FALLAS DE INSERCIÓN DE TRAMA EN TEJIDOS PLANOS

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Por Dario Paredes Vásquez

En esta publicación se revisaran algunas de las principales fallas de calidad en tejido plano que se originan durante la inserción de trama. Es importante recordar cómo es transportada o llevada la trama desde el lado izquierdo (disparo) hacia el lado derecho (recepción), es decir los principales tipos de inserción:

  • De proyectil
  • De aire
  • De pinza
  • De agua

Haremos una pequeña descripción del funcionamiento de los principales tipos de inserción de trama con la finalidad de poder analizar y determinar alguna de las causas más comunes que originan las fallas de inserción y el mejor ajuste que permita su solución.

INSERCIÓN DE PROYECTIL:

La cadena de transporte entrega un proyectil que es recibido por el elevador. Una vez posicionado, el abridor separa las pinzas del proyectil; luego elevador y abridor posicionan el proyectil en la zona de disparo, aquí el dador deja la trama dentro de la pinza del proyectil y el abridor se retira. De esta manera el proyectil sujeta la trama, el abridor del dador de trama separa las pinzas del dador para que proyectil quede libre. En esta posición, la palanca batidora golpea al proyectil siendo insertado en la calada, este se conduce a través de las guías hasta el lado de recepción. En el lado de recepción el proyectil es frenado.

La trama es llevada por el peine hacia el remate del tejido mientras se realiza el movimiento del formador de calada según el diseño o ligamento. Se van realizando movimientos en ambos extremos de la tela, en el lado izquierdo la pinza de orillo sujeta la trama, la tijera corta y el abridor de dador se retira y el dador avanza hacia la tijera. El abridor del dador nuevamente abre las pinzas y el dador sujeta la trama y retorna a su posición inicial, mientras el recuperador de trama tensa la trama a la espera de la siguiente inserción. En el lado derecho, luego de ser frenado el proyectil, el retrocesor empuja al mismo; la pinza de orillo sujeta la trama, el abridor en orillo de recepción separa la pinza del proyectil, libera la trama y es eyectado o empujado hasta posicionarlo en la cadena de transporte para ser llevado hacia el lado izquierdo e iniciar la siguiente inserción. En el circuito hay más de un proyectil siendo transportado por la cadena, la cantidad de proyectiles dependerá del ancho de telar o de tejido.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

INSERCIÓN DE AIRE:

La espiga del acumulador se levanta y libera la cantidad de espiras ajustadas de acuerdo al ancho del tejido. El soplador principal fijo sopla, jala y entrega la trama hacia el soplador principal móvil. Este de igual manera sopla, jala y posiciona la trama en la entrada del canal del peine, los sopladores auxiliares distribuidos a todo el ancho del telar / tejido soplan la trama conduciéndola dentro de la calada y llevándola hacia el lado derecho, el sensor de trama detecta la llegada enviando información electrónica para la función de los parámetros de inserción. El pin del acumulador se cierra a la llegada de la trama y dependiendo del tipo de ajuste realizado el freno de trama reduce la aceleración de la trama evitando el efecto “latigazo” a la llegada; dependiendo del tipo de orillo (remetido o gasa de vuelta), la trama será sujetada y luego rematada contra el tejido durante el movimiento del formador de calada, de acuerdo al número de canales de inserción y al diseño de colores regulado. La trama espera dentro de las toberas de los sopladores principales retenida por un flujo mínimo de aire que la mantiene enhebrada dentro de los sopladores durante el tiempo de espera o durante el paro de máquina y ayudando también al soplador principal móvil durante el arranque con un flujo de impulso de arranque.

INSERCIÓN DE AGUA:

Esta inserción es similar a la inserción de aire, con la diferencia que es una sola tobera con un chorro de agua de alta presión el que se encarga de llevar la trama dentro de la calada. Este tipo de inserción solo es posible utilizar en artículos con fibras sintéticas.

