Diseño y construcción de una máquina para mezclar y secar polvo de PVC con partículas de material reciclado de PVC utilizando técnicas de optimización mediante el método de elementos discretos - Aguilera Castro, Bryan Steeven (2024)
La industria manufacturera de polímeros enfrenta desafíos, como la distribución no homogénea de las partículas durante el mezclado, la humedad en los materiales y el incremento de desperdicios plásticos. El objetivo del presente trabajo es diseñar y construir una máquina para mezclar y secar polvo de PVC con partículas de material reciclado de PVC utilizando técnicas de optimización mediante el método de elementos discretos (DEM). La metodología tuvo un enfoque cuantitativo, comenzando con una configuración preliminar de la máquina, para lo cual se analizaron distintas geometrías de las aspas del rotor y el número de deflectores en el recipiente, obteniendo doce configuraciones posibles. A cada una se realizó la simulación DEM para determinar con cual se obtendría un mejor mezclado, utilizando el índice de mezcla de Lacey como métrica de evaluación. Con la mejor configuración, se procedió a realizar la variación de parámetros como velocidad de rotación del eje, capacidad y la forma de ingreso del material, para posteriormente realizar el diseño y/o selección de sus componentes y su respectiva validación en ANSYS. La simulación mediante software CAE demostró que la configuración más adecuada es el modelo tres del rotor y con dos deflectores en el recipiente, obteniendo un índice de Lacey de 0.96 en aproximadamente 33 segundos y un tiempo de aproximadamente 29.42 minutos de secado para una capacidad de 36 kg, resultados que fueron consistentes con los datos experimentales. Se concluye que el uso del DEM en el diseño de máquinas que manejen materiales particulados permite determinar de manera más precisa los parámetros que se pueden modificar para mejorar el proceso, ayudando en la toma de decisiones ingenieriles.