Tamizaje en el reciclaje de RCD
Proponente(s):
GeoNaturalCarreras afines:
Diseño de producto e innovaciónDiseño industrialIngeniería AmbientalIngeniería eléctricaIngeniería mecánica
Finalizado:
01-May-2025
Ubicación:
Shelby Gilson, Salida de campo de experimentación, Marzo 2025. Motocarsi, Itagüí, Antioquia, Colombia. 
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 diseñar un accesorio para una trilladora de residuos de construcción que tamice/ separe los materiales de forma eficiente y controle las partículas de polvo generadas durante su funcionamiento?
Ubicación: dónde se desarrolla este proyecto
Itagüí, Antioquia, ColombiaPor qué es importante o relevante el proyecto
Motocarsi es un colectivo de recicladores que recoge residuos de construcción y demolición en las calles de Medellín, contribuyendo a la mejora de la salud pública y la protección del medio ambiente. Se recolecta una amplia variedad de materiales, muchos de los cuales pueden ser reciclados localmente. En particular, los residuos de concreto pueden triturarse para producir agregados reciclados y utilizarse en la fabricación de concreto y baldosas.
Reto: situación a cambiar, aprovechar o analizar durante tu proyecto
Actualmente se están realizando pruebas para evaluar la viabilidad del reciclaje de residuos de concreto. Estos materiales se procesan utilizando una trituradora, y luego se tamizan manualmente en una etapa separada. Sin embargo, durante este proceso se pierden partículas finas valiosas que se dispersan en el aire, lo que representa un riesgo para la salud de los operarios y trabajadores del área donde se encuentra la maquinaria.
Objetivo principal de tu proyecto
Diseñar un sistema que permita triturar y clasificar los materiales en un solo paso, optimizando el proceso. Asimismo, se busca minimizar la emisión de partículas en suspensión, mejorando la seguridad laboral y reduciendo el impacto ambiental.
¿Cómo vas a lograr el objetivo?
Mediante la incorporación de un sistema de tamizado debajo de la trituradora, el material será triturado y clasificado de forma simultánea al pasar por tres capas de tamices. Al combinar ambas etapas en un solo paso, se logra reducir eficazmente la liberación de partículas al aire, disminuyendo la exposición de los trabajadores a contaminantes nocivos.
Fotografía de contexto
Actor/Cargo/Rol
| Actor | Cargo o rol | Actividad o cómo/porqué se involucró |
|---|---|---|
| Shelby Gilson | Estudiante miembro de equipo. Realizó visita de campo de experimentación. | Co-creadora desde la academia. Clave para visita de campo de experimentación. |
| Emma Consbruck | Estudiante miembro de equipo. | Co-creadora desde la academia. |
| Jude Lowe | Estudiante miembro de equipo. | Co-creadora desde la academia. |
| Ya Li | Estudiante miembro de equipo. | Co-creadora desde la academia. |
| Noah Cimini | Estudiante miembro de equipo. | Co-creadora desde la academia. |
| Mariana Vélez | Miembro de GeoNatural participante. | Co-creadora como parte de GeoNatural. |
| Mariana Vélez | Facilitadora bilingüe virtual y en campo | Guiar al equipo por el proceso, transmitir posicion yconocimientos contextuales como parte de GeoNatural, asesoría técnica. |
| 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 4
Número de personas participantes:
4 personas de GeoNatural y Motocarsi
Hallazgo/ Fuente/ Conclusión o influencia
| Hallazgo | Fuente | Conclusión |
|---|---|---|
| (Sobre las partículas de polvo) Las partículas finas de concreto son valiosas porque pueden usarse como agregado en nuevo concreto. | Artículo de Ross Guberman | La recolección del polvo es una parte esencial del proceso, no solo eliminarlo del aire. |
| (Sobre las partículas de polvo) Para minimizar los riesgos de salud causados por el polvo, los operadores deben estar en un área ventilada o usar protección respiratoria. | OSHA, “Control del polvo de sílice en máquinas trituradoras de construcción” | Minimizar el riesgo para la salud debe ser una prioridad al considerar el diseño. |
| (Sobre el tamizaje) Separar los residuos y materiales utilizables en el origen puede mejorar el proceso de reciclaje. | Bermudez et al., Evaluación de la situación actual de recicladores informales y reciclaje: Estudio de caso en Bogotá | Se recomienda separar los residuos y los materiales reutilizables como parte del proceso de recolección. |
