Tornillo sin fin para mover material
Proponente(s):
RECIMED
Finalizado:
30-Apr-2026
Ubicación:
Créditos de la imagen: https://www.instagram.com/p/B9UtqVBp9EM/?hl=en
RECIMED
https://reciclaje.com.co/Fecha de fundación: July 7, 2006Objetivos de desarrollo sostenible
- Urbana
Zona
- Reciclaje
Sector económico
- Cooperativa
Tipo de organización
Descripción
La Cooperativa Multiactiva de Recicladores de Medellín “RECIMED” es una organización del sector solidario y cooperativo que desde el año 2006 (año de fundación), trabaja por la dignificación de la labor de los recicladores, impactando la calidad de vida de sus familias, y contribuyendo a la conservación del ambiente, ya que brinda soluciones ambientales eficientes, relacionadas con el manejo integral de los residuos sólidos, con calidad humana y compromiso, para que las empresas cumplan con la normatividad ambiental vigente y desarrollen acciones de responsabilidad social ambiental.
Servicios
- Servicio Público de aseo, en el componente de aprovechamiento.
- Manejo Integral de Residuos Sólidos.
- Ejecución de proyectos socioambientales.
- Valorización y comercialización de materiales reciclables.
- Tejido Verde (Es un proyecto de la Cooperativa RECIMED que busca desarrollar acciones que permitan generar alternativas de ingreso adicional para los recicladores de oficio, principalmente adultos mayores y mujeres cabeza de familia a través de la fabricación y comercialización de productos con elementos provenientes del reciclaje.)
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 podríamos lavar de forma eficiente y medioambientalmente sostenible plásticos rígidos usados?
Ubicación: dónde se desarrolla este proyecto
Golden, Colorado, Estados unidosPor qué es importante o relevante el proyecto
Nuestro proyecto de limpieza de plástico con RECIMED es relevante porque fortalece un componente clave de la economía circular de Medellín. Al mejorar la calidad del plástico limpio, nuestro trabajo incrementa el valor de los materiales recuperados y respalda relaciones de mercado más confiables para la asociación. El proyecto también contribuye a mejorar el desempeño ambiental al reducir la contaminación y optimizar el uso de recursos dentro del proceso de reciclaje. En general, nuestros esfuerzos demuestran cómo las mejoras técnicas dirigidas pueden reforzar la estabilidad social y económica de las organizaciones de recolectores de residuos.
Reto: situación a cambiar, aprovechar o analizar durante tu proyecto
La situación que queremos cambiar es el bajo valor de mercado de los plásticos recuperados por RECIMED debido a la calidad de limpieza inconsistente y la contaminación. Estas limitaciones reducen la capacidad de la asociación para asegurar compradores estables, diversificar productos y aumentar los ingresos de sus miembros. Nuestro proyecto busca analizar y mejorar el proceso de limpieza de plásticos para que RECIMED pueda mejorar los materiales, fortalecer su posición en el mercado del reciclaje y aumentar la estabilidad económica de las familias recolectoras de residuos.
Objetivo principal de tu proyecto
El objetivo principal de nuestro proyecto es mejorar la calidad y consistencia del plástico limpio de RECIMED para que la asociación pueda obtener precios más altos, cumplir con las especificaciones de los compradores y fortalecer su posición en el mercado de reciclaje. Al mejorar el proceso de limpieza, buscamos aumentar la estabilidad económica de las familias recolectoras de residuos, apoyar la resiliencia organizacional a largo plazo de RECIMED y contribuir a una economía circular más eficiente y ambientalmente responsable en Medellín. Los principales beneficiarios son los miembros de RECIMED, sus compradores finales y la comunidad en general que depende de sistemas de gestión de residuos efectivos.
¿Cómo vas a lograr el objetivo?
Nuestro proyecto tiene como objetivo desarrollar un sistema eficiente y confiable para transportar plásticos molidos desde las operaciones de trituración de RECIMED hasta el sistema de limpieza que está siendo diseñado por un grupo asociado. Actualmente, RECIMED carece de un flujo de trabajo integrado que conecte la trituración con la limpieza, lo que da lugar a ineficiencias en la manipulación de materiales, riesgos de contaminación y pérdida de valor. Al diseñar un sistema de transporte que se adapte a las limitaciones espaciales, operativas y laborales de RECIMED, permitirá un flujo continuo, más limpio y más controlado de materiales hacia el nuevo proceso de lavado. Este trabajo ayudará a RECIMED a mejorar la calidad del material, reducir la manipulación manual y fortalecer su capacidad para producir plásticos reciclados de mayor valor.
