Diseño y simulación de un molino de cuchillas para el reciclaje de residuos de madera con capacidad de 200 kg/h

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Title: Diseño y simulación de un molino de cuchillas para el reciclaje de residuos de madera con capacidad de 200 kg/h
Authors: Caillagua Orozco, Jhon Antony
Advisor: Juiña Quilachamín, Luis Christian
Abstract: This research focuses on the conceptualization and computational modeling of a blade shredder with a processing capacity of 200 kg/h, specifically designed for managing wood by-products from industrial and artisanal sources. The development methodology integrated a global technical diagnosis, ranging from raw material characterization and the review of current cutting technologies to the definition of the mill's architecture and the full system's structural calculation. During the design stage, digital modeling tools were employed to examine the mechanical response of components under both static and dynamic stresses. Through these simulations, fatigue parameters, deformation, vibration, and safety factors were validated, ensuring the equipment's physical integrity under real working conditions. Simultaneously, mathematical models were implemented to establish the required motor power, blade kinematics, and the torque necessary to ensure consistent and efficient material fragmentation. Finally, a profitability study was conducted to verify the project's feasibility, examining variables such as supplies, manufacturing methods, and skilled labor. The findings demonstrate that the prototype is technically and financially viable, providing a functional alternative for the recovery of wood waste. This contribution offers a multidisciplinary approach that merges mechanical engineering with operational sustainability.
Translated abstract: Esta investigación se enfoca en la conceptualización y simulación computacional de una trituradora de cuchillas capaz de procesar 200 kg/h, diseñada específicamente para gestionar subproductos madereros de origen industrial y artesanal. La metodología de desarrollo integró un diagnóstico técnico global, partiendo desde la caracterización de la materia prima y la revisión de tecnologías de corte vigentes, hasta la determinación de la arquitectura del molino y el cálculo estructural del sistema completo. En la etapa de diseño, se emplearon herramientas digitales de modelado para examinar cómo responden mecánicamente las piezas ante esfuerzos de carácter estático y dinámico. Mediante estas simulaciones, se validaron parámetros de fatiga, deformación, vibración y coeficientes de seguridad, garantizando la integridad física del equipo bajo regímenes de trabajo reales. Simultáneamente, se efectuaron modelos matemáticos para establecer la potencia motriz necesaria, la cinemática de las cuchillas y el par torsional requerido para asegurar una fragmentación constante y eficiente Por último, se desarrolló un estudio de rentabilidad para verificar que la propuesta sea viable, examinando variables como insumos, métodos de fabricación y mano de obra calificada. Las conclusiones evidencian que el prototipo es factible desde las dimensiones técnica y financiera, constituyendo una alternativa funcional para el aprovechamiento de residuos de madera. Este aporte ofrece un enfoque multidisciplinario que une la ingeniería mecánica con la sostenibilidad operativa
Keywords: MECÁNICA
DISEÑO EN INGENIERÍA
SIMULACIÓN POR COMPUTADORES
MÁQUINAS
MOLINOS
RECICLAJE
MADERA
Issue Date: May-2026
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/33027
Language: spa
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