El EDU Kit es un sistema modular de reciclaje de plástico construido con bloques autónomos e intercambiables — actualmente en desarrollo.

Cada módulo se encarga de una etapa de la cadena de reciclaje — trituración, molienda, inyección, extrusión, bobinado de filamento, peletizado o prensado de láminas — y puede funcionar de forma independiente o combinarse en líneas de procesamiento completas.

El principio de diseño es simple: cada módulo encaja en el mismo formato físico, comparte la misma interfaz de accionamiento y se conecta al mismo bus de control. Reorganízalos para una tarea diferente. Añade un módulo cuando lo necesites. Retíralo cuando no.

Esto no es una sola máquina. Es un sistema de máquinas que crece con tus necesidades y tu comprensión.

¿Por qué modular?

Las máquinas de reciclaje tradicionales son monolíticas — grandes, de propósito fijo y difíciles de adaptar. El EDU Kit invierte esto separando cada paso de procesamiento en una unidad independiente:

• Una escuela podría empezar con una trituradora y un molino, y añadir una inyectora el año siguiente.
• Un laboratorio universitario opera la cadena completa — trituración, extrusión, bobinado de filamento y peletizado — para investigación de materiales.
• Un restaurante u hotel instala un par compacto de trituradora + molino pegado a la pared, procesando sus propios residuos plásticos in situ.
• Un fab lab combina la extrusora con el bobinador de filamento para producir filamento 3D personalizado a partir de material reciclado.

Cada configuración comienza con los mismos bloques. Cada bloque funciona solo. Cada bloque funciona en conjunto.

Los módulos

G — Molino (EDU-GR)

Un granulador de eje único que reduce el plástico triturado a escamas uniformes o molienda fina. Motor de 1500 W, 25 kg. Compatible con carcasa Uni.

Qué enseña: Geometría de corte, dimensionamiento de mallas, distribución de tamaño de partícula y curvas de carga del motor. El molino es el módulo más fácil de entender mecánicamente — y en el que los estudiantes observan por primera vez cómo las propiedades del material (dureza, elasticidad) afectan directamente el comportamiento del procesamiento.

INJ — Inyector (EDU-INJ)

Módulo de inyección manual por émbolo. 2300 W en múltiples zonas de calentamiento, 70 kg. Utiliza el eje principal compartido para el accionamiento del émbolo.

Qué enseña: El ciclo completo de inyección — calentamiento del cilindro, comportamiento de la masa fundida, fuerza del émbolo, llenado del molde, enfriamiento y desmoldeo. Los estudiantes controlan cada variable a mano: consignas de temperatura, velocidad del émbolo, tiempo de retención. Ninguna automatización oculta la física.

SH-S — Trituradora de eje único (EDU-SHR)

Una trituradora compacta de eje único para plásticos rígidos. 1500 W, 25 kg. Compatible con carcasa Uni, apta para mesa de trabajo.

Qué enseña: Mecánica de cizalla, geometría de cuchillas, velocidad de alimentación vs. par motor y detección de atascos. El diseño de eje único es más fácil de desmontar e inspeccionar que los sistemas de doble eje — ideal para primeros encuentros con maquinaria de corte.

SH-D — Trituradora de doble eje (EDU-SHRD)

Trituradora de doble eje contrarrotante para plásticos mixtos y flexibles. 1500 W, 50 kg. Mayor par motor, procesa películas y elastómeros.

Qué enseña: Velocidades diferenciales de eje, mecánica de contrarrotación y cómo la superposición de cuchillas afecta el rendimiento. La arquitectura de doble eje procesa materiales que el eje único no puede — compararlos uno al lado del otro es uno de los ejercicios más instructivos del sistema.

Estado: Experimental

M — Módulo de accionamiento (EDU-DRI)

La unidad motora compartida. 1500 W, 17 kg. Proporciona el accionamiento mecánico para cualquier módulo que no tenga su propio motor integrado.

Qué enseña: Transmisión de potencia, acoplamiento de ejes, multiplicación de par mediante reductores y dimensionamiento de motores. El módulo de accionamiento hace explícita la relación entre potencia eléctrica y trabajo mecánico — los estudiantes calculan par, RPM y eficiencia antes de conectarlo a un módulo de procesamiento.

LX — Extrusora (EDU-LX)

Módulo extrusor de husillo. 2200 W, 15 kg. Produce salida de masa fundida continua para filamento, perfiles o módulos posteriores.