INSERCIÓN DE PINZA:

Existen dos tipos de pinzas: las rígidas (simples o dobles) y actualmente las flexibles (simples o dobles). El proceso de inserción para ambas es similar; el presentador baja y posiciona la trama delante de la pinza, la pinza sale y sujeta la trama por acción de un muelle, jala y empieza la inserción en la calada. Al ingresar, la tijera corta la trama y la pinza continúa la inserción; si es pinza rígida o flexible simple, llevará la trama de izquierda a derecha; si es rígida o flexible doble, llevará la trama hasta aproximadamente el centro del tejido. Aquí se encontrará con otra pinza que salió desde el lado derecho, esta ingresará a la pinza izquierda siendo abierta ligeramente y recepcionando la trama, para luego retroceder y continuar jalándola e insertándola dentro de la calada hasta el lado derecho, al mismo tiempo que la pinza izquierda retorna a su posición inicial. Al llegar al lado derecho, la pinza se abre ligeramente y suelta la trama, dependiendo del tipo de orillo (remetido o gaza de vuelta), será sujetada y rematada contra la tela durante el movimiento del formador de calada.

EQUIPOS AUXILIARES PARA LA INSERCION: Controles básicos

  • Porta conos.- Es una espiga donde se colocan los conos de trama. Esta espiga debe tener los soportes y espacios de acuerdo al formato de la trama, es decir cono o bobina; generalmente tienen un freno de trama a la salida. Se debe cuidar que la trama no sea desviada o frenada durante el proceso de inserción, de esta manera se deberá centrar la trama para que el “balón” que se forma durante el arrastre se encuentre los más centrado posible, evitando que se deslicen las espiras del devanado.
  • Pre alimentador o acumulador de trama.- Por las velocidades actuales de inserción es necesario que se trabaje con pre alimentadores. Existen diferentes marcas y modelos, con almacenamiento por reserva o por espiras, la elección dependerá de las características del material. Por ejemplo, para una trama pelusienta y de difícil separación es recomendable usar acumuladores con separación de espiras; la función principal del pre alimentador o acumulador es almacenar la trama para que sea arrastrada de manera más uniforme y con una tensión más constante. De igual manera se debe regular la posición y alineación de los pre alimentadores para que la trama no sea desviada durante la inserción; así mismo regular solo el freno necesario para que no ingresen espiras deslizantes o acumuladas.
  • Freno de trama.- Mecánico o electrónico, la función principal del freno de trama es reducir o eliminar la aceleración de la trama en el lado de recepción para minimizar el efecto “latigazo” que se forma a la llegada de la trama al lado derecho del tejido.
  • En algunos sistemas trabajan con recuperador de trama. La función es retirar la trama insertada en la calada y darle las condiciones de transferencia para las siguientes inserciones.
  • Detector de trama.- Mecánico o electrónico, la función principal es detectar que haya trama durante toda la inserción, de lo contario envía una señal y se para el telar. En un telar de aire también cumple la función de alimentar al software con los grados de llegada de trama para optimización de la inserción. Es importante regular la sensibilidad adecuada al título y tipo de material de trama que se trabaja.

FALLAS COMUNES DE INSERCIÓN DE TRAMA QUE AFECTAN A LA CALIDAD DEL TEJIDO:

  • Trama acumulada
  • Trama remetida
  • Trama floja
  • Trama reventada
  • Trama rota
  • Trama perdida o faltante

Se hará una lista de las causas posibles que originan estos defectos, independientemente del tipo de inserción de máquina que trabajamos, los ajustes o controles son generales y aplicables a todo tipo de inserción, en algunos casos más específicos se explicará el ajuste que corresponda, es decir a proyectil, aire o pinza.

TRAMA ACUMULADA

La causa principal de esta falla es el devanado defectuoso de los conos o bobinas de trama, poca tensión o dureza del devanado, efecto “copiado” o acumulación de espiras en ciertos diámetros del devanado; los cuales originan un deslizamiento de espiras que es arrastrada e insertada sin poder controlarla. Esta falla se puede presentar en cualquier zona del tejido.

  • Controlar la dureza de cono o bobina y el devanado adecuado.
  • Regular correctamente la alineación y la profundidad de los soportes del porta conos para lograr un “ballón” uniforme y una salida limpia de la trama sin que arrastre espiras del cono o bobina.
  • Regular la tensión adecuada del freno de salida del porta cono y/o del freno de entrada del acumulador.
  • Usar el tipo de pre alimentador adecuado al material; con una trama pelusienta es mejor utilizar el modelo que regula separación de espiras o regular una formación de reserva adecuada donde no hayan espiras montadas o superpuestas.
  • Usar y regular el freno de salida de acumulador de acuerdo al título y material. Nuevamente, recordemos que la intención no es “estirar” el hilo de trama sino sólo hacer que sea insertado con una tensión mínima uniforme.
  • Controlar y regular los ajustes del acumulador para que entregue la cantidad adecuada de espiras que corresponde al ancho del tejido. Por ejemplo: sensores de espiras, sensores de reserva, valores de filtración, entre otros, dependiendo del modelo y tipo de pre alimentador.
  • Cuando se trabajan varios canales de inserción, regular el diseño de trama de tal forma que haya una distribución alternada de los colores para reducir la velocidad de inserción de trama y mejorar el desarrollo del devanado.
  • Cuando se trabaje con hilados elásticos, trabajar solo con dos canales para evitar que el hilo se “encarruje” durante el tiempo de espera.