| (Sobre el tamizaje) Las mallas se apilan desde la de orificio más grande a la más pequeña, y las bandejas pueden vaciarse si se colocan en una pendiente. | Experiencia personal estudiante en laboratorio | Las mallas deben apilarse de mayor a menor tamaño y colocarse inclinadas, para que no sea necesario vaciarlas constantemente. |
| (Sobre el tamizaje) El proceso de tamizado funciona sacudiendo las mallas de forma que todas las piezas lleguen a la malla del tamaño adecuado. | Experiencia personal estudiante en laboratorio | Las mallas necesitan ser vibradas, potencialmente por la misma máquina. |
| (Sobre las vibraciones para el tamizaje) Las vibraciones verticales levantan partículas, permitiendo que caigan a través de la malla, mientras que las vibraciones horizontales mueven las partículas a través de la superficie de la pantalla y las vibraciones rotacionales aumentan la posibilidad de separación de partículas. | https://www.shake-it.com/application/sieving-with-vibration | Idealmente, las tres vibraciones se usarían en nuestra solución, pero especialmente las dos primeras. |
| (Sobre las vibraciones para el tamizaje) Un motor vibratorio es un motor que está desequilibrado. La cantidad de oscilación puede cambiarse mediante la cantidad de peso que se le adjunta, la distancia del peso desde el eje y la velocidad a la que gira el motor. | https://www.instructables.com/Vibrating-Motors/ | Para obtener las vibraciones deseadas en nuestro diseño, sería mejor usar un motor que esté fuertemente desequilibrado. |
| (Sobre las vibraciones para el tamizaje) Los tamices pueden ser vibrados usando uno o dos motores. Las máquinas de tamizado pueden montarse en un marco con resortes para evitar que las vibraciones creadas por el motor se transfieran al marco. | https://www.engelsmann.de/en/sieving-machines/vibration-sieve | La solución ideal incluiría resortes para evitar que cualquier vibración creada por el motor salga de la pila de tamices. |
| (Sobre las vibraciones para el tamizaje) Video de alguien que creó un tamiz para compostaje utilizando un motor de vibración de concreto eléctrico: | https://www.reddit.com/r/composting/comments/146ggav/cheap_sifter_because_im_cheap_and_lazy_pallet/ | Nuestro diseño podría ser muy similar a este. Necesitaría escalarse para manejar materiales más pesados y más capas de tamices, pero hay potencial. |
| (Sobre las vibraciones para el tamizaje) Este motor usa 120V (el rango máximo de un enchufe eléctrico normal). El motor más grande proporciona 0.1 KW de potencia (por referencia, una máquina con 5 tamices metálicos tiene más tamices que son bastante pesados (metal vs madera) y usa 0.4 KW). | https://a.co/d/bDu4adh | Dado que un motor más grande genera 4 veces más potencia que este motor y mueve alrededor del doble de tamices que son mucho más pesados que nuestros tamices de madera, este motor debería funcionar para nuestros propósitos. |
| (Sobre las vibraciones para el tamizaje) Reseña interesante del motor: “Compré esto para vibrar una bandeja con una malla en la parte inferior para poder separar la tierra de la grava de guisantes... Para esa aplicación, vibra bien siempre que se suspenda el marco con cuerdas. Si se coloca encima de una carretilla, hace mucho ruido y no funciona tan bien.” | https://www.amazon.com/JOYSEUS-Sifter-Vibration-Motor-Automatic/dp/B0CTCD7S86 | Experiencia a tener en cuenta |
| (Sobre las vibraciones para el tamizaje) Este diseño usa pino para la caja de madera del tamiz, lo que la hace mucho más liviana que una madera más densa. | https://www.amazon.com/JOYSEUS-Sifter-Vibration-Motor-Automatic/dp/B0CTCD7S86 | También deberíamos buscar una madera liviana como el pino, si es posible, para este diseño, a fin de maximizar las vibraciones. |
| (Sobre las vibraciones para el tamizaje) Las tuercas pueden soltarse fácilmente cuando se agita material pesado (reseña en Amazon de alguien que lo usó con tierra pesada que contenía piedras – 7-8 paladas). | https://www.amazon.com/JOYSEUS-Sifter-Vibration-Motor-Automatic/dp/B0CTCD7S86 | Podríamos usar tuercas autoblocantes para asegurar que las tuercas se mantengan bien sujetas a los pernos y el motor se mantenga fijo a los tamices. |