Fotografía de contexto
Actor/Cargo/Rol
| Actor | Cargo o rol | Actividad o cómo/porqué se involucró |
|---|---|---|
| Jake Afsar-Keshmiri | Mines Team Member | Design, Research, and Development |
| Sofia Diomedes | Mines Team Member | Design, Research, and Development |
| Victoria Martin | Mines Team Member | Design, Research, and Development |
| Luisa Hernandez | Facilitator | Feedback and Assistance |
| Diego Ceballos | RECIMED Community Partner | Feedback and Assistance |
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 4
Número de personas participantes:
2
Hallazgo/ Fuente/ Conclusión o influencia
| Hallazgo | Fuente | Conclusión |
|---|---|---|
| La contaminación con materiales orgánicos y mixtos aumenta los costos de procesamiento en pequeñas instalaciones de reciclaje. | https://www.oecd.org/en/topics/resource-efficiency-and-circular-economy.html | Apoya intervenciones río arriba: educación comunitaria, mejores rutas de recolección e incentivos para la preclasificación. |
| La rentabilidad del reciclaje mecánico depende de un flujo de materia prima constante y de minimizar el tiempo de inactividad. | https://plasticsrecycling.org/how-recycling-works/the-plastic-recycling-process/ | Fortalece el argumento para diseñar un sistema de transporte confiable para plásticos triturados con el fin de estabilizar el flujo. |
| Las asociaciones con una clara división de roles (recolección, clasificación, procesamiento) muestran mayor productividad y estabilidad de ingresos. | https://www.wiego.org/research-library-publications/?orderby=relevance&order=desc&search=&paging=1 | Anima a RECIMED a formalizar los flujos de trabajo internos y las responsabilidades para mejorar la eficiencia operativa |
| Una buena solución es eficaz para todos los tipos de plástico excepto PET | https://www.plasticsengineering.org/2024/01/tackling-the-complexities-of-pet-recycling-003008/ | RECIMED es capaz de procesar y vender todo tipo de plásticos a las instalaciones de reciclaje, excepto el PET, que es muy difícil de reciclar. De manera similar a lo que sucede en los Estados Unidos, los plásticos deben ser separados por tipo y color antes de ser reciclados. Este proceso ya lo está realizando RECIMED. La solución de limpieza debería integrarse fácilmente al proceso existente mientras funcione para todo tipo de plásticos procesados. Sería poco práctico e ineficiente si la solución de limpieza necesitara cambiarse para tipos específicos de plástico. |
| Los diferentes plásticos tienen diferentes composiciones químicas | https://www.britannica.com/science/plastic | Esto podría afectar los métodos que se pueden usar para limpiar diferentes tipos de plásticos. Un método puede interactuar con la composición química de manera diferente que otro. |
Hallazgo/ Fuente/ Conclusión o influencia
| Hallazgo | Fuente | Conclusión |
|---|---|---|
| RECIMED necesita minimizar los costos | Diego | De nuestras conversaciones con Diego, se ha hecho evidente que el objetivo general de introducir un flujo de trabajo de limpieza de plásticos es aumentar los ingresos de RECIMED. Como tal, también es esencial que minimicen cualquier costo asociado con la limpieza de plásticos tanto como sea posible. |
| RECIMED necesita minimizar el uso de agua | Diego | El costo del agua, de manera similar a la electricidad, es alto en Colombia, por lo que minimizar los costos de agua es importante. Diego también está preocupado por la contaminación del agua proveniente del proceso de limpieza; al minimizar el uso de agua habrá menos agua sucia que necesite ser gestionada, lo que reduce el impacto ambiental de este proceso. |
| Los plásticos triturados necesitan ser limpiados utilizando recursos mínimos de energía | Diego | El costo de la electricidad en Colombia es muy alto y al minimizar los costos de electricidad podemos aumentar la ganancia de la venta de los plásticos limpiados y, a su vez, aumentar los salarios de los recicladores miembros |
| Actualmente no se utiliza un método específico de limpieza en RECIMED | Diego | Tras conversaciones con Diego, hemos llegado a entender que el plástico recogido y procesado por RECIMED se vende a las instalaciones de reciclaje "sin limpiar." Esto no maximiza las ganancias (pueden ganar 40 centavos más por kg si los plásticos se limpian antes de venderlos). |
| El plástico se tritura antes de ser limpiado | Diego | Por nuestras conversaciones y los videos que nos envió Diego, es evidente que los plásticos se limpian después de ser triturados, y no antes. |
Pasos
Nuestro equipo comenzó estudiando el contexto del reciclaje en Colombia y encontró que los costos de electricidad son muy altos. Esto crea una gran barrera para las pequeñas asociaciones de reciclaje. Las discusiones con nuestro socio comunitario Diego confirmaron que limitar el uso de energía sería esencial para cualquier solución que propusiéramos. Debido a esto, nuestro equipo se centró en opciones que no dependieran de motores eléctricos. Esto nos llevó hacia un sistema que pudiera ser accionado con una simple manivela para que RECIMED no necesitara depender de la costosa electricidad.
