las ciudades o de las obras. Transformamos en obra estos materiales en arenas, gravas, concreto sostenible y prefabricados, cerramos el ciclo y evitamos la explotación de canteras, la generación de residuos y las emisiones asociadas. Además, la gestión de los Residuos de Construcción y Demolición (RCD) impide que éstos terminen en escombreras y rellenos sanitarios, evitando así la generación de nuevas emisiones y la explotación de recursos naturales en áreas críticas de la ciudad.Buscamos transformar el modo de producción lineal, convencional y de gran impacto, hacia un modelo sostenible más limpio y responsable, que le apueste a tener reconocimiento y beneficios por sus acciones y sellos en sostenibilidad. A su vez, propendemos a adoptar un enfoque que articule y beneficie los actores de la cadena de producción, disminuya impactos y genere nuevas oportunidades.
Servicios
- Capacitación en normativa ambiental sobre residuos y RCD para profesionales y empresas.
- Capacitación en sostenibilidad para profesionales y empresas.
- Desarrollo de metodologías en construcción sostenible.
- Asesoría en reducción de huella de carbono en los sistemas de producción.
- Reducción de RCD en escombreras, evitando su disposición ilegal. La recogemos y recibimos.
- Producción de materiales de construcción sostenibles por medio del reciclaje de los mismos, reduciendo la explotación minera.
Logo de Humanitarian Engineering, Colorado School of Mines
Ingeniería y Desarrollo Comunitario Sostenible
Escuela de Minas de Colorado
Carrera:
Ingenierías
Facultad:
Ingeniería Humanitaria
Docentes:
- Juan Lucena
Descripción:
Este curso es una introducción a la relación entre la ingeniería y el desarrollo comunitario sostenible (DCS) desde perspectivas históricas, políticas, ideológicas, éticas, culturales y prácticas. Los estudiantes estudiarán y analizarán diferentes dimensiones del desarrollo comunitario y sostenible, y el papel que la ingeniería podría desempeñar en ellas. Además, explorarán críticamente las fortalezas y limitaciones de los métodos dominantes en la resolución de problemas de ingeniería, el diseño y la investigación para trabajar en DCS. Los estudiantes aprenderán a investigar, describir, analizar y evaluar casos prácticos en DCS y a desarrollar criterios para su evaluación. Nota: En este curso, los estudiantes también tendrán una experiencia práctica con otro tipo de Diseño para DCS: Diseño Participativo, así como la creación de prototipos de soluciones para desafíos reales de una asociación colombiana de reciclaje. Este es un curso obligatorio para la especialización en Ingeniería para el Desarrollo Comunitario (DCC) y para el área de enfoque de DCS de la Licenciatura en Ingeniería de Diseño.
Temas:
- Aprendizaje Basado en Retos
- Fortalecimiento de Negocios
- Medio ambiente
- Reciclaje de residuos de construcción
- Reciclaje de residuos electrónicos
Pregunta orientadora
¿Cómo podemos crear moldes duraderos o utilizar materiales más económicos para producir baldosas 3D a gran escala, minimizando al mismo tiempo los residuos y evitando costes adicionales?
Ubicación: dónde se desarrolla este proyecto
Itagüí, Antioquia, ColombiaPor qué es importante o relevante el proyecto
Con la cantidad de residuos de construcción y demolición que hay en Colombia, existen oportunidades de reciclaje para crear productos utilizables como baldosas, que ofrecen más oportunidades de empleo, pero debido al alto coste de los moldes utilizados en el proceso, esto no es sostenible en la actualidad.
Reto: situación a cambiar, aprovechar o analizar durante tu proyecto
Los residuos de la construcción están por todas partes en Medellín, en gran parte, lo que supone unos 2 millones de toneladas anuales de residuos dispersos por toda la ciudad. Dos organizaciones sin ánimo de lucro (entre ellas MotoCarsi) trabajan para solucionar este problema creando baldosas a partir de los escombros. Debido al alto coste de la silicona, se necesitan nuevos moldes para crear baldosas que se venderán a Home Centre en un contrato preexistente.
Objetivo principal de tu proyecto
Encontrar materiales alternativos para su uso en técnicas de procesado de polvo para crear baldosas de calidad a partir de residuos de construcción y demolición para vender a Home Centre.
