Diseño, construcción y evaluación experimental de un prototipo de trituradora de botellas de vidrio para procesos de reciclaje

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Date

2026-07-06

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Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Mecánica

Abstract

This technical project presents the design, construction, and experimental evaluation of a hammer type glass bottle crusher prototype aimed at supporting small and medium scale recycling operations. Given the critically low glass recycling rates across Latin America, a cost-effective mechanical solution was developed to reduce glass bottles into cullet with an average particle size of 4.77 mm. The crushing power was calculated using Bond's method, which determined the need for a 3 HP electric motor running at 1800 rpm with a nominal torque of 11.86 N·m. Key mechanical components including shafts, hammers, discs, and a belt driven transmission system were analytically dimensioned and validated through SolidWorks finite element simulations using Von Mises stress, displacement, and safety factor criteria. Material selection was technically driven: A36 steel with INDURA Overlay 60 abrasion-resistant coating for hammers, AISI 4340 steel for the secondary shaft, and AISI 1018 for the primary shaft. Experimental testing confirmed continuous operation over 8-hour shifts without jamming or motor overheating. Granulometric analysis showed that 70% of the crushed output met the target aperture of 4.77 mm, demonstrating effective size reduction for recycling applications. The resulting prototype is portable, economically viable, and easy to maintain, representing a practical solution for decentralized glass waste processing.

Description

Este proyecto técnico presenta el diseño, construcción y evaluación experimental de un prototipo de trituradora de botellas de vidrio tipo martillo, orientado a apoyar procesos de reciclaje a pequeña y mediana escala. Ante la baja tasa de reciclaje de vidrio en Latinoamérica, se desarrolló una solución mecánica accesible capaz de reducir botellas de vidrio a un tamaño de partícula promedio de 4.77 mm, conocido como cullet o calcín. La potencia de trituración se calculó mediante el método de Bond, determinando un motor eléctrico de 3 HP a 1800 rpm con un torque nominal de 11.86 N·m. Los componentes principales ejes, martillos, discos y sistema de transmisión por correas fueron dimensionados analíticamente y verificados mediante simulación en SolidWorks con criterios de Von Mises, desplazamiento y factor de seguridad. La selección de materiales respondió a criterios técnicos: acero A36 con recubrimiento INDURA Overlay 60 para los martillos, acero 4340 para el eje secundario y acero 1018 para el eje principal. Las pruebas experimentales confirmaron operación continua en jornadas de 8 horas sin atascos ni recalentamiento del motor. El análisis granulométrico evidenció que el 70% del triturado cumple con la apertura objetivo de 4.77 mm, demostrando una reducción de tamaño efectiva. El prototipo es portátil, económicamente viable y de fácil mantenimiento, constituyendo una alternativa real para el procesamiento local de residuos de vidrio.

Keywords

TRITURADORA DE VIDRIO, MOLINO DE MARTILLOS, RECICLAJE DE VIDRIO, CALCÍN, DISEÑO MECÁNICO, MÉTODO DE BOND, GRANULOMETRÍA, ACERO ESTRUCTURAL

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Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Mecánica

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