TRAMA METIDA

La causa principal de esta falla es el exceso de trama insertada, puede ser por los motivos revisados en el caso anterior (trama acumulada) o por ajustes de inserción. Esta falla se presenta generalmente en los orillos del tejido, aunque hay casos que se observan también en el fondo del tejido.

  • Regular freno de trama a la salida del acumulador.
  • Regular freno de proyectil, cuando rebota el proyectil en su llegada al lado izquierdo provoca una longitud adicional de trama.
  • Regular cantidad, formación y reserva de espiras y el freno de salida del acumulador de trama.
  • Revisar estado de la tijera de trama lado izquierdo, corte de tijera.
  • Regular presión de aire en sopladores principales. Demasiada presión hace que la trama se enrede en las toberas y sea insertada de este modo sin poder luego estirarse totalmente.
  • Regular los tiempos de abrir y cerrar de los sopladores auxiliares y que esto permita insertar la trama correctamente. Para hilados retorcidos y elásticos es mejor regular mayor tiempo de soplado con menor presión aire.
  • Revisar y regular la dirección del flujo de los sopladores auxiliares en el canal del peine, no debe chocar la trama contra el peine o contra la calada.
  • Regular cruce de hilos de amarre del orillo. Se puede utilizar para que amarren el hilo de trama evitando que se regrese.
  • En hilos de trama retorcidos y elásticos se puede ayudar adelantando el cruce de los orillos independientes.
  • Controlar y regular el abridor de pinzas del lado derecho, cuando se abre la pinza muy temprano suelta la trama y se recoge dentro de calada.
  • En orillos remetidos, controlar ajuste de pinzas de orillo, desgastes y selección de resortes adecuados.
  • En orillos remetidos controlar ajuste de aguja remetedora, seleccionar aguja adecuada.
  • Regular cruce de calada del fondo del tejido, un tiempo de cierre de calada muy temprano no permite estirar totalmente la trama.

TRAMA FLOJA (risos )

La causa principal es que la trama no estira completamente en la calada porque choca con la urdimbre o porque no tiene el tiempo suficiente para estirar dentro de la calada.

  • Regular tensión del freno de trama.
  • Controlar y regular recuperador de trama, mayor carrera permite estirar la trama dentro de la calada.
  • Regular cantidad, formación y reserva de espiras y freno de salida del acumulador de trama.
  • Regular los tiempos de soplado. Una baja presión de aire causa trama floja en orillo izquierdo. La trama no estira correctamente, mucha presión de aire puede causar trama floja en orillo izquierdo o derecho, la trama hace un efecto de rebote, “recogiéndose” dentro de la calada.
  • Regular momento de cruce de calada más tardío para que permita estirar totalmente la trama, dar más tiempo de inserción de trama.
  • Regular altura, abertura y desfase de calada, buscar una correcta separación de hilos, la trama choca con hilos de urdimbre.
  • Regular tensiones de urdimbre, dar mayor tensión.
  • Revisar la construcción de orillos: ligamento, densidad, cruce de calada. Una formación adecuada del orillo no sólo permite un correcto arrastre del tejido, también ayuda para un tejido de fondo más estable.
  • Controlar y regular el abridor de pinzas del lado derecho, cuando se abre la pinza muy temprano suelta la trama y se recoge dentro de calada.

TRAMA REVENTADA

La causa principal de esta falla es el material débil o un alto valor de cobertura del tejido.

  • Regular las tensiones mínimas de freno de trama.
  • Realizar ajustes de calada para reducir o eliminar la fuerza del remate de tejido. Es decir, mayor altura del guía hilo (calada posterior asimétrica), mayor altura de soporte de tejido, menor altura y abertura de calada.
  • Regular el cruce de calada más tarde, para cuidar mejor la trama durante el remate.
  • Se debe precisar que en algunos casos se puede presentar esta falla durante el arrastre del tejido cuando se trabaja con cilindros de arrastre de lija o korindon. Cambiar por un recubrimiento sintético tipo “piel de gallina”.