¿Cómo vas a lograr el objetivo?
Investigando o desarrollando nuevos materiales que puedan utilizarse para hacer moldes con los que podamos fabricar baldosas, esperamos aprovechar por fin gran parte de los residuos de la construcción en Medellín y capacitar a nuestros socios para crear una economía más circular.
Fotografía de contexto
Actor/Cargo/Rol
| Actor | Cargo o rol | Actividad o cómo/porqué se involucró |
|---|---|---|
| Noah Link | Estudiante miembro de equipo. Parte de la visita de campo. | Co-creador de la academia. Participante de la visita de campo. |
| Ashwini Shrestha | Estudiante miembro de equipo | Co-creadora de la academia. |
| Isabella Bono | Estudiante miembro de equipo | Co-creadora de la academia. |
| Ava Burger | Estudiante miembro de equipo | Co-creadora de la academia. |
| Connor Kopel | Estudiante miembro de equipo | Co-creador de la academia. |
| Juliana Carreño Franco | Miembro participante principal de Geonatural | Estudiante miembro de equipo |
| Carolina Mesa Trujillo | Facilitador bilingüe | Facilitar la comprensión de los saberes tanto de estudiantes como de socios comunitarios, mediador objetivo ante los encuentros y traductora. |
| Juan Lucena | Profesor de Desarrollo comunitario sostenible en Minas Colorado | Ayuda a los estudiantes a comprender y poner en práctica nuevos conceptos e ideas, compartiendo conocimientos, sabiduría y experiencias de tipo profesional, académico y personal. |
| Natalia Barrera Gutiérrez | Coordinadora de programa, staff Diversa | Diseño de experiencia, Coordinación de facilitadores, gestión con profesor y gestión comunitaria general. |
Nivel de participación del proponente
Nivel 1: proyecto en donde no participaron actores externos al equipo de trabajo. Nivel 2: proyecto en donde se contó con la participación de otros miembros de la comunidad a la que el equipo pertenece. Ejemplo: se hicieron validaciones con estudiantes de otras carreras. Nivel 3: se realizaron visitas y encuentros para conocer las percepciones, ideas y reali mentación de actores y comunidades externas. Ejemplo: se trabajó con comunidad cafetera. Nivel 4: el proyecto fue liderado conjuntamente por el equipo de trabajo y comunidades externas.
Nivel 3
Número de personas participantes:
4-11
Hallazgo/ Fuente/ Conclusión o influencia
| Hallazgo | Fuente | Conclusión |
|---|---|---|
| El látex líquido o caucho líquido tiene una gran flexibilidad y buenos detalles. Pero su durabilidad es comparable a la de la silicona. | https://www.artmolds.com/blogs/mold-making/eco-friendly-materials-for-mold-making-and-casting | Busca también materiales similares a la silicona |
| El yeso en polvo podría utilizarse como molde alternativo por su bajo coste y facilidad de uso. | Pruebas de laboratorio con yeso para fabricar bloques de hormigón | Quizás utilizar materiales más baratos más a menudo, pensar en el problema de otra manera |
| Vi una buena cantidad de ejemplos de moldes metálicos utilizados en otras pequeñas empresas. | https://www.geoex.com/blog/making-roof-tiles-peru/ | Podría considerarse si no es demasiado caro o difícil de fabricar. |
| Garantice una alta calidad al mezclar para evitar más daños en los moldes | Pruebas de laboratorio para fabricar bloques de hormigón | Puede que el problema no sean los moldes, sino el proceso de fabricación y vertido del cemento. |
| Los residuos de roca fosfórica son un subproducto común de la minería y pueden ayudar a sustituir parcialmente el cemento Portland. | https://www.researchgate.net/publication/364460228_Phosphate_rock_waste_in_the_production_of_cement_tile | Podría ser una opción más sostenible si hay mucha minería cerca |
Hallazgo/ Fuente/ Conclusión o influencia
| Hallazgo | Fuente | Conclusión |
|---|---|---|
| Los moldes se astillan, se rompen y no son duraderos | 13/02/2025, GeoNatural Segunda reunión con los socios | Centrarse en la durabilidad del molde |
| Las baldosas se componen de un 60% de residuos de construcción reciclados, un 30% de cemento y un 10% de aditivos. | 13/02/2025, GeoNatural Segunda reunión con los socios | Relación agregada potencialmente alta |
| La mayoría de los recicladores son informales (es decir, no están reconocidos por el gobierno y se les considera «menos que»); no se consideran parte del PIB | 3/6/2025, Revista bibliográfica / Prof. Lucena | Deberíamos ser conscientes de la falta subyacente de privilegios de los recicladores. |
| El transporte de los recicladores tiene diversas limitaciones, como la falta de vehículos para transportar los materiales | 13/02/2025, GeoNatural Segunda reunión con los socios | Hay más componentes a considerar más allá del tema de los moldes físicos. |
| Se han considerado moldes alternativos (epoxi, resina, plástico reciclado) pero tienen costes y resistencia diferentes | 13/02/2025, GeoNatural Segunda reunión con los socios | Concéntrese en por qué los materiales no han funcionado y busque diferentes materiales que no se hayan examinado. |
Pasos
- Empezamos la clase aprendiendo sobre la economía circular, los recicladores y Colombia. Antes incluso de empezar el trabajo de diseño, escribimos un artículo sobre los recicladores en Colombia y los retos de aceptación social a los que se enfrentan.