Qué enseña: Transporte por husillo, zonas de compresión, presión de masa fundida, hinchamiento de boquilla y perfil de temperatura a lo largo del cilindro. La extrusora es el módulo con más variables — y aquel donde la experimentación sistemática (diseño de experimentos) produce los resultados más dramáticos.

Estado: Experimental

E-FW — Bobinador de filamento + Enfriador (EDU-FW)

Módulo posterior a la extrusora. Tira, enfría y bobina filamento en carretes. 50 W, 10 kg.

Qué enseña: Relaciones de estiramiento, velocidad de enfriamiento vs. cristalinidad, control de tensión y geometría de bobinado. El bobinador cierra el ciclo entre plástico reciclado e impresión 3D — los estudiantes producen filamento a partir de residuos e imprimen con él el mismo día.

Estado: Experimental — depende de la Extrusora (LX)

E-IC — Módulo de sujeción (EDU-LC)

Unidad de cierre para inyección que se acopla con la extrusora para flujos de inyección continuos. 800 W, 35 kg.

Qué enseña: Cálculo de fuerza de cierre, alineación de platos, mecánica de bloqueo de molde y la relación entre presión de inyección y fuerza de cierre. Este módulo convierte la extrusora en un sistema de inyección semiautomático.

Estado: Experimental — depende de la Extrusora (LX)

E-PC — Cortador de pellets (EDU-PC)

Corta el hilo extruido en pellets uniformes. 70 W, se acopla después de la extrusora o el bobinador de filamento.

Qué enseña: Enfriamiento de hilo, sincronización de velocidad de corte, geometría de pellets y la diferencia entre peletizado de hilo y peletizado subacuático (conceptualmente — el EDU Kit usa corte de hilo). Los pellets son la materia prima universal; fabricarlos a partir de material reciclado cierra el ciclo de materiales.

Estado: Experimental — depende del Bobinador de filamento (E-FW) o la Extrusora (LX)

G-PC — Complemento del molino (EDU-PCI)

Un módulo accesorio para el molino que amplía sus capacidades con configuraciones de corte adicionales u opciones de malla.

Estado: Experimental — depende del Molino (G)

HL9000 — Bus de control (EDU-HL9000)

El controlador central y concentrador de distribución de energía. Basado en la arquitectura del PolyMech Controller (ESP32-S3, Modbus-RTU/TCP, Wi-Fi). Distribución de potencia de 300 W – 1500 W, 15 kg.

El HL9000 se conecta a cada módulo a través de un bus de comunicación compartido, proporcionando:

• Monitorización centralizada de temperatura y control PID
• Gestión de velocidad de motor VFD entre módulos
• Registro de datos en tiempo real y HMI basado en web
• Enclavamientos de seguridad entre módulos conectados
• Actualizaciones de firmware OTA para todo el sistema

Qué enseña: Protocolos de bus industrial, arquitectura SCADA, sistemas de control distribuido y el desafío ingenieril de coordinar múltiples máquinas autónomas como un solo sistema.

Estado: Alpha

HS — Módulo de prensa de láminas (EDU-SPM)

Prensa hidráulica para paneles planos. 6000 W, 300 kg. El módulo más grande y potente del sistema.

Qué enseña: Distribución de presión hidráulica, uniformidad térmica en los platos, compromisos entre moldeo por compresión y moldeo por inyección, y estratificación de compuestos con materiales mixtos.

Estado: Experimental

Arquitectura compartida

Carcasa Uni

La mayoría de los módulos comparten un factor de forma de carcasa común. Esto no es solo estético — la carcasa Uni define:

• Interfaz de montaje — los módulos se atornillan lado a lado o se apilan verticalmente
• Paso de eje — el eje principal puede extenderse a través de múltiples módulos
• Conectores eléctricos — conectores estandarizados de potencia y señal en cada unidad
• Cerramiento de seguridad — todas las partes móviles están contenidas dentro de la carcasa

El eje principal

Los módulos que requieren accionamiento rotatorio (molino, trituradora, extrusora) se conectan a un eje principal compartido. El Módulo de accionamiento (M) proporciona la potencia; el eje la transmite a través de acoplamientos. Los estudiantes aprenden sobre:

• Alineación de ejes y tipos de acoplamiento (mordaza, rígido, flexible)
• Transmisión de par a través de múltiples módulos
• Las consecuencias mecánicas de la desalineación (vibración, desgaste de rodamientos, calor)