 TRAMA ROTA

Las causas principales pueden ser material débil, un mal ajuste en orillos remetidos o defecto en la retención de trama. Se presenta generalmente en títulos finos y/o con poca torsión.

  • Regular las tensiones mínimas de freno de trama.
  • Regular corte de tijera de disparo.
  • Regular pinzas de orillo, colocar la combinación de muelles de pinza adecuados al título de hilo (orillo remetido).
  • Rotura de trama durante la inserción no es detectada, regular sensibilidad de los detectores de trama.
  • Regular flujo de aire de sopladores auxiliares. Buscar la mejor relación entre presión, caudal y tiempos de soplado de las válvulas.
  • Regular cruce de calada más tardío, un cruce muy temprano requiere mayor flujo de aire para poder insertar correctamente la trama en menor tiempo.
  • Bajar velocidad de máquina, si las características de material y artículo no permiten bajar flujo de aire o retrasar cruce de calada.
  • Revisar pinzas, usar el modelo adecuado al material y título de trama, regular muelles y regulaciones mecánicas de recepción y transferencia.

TRAMA PERDIDA

La causa principal es la mala transferencia de la trama durante la inserción o la rotura de la trama al final de la inserción. Se presenta generalmente en títulos finos y/o con poca torsión

  • Regular las tensiones mínimas de freno de trama.
  • Regular cantidad, formación y reserva de espiras y freno de salida del acumulador de trama, si la longitud del defecto es igual a una espira.
  • Controlar el correcto centrado de la trama en la pinza del proyectil, altura de elevador, abridor de proyectil y dador de trama.
  • Utilizar el adecuado tipo de pinza de proyectil y fuerza de pinzado.
  • Revisar estado del juego de proyectiles; pulir rebarbas, controlar la uniformidad de longitud y espesor del cuerpo del proyectil; el juego de proyectiles que trabaja por cada telar debe ser uniforme.
  • Revisar y regular sistema de disparo, la salida del proyectil y la alineación de batán; el proyectil debe trasladarse sin obstáculos que puedan ocasionar roturas de trama en toda su trayectoria.
  • Revisar y regular frenos de proyectil, retrocesor y abridor de pinza de proyectil lado de recepción.
  • Controlar y regular la sensibilidad de los detectores de trama.
  • Regular flujo de aire de sopladores auxiliares, buscar la mejor relación entre presión, caudal y tiempos de soplado de las válvulas.
  • Cuando se trabaja tramas con baja torsión sacar espiras extras antes de arrancar el telar, el flujo continuo de enhebrado debilita la trama y la rompe al arranque. Existen modelos de telares que tienen unas pinzas que sujetan la trama durante la espera, de este modo no hay un flujo de aire directo sobre la trama.
  • Regular cruce de calada más tardío, dejar que la trama se estire completamente.
  • Bajar velocidad de máquina si las características de material y artículo no permiten bajar flujo de aire o retrasar cruce de calada.
  • Revisar y regular pinza lado izquierdo, muelles y transferencia de trama.

Para concluir, un control y regulación adecuada de los mecanismos que intervienen en la inserción de trama desde el arranque del tejido; así como la detección, análisis e intervención oportuna de los defectos durante el proceso de tejido, aseguran una buena eficiencia y calidad.

LA IRREGULARIDAD EN LA HILANDERIA, ORIGEN Y SOLUCIONES

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Carmelon Reynaldo Gonzales De La Cruz/ Dir. Técnico de Hilandería

Asesor / Capacitador en plantas de hilandería, desde la fibra hasta el hilo.

CONCEPTO DE IRREGULARIDAD

Cuando hablamos de irregularidad en el campo de la hilandería, nos referimos básicamente a disminuciones o incrementos de masas que se encuentran descontroladas del material textil en cada centímetro, metro o kilómetro del material fibroso; sea en presentaciones de: copos de fibras, napa, cintas, mechas o hilos.

Si queremos definirlo semánticamente, diríamos: “irregularidad es la desviación de lo normal”.

Pero inmediatamente vendría la pregunta: ¿qué es lo normal?, la respuesta no se haría esperar, lo normal es la uniformidad que debería tener el material textil en:

La causa directa de la irregularidad es la variación no controlada del número de fibras por sección transversal. Esta variación en incremento o decremento de fibras – que deberían estar contenidas en cantidad lo más exacto posible en el material textil – son las que modifican la masa a lo largo del hilado.