- A continuación, nos reunimos con nuestro socio comunitario Juliana de GeoNatural para entender los problemas que están teniendo con los moldes para sus baldosas a partir de residuos de construcción y demolición (recogidos por Motocarsi). Estos problemas se centraron principalmente en la calidad de las baldosas durante el desmoldeo (es decir, los bordes agrietados) y el costo para crear los moldes de silicona que es prohibitivo para escalar.
- Tras muchas más preguntas y tiempo para entender el contexto, empezamos a hacer lluvia de ideas en muchas direcciones diferentes. Algunas incluían un material más barato y menos duradero, mientras que otras incluían más fibras orgánicas en la construcción.
- A continuación, redujimos las ideas a dos opciones más definidas: una era un molde de escayola y la otra un molde impreso en 3D.
- Tras consultar con nuestro socio comunitario, seguimos adelante con el molde impreso en 3D, pero no pudimos incorporarle fibras naturales debido a la falta de tecnología disponible, lo que lo hacía inviable para el poco tiempo que teníamos en clase.
- Después, enviamos a un representante a Colombia de viaje de estudios durante las vacaciones de primavera junto con unos moldes que habíamos diseñado y que incluían una tapa y un fondo que se separaban (el fondo también constaba de dos partes). A través de la experimentación en Colombia, comprendimos que el diseño que teníamos necesitaba algunos cambios principalmente debido a las burbujas dentro del azulejo cerca de la parte superior donde no había suficiente mezcla.
- Tomando con conocimiento, ajustamos nuestros diseños para nuestras entregas finales que usted puede ver.
- Sintetizamos todo el aprendizaje y las conclusiones en esta carpeta, un manual y una presentación final.
Fotografía del proceso o el equipo de trabajo
Resultado
Moldes modulares hechos con impresora 3DDescripción
Creamos varios moldes físicos impresos en 3D que contenían diferentes iteraciones de diseño modular utilizando el software de modelado Onshape, que puede imprimirse en 3D con diversos filamentos. Se crearon múltiples diseños para un molde impreso en 3D con diferentes patrones, formas y niveles de modularidad. Los patrones se encuentran en la parte inferior del molde y pueden desmontarse una vez que el hormigón haya fraguado. Como desmoldante se puede utilizar vaselina o aceite que se aplican con unos pinceles Los nuevos diseños pueden prototiparse rápidamente mediante ajustes de los archivos CAD para determinar el diseño preferido.Conclusiones
Hemos comprobado que los moldes 3D han dado buenos resultados en la fabricación de baldosas de hormigón. El aspecto modular de los moldes 3D nos ha ayudado a sacar las baldosas de los moldes. Uno de los problemas era que nuestro método original de crear hendiduras en las baldosas no era eficaz y debía actualizarse.
También descubrimos que la Universidad tiene acceso a impresoras 3D y a varios tipos de filamento (PETG, ABS y PLA) y nos mostraron un intento preliminar de molde con letras extruidas, lo que nos ayudó a aprender que si decidimos hacer diseños, en su lugar habría que hacer hendiduras.
