Diseño de una máquina trituradora automatizada de residuos sólidos de la construcción para obtener arena de porosidad baja en una cantera de Chiclayo.

Abstract

Se tuvo como objetivo general diseñar una máquina trituradora automatizada de residuos sólidos de la construcción para obtener arena de porosidad baja en una cantera de Chiclayo. Se trató de un estudio aplicado, cuantitativo y no experimental. El estudio demostró que los residuos sólidos de construcción pueden reutilizarse como arena para mortero y concreto si cumplen requisitos como granulometría, densidad, porosidad y resistencia a compresión según normas técnicas, favoreciendo la sustitución de agregados naturales y aportando a la sostenibilidad. Se concluyó que la máquina trituradora automatizada cubriría eficientemente la demanda de arena en Chiclayo, operando a más del 80 % de su capacidad y alcanzando hasta el 98.65 % hacia el final de su vida útil, alineándose con principios de economía circular. Para su diseño se definieron parámetros mecánicos, eléctricos y de control, seleccionando materiales adecuados y verificando la resistencia estructural mediante simulaciones. Además, la evaluación económica arrojó un consumo de energía de S/.2 988 989.25 en 20 años frente a ingresos de S/.6 022 132.16, con una inversión inicial de S/.107 083.01, logrando un VAN de S/.255 889.95, una TIR de 45.96 % y un periodo de recupero de solo 1.02 años, confirmando su rentabilidad.

The overall objective was to design an automated crushing machine for solid construction waste to obtain low-porosity sand at a quarry in Chiclayo. This was an applied, quantitative, and non-experimental study. The study demonstrated that solid construction waste can be reused as sand for mortar and concrete if it meets requirements such as particle size, density, porosity, and compressive strength according to technical standards, favoring the replacement of natural aggregates and contributing to sustainability. It was concluded that the automated crushing machine would efficiently meet the demand for sand in Chiclayo, operating at more than 80% of its capacity and reaching up to 98.65% by the end of its useful life, aligning with circular economy principles. For its design, mechanical, electrical, and control parameters were defined, suitable materials were selected, and structural strength was verified through simulations. Furthermore, the economic evaluation showed an energy consumption of S/.2988989.25 over 20 years compared to a revenue of S/.6022132.16, with an initial investment of S/.107083.01, achieving an NPV of S/.255889.95, an IRR of 45.96%, and a payback period of only 1.02 years, confirming its profitability.