 

En la Fig 01 : Comparación de número de fibras en sección transversal para un mismo grosor de hilado

Obsérvese en la ilustración: para un mismo grosor de hilado (Ne), es posible la obtención de distinto número de fibras en su sección transversal, en función al mismo y a la variación resultante; la regularidad de masa, conocido como CV%masa (irregularidad media cuadrática), puede ser mayor o menor. Mientras el valor es menor y la variación del mismo controlada (≤2%), el hilo tendrá un alto nivel de calidad.

 

Otro factor causante de la irregularidad es el peso de las fibras.

Las fibras maduras pesan más que las fibras inmaduras, añadido a todo ello que las longitudes de fibras no guardan homogeneidad, teniendo un 80 – 83% de uniformidad de longitud solamente. La uniformidad perfecta es 100%, lo cual con fibras naturales no se logra obtener.

Un paralelo conceptual de la uniformidad de fibra es el porcentaje de fibra corta existente en la materia prima adquirida. Las fibras cortas ocasionan un alto incremento de partes gruesas y delgadas en las diferentes etapas del proceso hilandero.

Sintetizando, los factores causantes de la irregularidad son:

 

INTERPRETACIÓN DE LA IRREGULARIDAD

La regularidad tiene definiciones como:

  • U% : Regularidad media lineal, es la resultante del área de desviación positivas(partes gruesas) o negativas(partes delgadas) del diagrama de masa, respecto al área total(suma de área Adesv + área restante o excluyente de los defectos).


  • CV% : Regularidad media cuadrática, resultado de las desviación del diagrama de masa respecto al valor promedio, expresado como porcentaje.

 

MÉTODOS PARA DETERMINAR LA IRREGULARIDAD DE MATERIALES TEXTILES

Los métodos más efectivos para analizar la regularidad son:

1.- Mediante tablero de apariencia trapezoidal.

2.- Mediante regularimetro de medición de principio capacitivo u óptico.

3.- Mediante revisión en pantalla de luz.

4.- Mediante la verificación de la densidad lineal o título (Ktex, Ne, Denier, Nm, etc.).

 

 

Impacto de la regularidad mediante evaluación de densidad lineal (Titulo Ne): en este caso de un hilado. Obsérvese los histogramas para un título de hilo Ne 30/1 en 2 grupos de 3 muestras c/u. El color azul denota distribución descontrolada o baja regularidad y el color azul de la campana de Gauss denota un control absoluto en los títulos de hilo.

CÁLCULO DEL VALOR DE IRREGULARIDAD

La regularidad puede calcularse en forma teórica, esto implica conocer el valor de CV% de masa. En la etapa del diseño del lote de producción y antes de la manufactura del hilado, requiriendo sólo datos como micronaire y Ne, podemos determinar la irregularidad con la siguiente formula:

 

 

 

Donde:

n : número de fibras por sección transversal

CV%: irregularidad de masa

Ejemplo:

Si tenemos un hilado Ne 30/1, elaborado con un algodón americano de micronaire 4.5.

PASO 1: Convertir el micronaire en Ne.

Para ello debemos efectuar:

 

 

 

PASO 2: Encontrar el número de fibras por sección mediante (n):

 

 

PASO 3: Cálculo del CV% o irregularidad de masa:

 

 

 

CONCLUSIÓN:

Si el hilo Ne 30/1 fuese perfecto en micronaire y longitud su irregularidad seria CV%m = 9.48

 

VISUALIZACIÓN DE LA IRREGULARIDAD

TELA TEJIDA CON HILOS DE ALTA IRREGULARIDAD

La tela mostrada en la fig. denota exceso de partes gruesas y delgadas.

DIAGRAMA DE MASA CON HILOS DE ALTA IRREGULARIDAD

El diagrama del mismo modo presenta desviaciones descontroladas de masa de partes gruesas, delgadas y neps.

TELA TEJIDA CON HILOS DE BUENA REGULARIDAD

La tela de la fig. muestra una controlada regularidad en la tela, con poquísimas imperfecciones.