Algunos de nuestros principales problemas fueron la formación de burbujas en el molde y la pérdida de detalle en el azulejo.
Sintetiza y comunica lo esencial a audiencias interesadas
| Audiencia | Posible uso de los resultados | Información clave |
|---|---|---|
| Artistas locales | La gran variedad de diseños que se pueden crear y la modularidad | Los enchapes de hormigón reciclado tienen la oportunidad de fortalecer la cultura local y crear una economía más circular |
| Constructores de viviendas | Arte decorativo en el hogar | Los enchapes de hormigón reciclado pueden añadir encanto y sostenibilidad al hogar |
| Jardineros | Partes decorativas del jardín | Los enchapes de hormigón reciclado pueden dar un toque especial a un jardín. |
Enlace con documentación detallada
https://drive.google.com/drive/u/3/folders/1XHXf3j4zSIlIDpMek_Zd8YuehWm9DL64Fotografía de la solución o los resultados
Fortalezas
- Los moldes impresos en 3D son rápidamente iterables para muchos mecanismos y diseños diferentes
- los moldes son duraderos y muy resistentes
- puede utilizarse con varios agentes desmoldeantes diferentes
- diseño fácil de usar
Debilidades
- Las impresoras 3D son bastante caras, lo que supone un gran coste inicial o, potencialmente, una menor diversidad económica local.
- Las impresoras 3D no son las más accesibles para los recicladores y Geonatural
Oportunidades
- conectar con los estudiantes universitarios para continuar con el moldeo de moldes para enchapes y otros productos
- buscar otros materiales naturales y locales que puedan utilizarse.
Amenazas
- Los materiales del filamento no son los más respetuosos con el medio ambiente
- Hay que adoptar una curva de aprendizaje – brecha educativa
Nivel de Novedad
Fase 1: Solución que no se había hecho antes en este contexto. Fase 2: Es la continuidad, mejora o iteración de una solución que ya se había hecho antes en este contexto. Fase 3: la solución ya se había hecho en este contexto pero este proyecto presenta un nuevo enfoque. Fase 4: Se desconoce si esta solución y se había intentado en este contexto
Fase 1Novedad
Los socios comunitarios no han utilizado antes impresoras 3D, pero han tenido alguna experiencia con la fabricación de enchapes
Alcance
Nivel 1: los resultados son ideas exploratorias iniciales Nivel 2: los resultados presentan un avance pero aún no se pueden usar o no son implementables Nivel 3: lo resultados ya se pueden usar o son imple-entables
Nivel 3Siguientes tres retos u oportunidades sugeridas
- Desafío de Diseño: Crear nuevos moldes 3D adaptados a las necesidades locales
específicas que no cubren los moldes existentes.
- Desafío de Mejora: Tomar moldes básicos proporcionados por la comunidad académica
y optimizarlos para hacerlos más eficientes o adaptados al contexto local.
- Desafío de Replicación y Escalado: Reproducir con precisión los moldes existentes
y desarrollar un sistema para producirlos en mayores cantidades.
- Desafío de Innovación: Diseñar moldes que combinen técnicas tradicionales
con la impresión 3D para crear productos híbridos.
- Desafío de Sostenibilidad: Desarrollar moldes que utilicen materiales reciclados o
biodegradables disponibles localmente.
- Desafío de Infraestructura: Adaptar la infraestructura existente para la producción de chapa en Geonatural y Morocarsi.
- Explorar otros mercados para los RCD, como caminos de grava, relleno de carreteras o decoración de jardines.
- Desarrollar la capacidad de producción y la capacidad de fabricar baldosas a gran escala.
- Colaborar con otros, como recicladores de plástico (creación de moldes), artistas (uso de baldosas en arte) y mercados locales (otro lugar de venta), para ampliar el impacto potencial del proyecto.
Noah Link,
Estudiante miembro de equipo. Parte de la visita de campo.
Ashwini Shrestha,
Estudiante miembro de equipo
Isabella Bono,
Estudiante miembro de equipo
Ava Burger,
Estudiante miembro de equipo
Connor Kopel,
Estudiante miembro de equipo
Juliana Carreño Franco ,
Estudiante miembro de equipo