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os modernos procesos de manufactura deben efectuar la producción correctamente desde el
principio, y esto es de suma importancia en los procesos de apertura y preparación de las fibras.
Igualmente, en la hilatura, se deben evitar a toda costa hilados contaminados o de segunda calidad.
Uno de los obstáculos para obtener hilados de primera calidad es la creciente cantidad de
partículas y materiales foráneos en los mismos. En este artículo, basado en información provista
por el fabricante alemán Trützschler GmbH & Co. KG, se presenta un método modular para resolver
el problema de las materias foráneas en el despepitado y la hilatura.
La naturaleza y extensión de la contaminación de materias foráneas depende fuertemente del
origen del algodón. El algodón estadounidense y australiano, que son recolectados 100% por
máquinas, no tienen problemas significantes con materias foráneas.
Por otra parte, el algodón proveniente de Turquía contiene muchos contaminantes rojos en
forma de cintillas. En la China, las hilanderías se tienen que enfrentar a hilados de algodón
blanqueado así como a cintas de polipropileno blanco fluorescente. El algodón proveniente de Asia
Central está contaminado con residuos de empaques blancos y no transparentes. Estos son algunos
ejemplos.
Batalla de los sistemas
Varios separadores de materias foráneas, cada uno operando de acuerdo a principios de
detección diferentes, están disponibles en el mercado. Además de diferentes clases de sensores, la
presentación del material a los sensores y el método de iluminación son tratados de manera
diferente. Cada sistema se distingue por una combinación de estas tres características.
Sensores
Los foto-sensores son sensores relativamene baratos que están colocados en línea y detectan
diferencias en brillantez en el flujo circulante de copos fibrosos.
Los sensores ultrasónicos, también colocados en línea, detectan las partículas foráneas con
superficies sólidas, que reflejan el sonido, pero no pueden detectar materias foráneas, hilos y
cuerdas.
Los sensores de color, o cámaras 1-CCD (dispositivos cargados), son cámaras que escanean en
línea con un solo chip de CCD. Estos sistemas son usados en escaneadores de oficina. La
sensitividad depende de la resolución de estas cámaras y del ancho de escaneo. Debido a que estas
cámaras trabajan con tres líneas de escaneo adyacentes -rojo, verde y azul- con un cierto “offset”,
el reconocimiento del color de los objetos en movimiento es limitado y resulta en los llamados
efectos de ruido de color.
Mucho más efectivas, aunque también más costosas, son las cámaras tipo 3-CCD. En la
actualidad, dichos sistemas son usados en cámaras de televisión. Los tres colores básicos -rojo,
verdey azul- son separados por un prisma y son dirigidos simultáneamente a tres chips CCD. Este
sistema se llama también un verdadero sistema de color. Gracias a este proceso simultáneo, la
velocidad variable de los objetos en el flujo del material ya no tiene un efecto negativo.
Corrientemente, las cámaras 3-CCD representan el método más avanzado para la detección de materias
foráneas.
Iluminación
Otro factor importante en la determinación de la detectabilidad de los objetos es el tipo de
iluminación. Las cámaras, así como el ojo humano, pueden detectar solamente objetos que se
disttinguen entre sí debido al color, el contraste, la estructura o el brillo de los copos de
algodón. Por esta razón, el tipo de iluminación aplicado en los separadores de materia foránea
desempeña un papel esencial. Los estándares actuales son unidades de iluminación con tubos
fluorescents operando con modo de luz reflejada.
Las fuentes de luz ultravioleta (UV) hacen claramente visible a los objetos blancos y otros
objetos foráneos incoloros, con una fuerte reflexión de luz ultravioleta. Este fenómeno se llama
fluorescencia, y tales objetos pueden incluir piezas de poliéster (PET), polipropileno, o incluso
hilos de algodón blanqueado con brilladores ópticos. Con luz polarizada reflejada y los
correspondientes filtros de cámara, se pueden detectar las diferencias en el brillo superficial de
los objetos foráneos. El sistema alcanza sus límites con objetos opacos.
La luz polarizada transmitida es el sistema ideal para detectar objetos transparentes y
semi-transparentes, tales como láminas de polietileno o tejidos de polipropileno provenientes de
las balas de empacado. La presencia de estas partículas a menudo resulta en las temidas fibras
foráneas.