Ancho y huella

Cada módulo está diseñado para ajustarse a una restricción de ancho mínimo. Una línea de procesamiento completa — trituradora → molino → extrusora → bobinador de filamento — ocupa menos de 2 metros de espacio en banco. Esto importa para:

• Escuelas con espacio de taller compartido
• Restaurantes con área trasera limitada
• Laboratorios donde el espacio de banco es más valioso que el espacio en el suelo

Ejemplos de configuración

Inicio en el aula

Módulos: Molino (G) + Accionamiento (M)

Dos módulos, un eje. Los estudiantes trituran muestras de plástico precortadas y las muelen en escamas. Enseña control de motor, tamaño de partícula e identificación de materiales. Cabe en una sola mesa de trabajo.

Línea de producción de filamento

Módulos: Trituradora (SH-S) + Molino (G) + Extrusora (LX) + Bobinador de filamento (E-FW) + Accionamiento (M) + HL9000

Cadena completa de residuos a filamento. Triturar → moler → extruir → enfriar → bobinar. El HL9000 coordina temperaturas y velocidades de motor en todos los módulos. Los estudiantes producen filamento de impresión 3D a partir de residuos plásticos.

Procesamiento de residuos in situ (Hostelería)

Módulos: Trituradora (SH-S) + Molino (G) + Accionamiento (M)

Un par compacto y silencioso para procesar residuos de envases plásticos. Sin extrusión, sin inyección — solo reducción de tamaño. El resultado (molienda limpia) se almacena para recogida o procesamiento posterior fuera del sitio. Cabe contra la pared de una cocina.

Laboratorio de investigación — Sistema completo

Módulos: Todos los módulos + HL9000 + Prensa de láminas (HS)

El sistema completo. Los investigadores reconfiguran la línea para diferentes experimentos: estudios de inyección una semana, ensayos de extrusión la siguiente, prensado de láminas la semana después. El HL9000 registra cada parámetro de cada ejecución.

Lo que conecta todo: El bus HL9000

El HL9000 no es solo un controlador — es el sistema nervioso del EDU Kit. Cada módulo que se conecta al bus se vuelve visible, controlable y registrable desde una única interfaz web.

La arquitectura del bus es intencionadamente transparente:

• Modbus-RTU sobre RS-485 para accionamientos de motor y controladores de temperatura
• Modbus-TCP sobre Wi-Fi para monitorización remota y exportación de datos
• WebSocket para dashboards HMI en tiempo real
• REST API para integración con sistemas externos, registradores de datos y plataformas en la nube

Los estudiantes pueden acceder al bus a cualquier nivel — desde leer tramas UART sin procesar con un monitor serie hasta crear dashboards personalizados en el navegador. El firmware es de código abierto, documentado y con control de versiones.

Prioridades de diseño

1. Autonomía — Cada módulo funciona solo. Ningún módulo requiere otro para funcionar (excepto donde se indica explícitamente como dependencia).
2. Seguridad — Operación cerrada. Carcasas con enclavamiento. Parada de emergencia en cada módulo. Sin partes móviles expuestas durante la operación.
3. Reparabilidad — Fijaciones estándar, piezas de desgaste reemplazables, interiores accesibles. Si un estudiante no puede desmontarlo, no es educativo.
4. Transparencia — Hardware de código abierto (CERN OHL v2), firmware de código abierto, archivos CAD completos y listas de materiales. Nada está oculto.
5. Compacidad — El sistema completo cabe en un pequeño taller. Los módulos individuales caben en una mesa de trabajo.

Resumen de estado

El EDU Kit es un proyecto de desarrollo activo. Algunos módulos son maduros y probados en producción; otros están en etapas experimentales o alpha. La tabla de especificaciones a continuación refleja el estado actual de cada módulo — incluyendo especificaciones mecánicas, nivel de madurez y cobertura de documentación.

Los módulos maduros están listos para su implementación. Los módulos experimentales son prototipos funcionales en proceso de refinamiento. Los módulos alpha están en desarrollo temprano.

Código abierto

Cada módulo del EDU Kit está licenciado bajo la CERN Open Hardware Licence v2. Archivos CAD, firmware, instrucciones de montaje y listas de materiales se publican en git.polymech.info. Las contribuciones de la comunidad — de estudiantes, profesores e ingenieros — retroalimentan el proyecto.

El EDU Kit no es un producto que compras y olvidas. Es un sistema con el que construyes, del que aprendes y que mejoras.