| (Sobre las vibraciones para el tamizaje) Los motores a gasolina son significativamente más caros (más de $300) en comparación con un motor eléctrico (menos de $100). | Investigación general sobre motores y recopilación de precios | Usar un motor eléctrico es mejor tanto para el medio ambiente como más económico, lo que lo convierte en una excelente opción. |
Hallazgo/ Fuente/ Conclusión o influencia
| Hallazgo | Fuente | Conclusión |
|---|---|---|
| El objetivo es capturar partículas finas, que pueden ser el material más valioso. | Mariana, socia comunitaria y facilitadora | El objetivo no es solo reducir las partículas de polvo en el aire, sino también capturarlas. |
| Los aliados han solicitado un diseño que sea portátil y no esté permanentemente adherido. | Mariana, socia comunitaria y facilitadora | El diseño debe tener en cuenta la movilidad. |
| La mayoría de los materiales procesados son baldosas, ladrillos, concreto roto y cerámica. | Mariana, socia comunitaria y facilitadora | Las mallas deben ser de un material duradero como el metal. |
| El tamizaje debe ser parte del proceso de la máquina. | Mariana, socia comunitaria y facilitadora | La trituración y el tamizaje deben ser un solo paso. El sistema de cribado debe ser acoplable/desacoplable a la trituradora. |
| La solución debe ser liviana para que pueda ser fácilmente desmontada, pero también duradera. | Mariana, socia comunitaria y facilitadora | El metal es probablemente el mejor material para esta solución, ya que es disponible, relativamente liviano y duradero. |
| Los aliados comunitarios no quieren soluciones que involucren el uso de agua debido a restricciones. | Mariana, socia comunitaria y facilitadora | Cambiar el enfoque del uso de agua para capturar polvo y enfocarse principalmente en el tamizado. |
| Las mallas (tamizadoras) deben ser removibles. | Mariana, socia comunitaria y facilitadora | Podría tener un sistema de rieles como un cajón para que las mallas se deslicen fácilmente dentro y fuera. Este diseño permite intercambiar diferentes tamaños de mallas. |
| Las mallas podrían usarse como una nueva base para la trituradora de escombros, permitiendo ajustar la altura de la máquina. | Mariana, socia comunitaria y facilitadora | Podrían tener mallas asociadas a su propio estante, de modo que si se retira una malla, esa parte del estante también pueda quitarse, haciendo la altura de la máquina ajustable. |
| El material reciclado consiste en baldosas, ladrillos, concreto, cerámica, madera y metal. | Mariana, socia comunitaria y facilitadora | El diseño podría incorporar madera reciclada para el marco. |
Pasos
- Selección del tema
- Reunión virtual con el socio comunitario de Motocarsí y facilitador de Diversa
- Definir el problema
- Investigación para la revisión de literatura
- Determinar la declaración PATH y los criterios de diseño
- Lluvia de ideas
- Investigar métodos de tamizado y recolección de polvo
- Selección inicial de la idea
- Obtener y usar retroalimentación de la comunidad
- Crear planos y lista de materiales
- Digitalizar los planos usando SolidWorks
- Experimentar con el diseño inicial en Colombia
- Compartir e interpretar los resultados del experimento
- Obtener retroalimentación de socios comunitarios/facilitadores
- Lluvia de ideas sobre iteraciones del diseño
- Investigar diferentes mecanismos de vibración
- Seleccionar el diseño final con la recomendación del socio comunitario
- Encontrar soluciones existentes similares a nuestro diseño deseado para compartir con la comunidad
- Bocetos preliminares del diseño final
Fotografía del proceso o el equipo de trabajo
Resultado
Un clasificador de tamices de tres capas para residuos triturados de construcción y demoliciónDescripción
Se creó un prototipo de una pila de tamices y se utilizó para clasificar partículas de escombros por tamaño. Tiene tres tamaños de tamiz diferentes, de mayor a menor, comenzando desde la parte superior del clasificador, lo que permite que las partículas más pequeñas caigan al tamiz inferior. Una vez que las partículas están correctamente clasificadas, las bandejas de tamiz pueden retirarse como cajones, de modo que los escombros se pueden separar por tamaño, facilitando su venta y reutilización. Se identificó un motor pequeño con potencial para agitar los tamices, facilitando la caída de las partículas sin necesidad de agitarlos manualmente.Conclusiones
- Los tamices funcionan correctamente clasificando los escombros por tamaño.