Presentación del material La presentación del material fibroso a los sensores afecta también
el desempeño de los separadores de materia foránea. Casi todos los sistemas en el mercado
monitorizan el flujo del copo en un “chute” (vertedero inclinado) rectangular. Una gran desventaja
es la velocidad indefinida de los copos de algodón y de los objetos foráneos. Debido a que la
velocidad no es constante, las toberas de separación colocadas más adelante deben ser activadas
durante un periodo de tiempo más largo. Esto resulta inevitablemente en una creciente pérdida de
fibras buenas.
Sin embargo, una ventaja que no se debe subestimar es el tratamiento gentil de las fibras de
algodón, que no son sometidas a esfuerzos mecánicos. Sistemas que realizan la detección en, o
cerca, de la superficie de un rodillo de agujas rotativo tienen tres ventajas importantes: En
primer lugar, es la velocidad del material definida precisamente y, por lo tanto, la pérdida minima
de fibras buenas durante la remoción.
Segundo, la detección precisa de la colocación de los objetos foráneos, ya que no hay
problemas debido a diferencias en la intensidad de iluminación dependiendo en el ancho del chute,
como es el caso en los sistemas basados en chute. La tercera ventaja es el alto grado de apertura
del material y la asociada excelente exposición de los objetos foráneos. En la figura 1 se muestra
una comparación esquemática de estos diferentes sistemas.
Figura 1. La gama de aplicación de los diferentes sistemas de detección de materias
foráneas es una función del tamaño del objeto y de las propiedades ópticas del mismo.
Solución: Sistemas modulares
Este examen de los diferentes sensores, sistemas de iluminación y métodos de presentación del
material muestra claramente que no hay un solo sistema ideal. Sin embargo, usando sistemas
precisamente adoptados a los requerimientos reales, se puede llegar cerca de este ideal.
Una solución óptima es una combinación inteligente de diferentes sistemas, Trützschler ha
desarrollado tres módulos que, individualmente o en combinación, son integrados en máquinas
diferentes.
El Colour Module (Módulo de Color) ofrece cámaras tipo 3-CCD de alta resolución y se puede
aplicar en conjunción con un vertedero inclinado (chute) asi como también con un cilindro rotativo.
En este último caso, se pueden detectar incluso objetos blancos y no transparentes. La alta
resolución de las cámaras asegura también la detección fiable de hilos pequeños y objetos en forma
de cintilla.
El Módulo P detecta confiablemente objetos transparentes y semi-transparentes en modo de luz
transmitida, en este caso, se aplica el método de luz polarizada, de patente pendiente. Se dice que
el módulo es ideal si el algodón está contaminado con láminas de polietileno (PE) o residuos de
paquete de tejidos de polipropileno (PP).
El Módulo Trützschler UV complementa los otros dos sistemas si el algodón está contaminado
con objetos fluorescents provenientes de hilos de algodón blanqueado, PP o PET.
En la figura 2 se muestra una comparación de los diferentes módulos, con cuatro escenarios.
La combinación de estos tres módulos con el cilindro y/o sistema de chute llevó al desarrollo de
una nueva gama de separadores de materias foráneas.
Comparación de los módulos de detección de materias foráneas, de Trützschler. Cada uno de
los cuatro cuadros muestra los mismos objetos foráneos y un copo de algodón en el centro. Aplicando
diferentes sensores y sistemas de iluminación, se pueden detectar los objetos diferentes.
Módulos diferentes
Están disponibles cuatro soluciones, cada una diseñada para aplicaciones específicas. La
decisión adecuada depende de los requerimientos particulares, y los criterios de decisión más
importantes son:
• naturaleza y extensión de la contaminación de materias foráneas;
• configuración de la planta;
• remoción de polvo requerida;
• detección requerida y eficiencia de separación;
• costos de inversión; y
• manejo de desperdicios.
El separador de materias foráneas debe acoplarse en el concepto de la planta. Una óptima
línea de limpieza es más que solamente unidades individuales colocadas juntas, por consiguiente, la
separación de materias foráneas debe convertirse en una parte integral del concepto de la línea de
limpieza en una despepitadora de algodón o en una hilandería de algodón.
Enero-Febrero de 2010
