Ingeniería en sistemas para el diseño de una línea de reciclaje de polietileno tereftalato

Abstract

En el presente trabajo se diseña una línea de reciclaje de plástico Polietileno de Tereftalato (PET) compuesta por seis módulos de máquinas que ejecutan distintas etapas del proceso. El diseño se desarrolló a partir de la información obtenida tras la visita a la planta de reciclaje Complast, en Guatemala e investigaciones sobre el mercado de reciclaje de plástico. Las máquinas consideradas en la línea son: una separadora por densidades, una desetiquetadora, una lavadora en caliente, una trituradora, una extrusora y una peletizadora. Cada máquina fue diseñada por un integrante del equipo diferente, mientras que el rol que se desempeñó en el proyecto fue el de ingeniero en proyectos, llevando a cabo una metodología de ingeniería en sistemas para garantizar la óptima compatibilidad entre cada máquina. Se llevaron a cabo reuniones en repetidas ocasiones para dar seguimiento a las máquinas y llevar un control en tomas de decisiones como el factor de seguridad de 1.9. Todas estas máquinas están diseñadas para operar de manera integrada, con una capacidad de 150 kg/h de PET, asegurando un flujo de trabajo eficiente y coordinado entre ellas. Todas las características, detalles, planos y costos de máquinas se pueden observar en los trabajos de graduación de: Juan Ignacio Foncea, Edgar Ricardo Echeverría, Adrian Calvo y Yessika Quintanilla, de la Universidad Del Valle de Guatemala. Además,se realizó un análisis exhaustivo de los peligros potenciales de cadamáquina, aplicando la metodología Bowtie, para garantizar la seguridad operativa de la planta. Se diseñó un plan de producción anual buscando satisfacer una demanda de 216,000 kg de PET. El flujo a trabajar para satisfacer la demanda es de 110.5 kg/h en caso de que, en el futuro la demanda aumente. El proyecto incluye un bosquejo detallado de la línea de reciclaje, facilitando su implementación en empresas o municipalidades interesadas en reducir la contaminación por plástico PET. El diseño propuesto busca contribuir significativamente a la mitigación del impacto ambiental de este tipo de residuos, una de las mayores fuentes de contaminación en Guatemala. Por último, se analizaron máquinas adicionales a implementar en un futuro como el módulo de banda transportadora, una planta de tratamiento de aguas y una máquina de detección y separación de residuos.

This project presents the design of a recycling line for Polyethylene Terephthalate (PET) plastic, composed of six machine modules that carry out different stages of the recycling process. The design was developed based on information gathered during a visit to the Complast recycling plant in Guatemala, as well as research on the plastic recycling market. The machines included in the line are: a density separator, a label remover, a hot washer, a shredder, an extruder, and a pelletizer. Each machine was designed by a different team member, while the role assumed in this project was that of a project engineer, applying a systems engineering methodology to ensure optimal compatibility between machines. Recurrent meetings were held to monitor machine progress and support decision-making processes, such as the definition of a safety factor of 1.9. All machines are designed to operate in an integrated manner, with a capacity of 150 kg/h of PET, ensuring an efficient and coordinated workflow. All technical specifications, drawings, and cost analyses of the machines can be found in the graduation theses of Juan Ignacio Foncea, Edgar Ricardo Echeverría, Adrian Calvo, and Yessika Quintanilla from Universidad del Valle de Guatemala. In addition, a thorough hazard analysis was conducted for each machine using the Bowtie methodology, to ensure the operational safety of the plant. An annual production plan was developed to meet a demand of 216,000 kg of PET. A processing flow of 110.5 kg/h was also considered to accommodate potential future demand increases. The project includes a detailed layout of the recycling line, facilitating its implementation in companies or municipalities interested in reducing PET plastic pollution. The proposed design aims to significantly contribute to the mitigation of the environmental impact caused by PET waste, one of the main sources of pollution in Guatemala. Finally, future additional modules were analyzed, such as a conveyor belt system, a water treatment plant, and a waste detection and separation machine.