Nuestra investigación también mostró que el uso del agua debía mantenerse bajo. El agua puede ser costosa para los grupos de reciclaje en Colombia y también puede ser difícil de acceder debido a condiciones ambientales e infraestructurales. Debido a esto, nuestro equipo agregó un segundo requisito de diseño, que era reducir el uso del agua tanto como fuera posible.
También examinamos la estructura financiera de RECIMED y aprendimos que la asociación actualmente envía su plástico a un grupo externo para su limpieza. Esto reduce los ingresos que RECIMED puede generar. Nuestro equipo reconoció que crear un sistema que conectara el triturado con el lavado dentro de RECIMED permitiría a la asociación conservar más del valor que genera.
Después de identificar estas necesidades, nuestro equipo comenzó un proceso de prototipado práctico para explorar cómo podría funcionar un sistema de tornillo sin fin. Nuestro primer prototipo fue un modelo simple hecho de papel. Esto nos permitió probar la forma básica del tornillo y entender cómo la forma en espiral mueve el material hacia adelante. Luego, creamos un segundo prototipo usando una botella de agua y cartón. Esta versión nos ayudó a estudiar cómo encaja el tornillo dentro de un tubo y cómo la rotación de la manivela podría mover el material a través de un canal más realista. Estos primeros modelos ayudaron a nuestro equipo a comprender el comportamiento físico del sistema y guiaron nuestras decisiones sobre el tamaño, el paso y la disposición general.
Al combinar nuestros hallazgos de investigación con lo que aprendimos al crear prototipos, nuestro equipo concluyó que un sistema de transportador de tornillo sin fin cumpliría con las tres necesidades. Usaría muy poca energía porque funciona mediante una manivela. Podría ser diseñado para limitar el uso de agua. Y ayudaría a RECIMED a aumentar sus ingresos al permitir que la asociación complete por sí misma más del proceso de limpieza.
Fotografía del proceso o el equipo de trabajo
Resultado
Sistema de Transportador con Barrena Manual para Procesamiento de Plástico en Recursos LimitadosDescripción
Diseñamos un sistema de transportador de tornillo sin fin accionado a mano que mueve plástico triturado desde la trituradora hasta la estación de lavado sin usar electricidad.Nos enfocamos en reducir el uso de agua para que el proceso de limpieza sea más asequible y sostenible para RECIMED.Analizamos el proceso actual de RECIMED y creamos un sistema que ayuda a la asociación a conservar más ingresos realizando la limpieza internamente.Construimos un prototipo inicial de papel para probar la forma espiral básica y cómo el tornillo sin fin mueve el material.Creamos un segundo prototipo usando una botella de agua y cartón para estudiar cómo encaja el tornillo dentro de un tubo y cómo una manivela puede impulsar el movimiento.Conclusiones
- El sistema de taladro manual reduce la dependencia de RECIMED de la electricidad costosa y hace que el proceso de limpieza sea más asequible.
- El diseño disminuye el uso de agua, ayudando a que RECIMED opere de manera más sostenible en una región donde el acceso al agua puede ser limitado.
- El sistema permite a RECIMED completar más partes del proceso de limpieza internamente, aumentando los ingresos que la asociación puede conservar.
- Los prototipos ayudaron a confirmar que un sistema mecánico simple puede mover de manera confiable el plástico triturado desde la molienda hasta el lavado.
- El proyecto fortalece la independencia a largo plazo de RECIMED al crear una solución que se adapta a sus necesidades financieras, ambientales y operativas.
Sintetiza y comunica lo esencial a audiencias interesadas
| Audiencia | Posible uso de los resultados | Información clave |
|---|---|---|
| RECIMED | RECIMED puede usar el sistema de taladro manual para mover plástico triturado de manera eficiente desde la molienda hasta el lavado sin depender de la electricidad. También ayuda a la asociación a mantener más ingresos al completar más del proceso de limpieza internamente. | RECIMED debería saber que el sistema funciona completamente a mano, lo que elimina los costos de electricidad y hace que la operación sea más confiable. También reduce el uso de agua y mejora la eficiencia del flujo de trabajo, ayudando a la asociación a conservar más valor de su proceso de reciclaje. |
Enlace con documentación detallada
Fotografía de la solución o los resultados
Fortalezas
El sistema de barrena manual es fácil de usar para RECIMED de inmediato porque no requiere electricidad y funciona con una manivela simple. Su baja demanda de agua lo hace práctico en entornos donde el agua es limitada o costosa. El diseño es sencillo, lo que significa que los miembros pueden operarlo sin capacitación técnica. Los prototipos muestran que el sistema se puede construir con materiales comunes, lo que facilita las reparaciones y ajustes. En general, el sistema se integra sin problemas en el flujo de trabajo actual de RECIMED y mejora la eficiencia sin añadir complejidad.