- La pila de tamices debe ser agitada manualmente para que las partículas se clasifiquen adecuadamente; por lo tanto, el uso del motor seleccionado haría este proceso mucho más eficiente y autónomo.
Sintetiza y comunica lo esencial a audiencias interesadas
| Audiencia | Posible uso de los resultados | Información clave |
|---|---|---|
| Cooperativas de recicladores | • Mejora la eficiencia del clasificado y reduce el trabajo manual • Mejora los ingresos mediante la producción de agregados | El clasificado de materiales puede ser más rápido y menos exigente físicamente utilizando el aparato de tamizado, pero su efectividad depende de la capacitación y el uso |
| Alcaldía de Medellín | • Apoya los objetivos de economía circular • Reduce los residuos en vertederos mediante un mejor clasificado • Promueve la colaboración entre sectores informales y formales | Las herramientas de clasificado de bajo costo pueden apoyar los objetivos de reciclaje urbano y mejorar las condiciones laborales de los recicladores informales |
| Empresas privadas de reciclaje a pequeña escala | • Permite obtener materiales preclasificados de manera más eficiente • Reduce los costos de producción al trabajar con cooperativas | El clasificado mejorado en el origen puede llevar a reciclables de mayor calidad y a un procesamiento más eficiente |
| ONG's u organizaciones de desarrollo | • Demuestra innovación desde las bases • Proporciona tecnologías replicables para soluciones de reciclaje | Avanza en los objetivos de la economía circular, pero necesita financiamiento y asociaciones para escalar más allá de la comunidad actual en Medellín |
Enlace con documentación detallada
https://drive.google.com/drive/u/3/folders/1YLczS9elnUBpme-uNKZupIk4PJbFU_i6Fotografía de la solución o los resultados
Fortalezas
- Las partículas se clasifican de mayor a menor tamaño mediante un diseño de múltiples capas, lo que permite una separación simultánea por tamaño.
- Los marcos de tamices removibles permiten el uso de mallas intercambiables de diferentes tamaños.
- El diseño utiliza principalmente madera reciclada, lo que lo hace sostenible ambientalmente y rentable.
Debilidades
- La altura de la trituradora limita el ángulo de inclinación, lo que impide que el material salga de los tamices por gravedad.
- Los tamices no pueden vaciarse mientras la trituradora está en funcionamiento.
- El clasificador no cabe debajo de la trituradora, por lo que se optó por un diseño independiente.
- Clasificar las partículas requiere esfuerzo manual.
Oportunidades
- Un clasificador de tamices independiente elimina la limitación de altura de la trituradora, permitiendo flexibilidad para incorporar cualquier número de tamices.
- Se podría integrar un motor vibrador en el clasificador para mejorar la eficiencia en la separación de partículas.
- Un nuevo diseño que incluya un clasificador independiente con una cinta transportadora desde debajo de la trituradora hasta la parte superior de los tamices permitiría un sistema completamente autónomo.
- El diseño simple garantiza facilidad de replicación.
Amenazas
- Un clasificador de tamices más grande puede requerir un motor más potente, lo que aumenta el consumo de energía y puede requerir la instalación de una toma de corriente de 240 voltios.
- Las partículas finas y la contaminación del aire siguen representando un riesgo para la salud humana.
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 comunidad no había construido un clasificador de tamices antes
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
- Utilice un vibrador de tamiz de hormigón eléctrico para eliminar la necesidad de agitar manualmente.
- Construya un clasificador más grande para recolectar más tamaños de partículas simultáneamente.
- Aproveche las vibraciones suspendiendo los tamices mediante resortes o cuerdas.
Shelby Gilson,
Estudiante, Realizó visita de campo de experimentación.
Emma Consbruck,
Estudiante miembro de equipo de la academia.
Jude Lowe,
Estudiante miembro de equipo de la academia.
Ya Li,
Estudiante miembro de equipo de la academia.
Noah Cimini,
Estudiante miembro de equipo de la academia.