Diseño y construcción de un prototipo de máquina para la transformación de botellas PET en placas de baldosas accionado con energía solar fotovoltaica en Ayabacas - UNAJ, 2024

Abstract

El presente trabajo desarrolla el diseño, construcción y evaluación de un prototipo denominado Ovenier, orientado a la transformación de botellas PET en baldosas mediante energía solar fotovoltaica en la sede Ayabacas de la UNAJ. Esta investigación aporta nuevo conocimiento técnico al demostrar la factibilidad térmica, energética y económica de sustituir procesos convencionales de moldeo industrial mediante una alternativa basada exclusivamente en energías renovables. Asimismo, se comprueba experimentalmente que el plástico PET molido puede convertirse en baldosas funcionales dentro de un rango térmico controlado entre 100 °C y 190 °C. Se llevaron a cabo dos muestras: la primera presenta una mínima temperatura de 100 °C y una máxima de 185 °C; en la segunda, la mínima temperatura es de 105 °C y la máxima, de 190 °C. ambas muestras nos muestran resultados favorables lo que sustenta la aplicabilidad directa del prototipo para la producción de baldosas ligeras destinados a usos decorativos, recubrimientos interiores y elementos de construcción no estructural. Se determinaron los parámetros térmicos del proceso mediante mediciones con cámara termográfica, verificando que el diseño multicapa del prototipo garantiza una adecuada retención de calor. En paralelo, se dimensionó el sistema fotovoltaico necesario para su operación, estableciendo que la demanda diaria de 7.77 kWh puede ser abastecida con 36 módulos de 50 W o con el generador fotovoltaico existente de 2.7 kWp de la EPIER–UNAJ. Finalmente, en el análisis económico basado en supuestos conservadores de crecimiento tarifario y mantenimiento, muestra un costo unitario de producción de S/ 0.51 por baldosa y una rentabilidad positiva (VAN = S/ 4,381.16; TIR = 18.16 %). Con ello, se concluye que la aplicación del prototipo es técnica, energética y económicamente viable y constituye un modelo replicable para la valorización de residuos plásticos en zonas altoandinas con alta disponibilidad de irradiación solar.