DIAGRAMA DE MASA CON HILOS DE ALTA REGULARIDAD

El diagrama de masa de hilo presenta un valor de imperfecciones escaso en una longitud de 1 Km. El diagrama denota un hilado de alta calidad, el valor de ¨0¨ representa el título  (Ne) nominal o referencial, a partir del cual se compara con las desviaciones de irregularidad positivas o negativas (partes delgadas o gruesas).

 

PRINCIPALES CAUSAS DE LA IRREGULARIDAD ATRIBUIDAS A LA FIBRA

La propiedad de la fibra es impactante en la calidad final del hilo.

La tabla muestra todas las propiedades de la fibra VS, los valores resultantes de calidad de un hilo medidos en un regularimetro, en un dinamómetro y, por último; incluyendo la apariencia en las telas teñidas y acabadas

En la tabla puede apreciarse que los atributos de fibra: micronaire, madurez, longitud y contenido de fibra corta inciden directamente en la mayor o menor regularidad del hilo.

 

  • ¿QUÉ PROCESOS CONTRIBUYEN EN LA REGULARIDAD DEL HILO?

Durante la manufactura del hilo, cada uno de los procesos contribuye a asignarle cierta irregularidad en mayor o menor medida, en función a las variaciones de masa.

En este caso, los procesos de banco de tendidas, apertura, cardas y peinado son los más relevantes para la garantía de calidad.

 

TIPOS DE IMPERFECCIONES QUE OCASIONAN IRREGULARIDAD

PARTES DELGADAS

Se denominan a disminuciones o decremento de masa en relación al valor nominal.

Las disminuciones de masa son determinados en los regularimetros modernos de -30% a -60%.

A partir de -40% son perceptibles al ojo humano.

En las partes delgadas, el hilo tiene mayor torsión, esto se explica debido a la menor cantidad de fibras por sección transversal y a la menor oposición a la formación de vueltas alrededor del eje del hilo.

GRÁFICA DE UNA PARTE DELGADA

PARTES GRUESAS

Las partes gruesas son incrementos de masa descontrolados.

Los incrementos de masa oscilan en la medición del regularimetro entre +35% a +100%.

A partir de +35% es perceptible al ojo humano. Las partes gruesas presentan una menor torsión.

GRÁFICA DE UNA PARTE GRUESA

NEPS

Los neps son incrementos de masa, pero con una longitud de referencia de 1 mm.

El rango de medición es de +140% a +400% de amplitud.

Los neps generalmente minimizan la calidad de la tela tenida y acabada, debido a que presentan una tonalidad brillante. Muchas veces van acompañadas de fibras muertas, inclusive de dimensiones menores a 1 mm.

GRÁFICA DE UN MEP

CAUSAS DE LA IRREGULARIDAD EN LA CONTINUA DE HILAR

La continua de hilar es uno de los procesos que congrega la mayor cantidad de elementos y/o sistemas que si están incorrectamente dispuestos (estado, diseño, regulación) ocasionan irregularidad.

El tren de estiraje compuesto por cilindros, rodillos, bandas, condensador, guía mecha y casablancas son zonas que si no muestran un estado y mantenimiento adecuado son típicas generadoras de irregularidad.

Los defectos que generan irregularidad en la continua de hilar son:

  • Casablanca sucio, obstruido, no permite el desenvolvimiento constante de la bobina de mecha.
  • Guía mecha sucia, obstruida por borra o mechas, ocasiona adelgazamientos y acumulaciones de masa al pasar la mecha al rodillo intermedio.
  • Rodillos deformados por desgaste, excesiva presión o cortes de cuchilla.

 

 

 

 

 

 

 

 

Rodillos deformados por excesiva presión, obsérvese el marcado a lo ancho del cot.

 

 

 

 

 

 

 

 

Rodillos con desgaste, en este caso ocasionado por elemento punzo cortante.

  • Cilindros excéntricos y/o rodamientos de agujas de cada tramo con desgaste, falta de lubricación y canastillas fragmentadas.
  • Bandas agrietadas, cortadas.
  • Posiciones o husos sin banditas.
  • Condensadores inadecuados.

ORIGEN DE LA IRREGULARIDAD EN EL PROCESO DE CONTINUA DE HILAR

Los diferentes sistemas y/o componentes de la continua de hilar generan una serie de defectos cortos o largos, sean partes delgadas o gruesas.

En la figura se muestran todas las zonas que, de un u otra forma, contribuyen a mermar la calidad del hilo en aspectos como: regularidad, pilosidad, torsión y densidad lineal.