Debilidades
La principal debilidad del sistema es que la manivela manual requiere esfuerzo físico, lo que puede retrasar el trabajo hasta que los miembros se acostumbren. Los primeros prototipos son simples y necesitarán materiales más resistentes antes de que el sistema pueda manejar plástico real de manera consistente. El diseño del tornillo sin fin puede requerir ajustes para evitar atascos cuando se usen plásticos de diferentes tamaños. El sistema también necesita un marco o soporte estable, que RECIMED aún no tiene. En general, estos problemas son fáciles de mejorar con mejores materiales, pequeños ajustes de diseño y pruebas con usuarios.
Oportunidades
El sistema de tornillo sin fin es altamente escalable porque su diseño mecánico simple se puede construir en diferentes tamaños para ajustarse a las necesidades de otros grupos de reciclaje. Es fácil de replicar ya que utiliza materiales comunes y de bajo costo que están ampliamente disponibles en los mercados locales. El mecanismo manual hace que el sistema sea adaptable a lugares con electricidad limitada, lo que le permite funcionar en muchos contextos diferentes. El diseño puede ampliarse añadiendo características como marcos mejorados, tubos más grandes o componentes de lavado integrados. Su simplicidad también facilita su mejora mediante la retroalimentación de la comunidad y pequeños refinamientos de diseño con el tiempo.
Amenazas
La mayor amenaza para la usabilidad a largo plazo del sistema es que los mecanismos accionados a mano pueden resultar cansadores durante el procesamiento de alto volumen, lo que podría limitar la productividad. El sinfín puede tener dificultades con tipos de plástico muy húmedos, pegajosos o irregulares que requieren más fuerza de la que la manivela puede proporcionar de manera confiable. Construir una versión duradera a escala completa requiere materiales más resistentes y herramientas de fabricación que tal vez no estén disponibles de inmediato para RECIMED. Factores ambientales como la humedad, la suciedad y el desgaste podrían causar desafíos de mantenimiento a largo plazo que son más difíciles de abordar sin piezas especializadas. Estos problemas requieren más tiempo, recursos y apoyo técnico para superarse, lo que los hace más difíciles de mejorar a corto plazo.
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
La novedad de este proyecto encaja en la Fase 1 porque nunca se ha implementado un transportador de husillo accionado manualmente en el contexto de RECIMED, lo que lo convierte en una solución completamente nueva para su flujo de trabajo. Su singularidad proviene de introducir un sistema mecánico totalmente manual y de bajo costo en un entorno donde la tecnología de transportadores es típicamente eléctrica y financieramente inaccesible. El diseño está específicamente adaptado a las limitaciones de RECIMED, incluyendo agua limitada, energía limitada y acceso restringido a materiales especializados. También adapta un mecanismo simple, construible localmente, a una cooperativa comunitaria de reciclaje que anteriormente no había usado transporte mecánico. En conjunto, estas características hacen que la solución sea genuinamente nueva para este contexto y distinta de los enfoques existentes.
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 2Siguientes tres retos u oportunidades sugeridas
- Fortalecimiento de la Construcción a Escala Completa: El siguiente paso es probar materiales y métodos de fabricación más resistentes para asegurar que el tornillo sin fin pueda manejar cargas reales de plástico sin doblarse, atascarse o desgastarse rápidamente.
- Integración del Sistema en el Flujo de Trabajo de RECIMED: El equipo debería trabajar con RECIMED para diseñar un marco estable, un sistema de montaje y una estrategia de colocación para que el tornillo sin fin se integre sin problemas en su proceso existente de trituración y lavado.
- Mejora de la Eficiencia y Comodidad del Usuario: Existe la oportunidad de explorar diseños ergonómicos de manivela, opciones de engranajes o asistencia mecánica parcial para reducir la fatiga y aumentar la productividad durante largas sesiones de trabajo.
Jake Afsar-Keshmiri,
Estudiante investigador
Victoria Martin,
Estudiante investigador
Sofia Diomedes,
Estudiante investigador