ESQUEMA DE ZONAS CRÍTICAS EN LA CONTINUA DE HILAR

 

La siguiente ilustración de la misma continua de hilar muestra los efectos de un sistema de climatización inadecuado en la sala de continua de hilar, acorde al tipo de fibra o mezclas, sumado a una falta de limpieza de los diferentes sistemas y mecanismos de la hiladora.

Muchas veces nos avocamos a solucionar desde el diseño, a planificar y actuar mediante un adecuado plan de hilatura y una perfecta regulación de maquinarias, acorde al tipo de fibra; pero lamentablemente olvidamos que en todos los procesos existen fibras flotantes, tan cortas que si no se extraen en su debido momento, ocasionan hilos irregulares, roturas, empalmes excesivos; y por ende perdida de producción, no solo en la continua de hilar sino también en la conera misma, por el incremento de cortes de hilo al purgarlo o retirarlo.

La ilustración no puede ser más elocuente, puede inclusive medirse la longitud del defecto, debido a que en las cartillas negras que usted observa, las líneas verticales delimitan la longitud del defecto(1 cm). Por experiencia propia, mediante un adecuado control de climatización con 20 – 22°C y una humedad relativa de 55 – 60%, además de un programa de limpieza diario y por turnos de bancadas, tren de estiraje, espacios aéreos fileta; se logra reducir hasta -10 RT/1000HH (roturas mil husos hora) y una disminución de hasta -20 YF /100Km (roturas de hilo por cortes de purgador).

 

PARAFINADO DE HILADO PARA OPTIMIZAR EL PROCESO DE TEJIDO DE PUNTO EN MÁQUINAS RECTILÍNEAS DE PRENDAS DE FIBRA DE ALPACA

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Escribe: Ing. Roberto Enrique López Guerra / Ing. Román Pacheco Carpio

 

El propósito de una máquina rectilínea de tejido de punto es formar mallas a partir del hilado mediante sistemas de agujas que toman el hilo y lo transforman en bucles o mallas; y por cada pasada se va formando una línea de mallas o de bucles.

El principal problema del tejido de punto es que estos hilos al pasar por las agujas o se rompen o se estiran o se acumulan fibras; de tal forma que se generan defectos de tejido en los paneles, además de que entorpecen los sistemas de las máquinas rectilíneas.

Al suceder esto, se ocasiona defectos en el tejido y muchas veces se alteran o dañan paneles que no se pueden arreglar, además de que se deterioran los sistemas de las máquinas de tejido. Por ejemplo; se rompen agujas, la fontura, se dañan los sensores, entre otros.

Para solucionar esto, el hilado que se utiliza en las máquinas rectilíneas se lubrica mediante la aplicación de la parafina.

 

La investigación logró la automatización de un equipo básico de enconado. En el presente artículo describimos las pruebas realizadas para la identificación mediante el análisis de tres parafinas sólidas y una parafina liquida, y la evaluación con el proceso de tejido donde se determinó qué tipo de parafina es la más adecuada para el hilado de fibra de alpaca que permite, además, incrementar la velocidad del tejido sin tener mayores re procesos o problemas de ruptura de hilos.

De esta forma se determinó que la parafina rosada es la más ideal para trabajar con hilado de fibra de alpaca. Además se determinó, mediante diversas pruebas realizadas y aplicando un modelo estadístico, cuáles los parámetros de enconado adecuados, de acuerdo a las variables que se han considerado. Se evaluaron los resultados en la velocidad máxima de tejido de una máquina rectilínea de tejido punto para obtener prendas en hilado de fibra de alpaca.

  1. INTRODUCCIÓN

Para producir una prenda de hilado de fibra de alpaca, se utiliza máquinas rectilíneas que cuentan con sistemas de tejido, sistemas de calibración y sistemas de estiraje. En todos estos sistemas el hilo pasa por sensores, argollas, camas de agujas y finalmente a estiradores.

Los tiempos estándar de una prenda en galga fina varían entre 30 y 50 minutos, en una galga gruesa varían entre 25 y 40 minutos, dependiendo de la definición del punto, que pueden ser: jersey, jacquard, trenzados y links. Es en este rango que una prenda es rentable para una empresa textil dedicada a la producción de prendas tejidas en fibra de alpaca. Al invertir mayor tiempo, el proceso de tejido reduce la rentabilidad, reduciendo también los ingresos a la empresa.

Cuando un hilado de fibra de alpaca tiene problemas de resistencia, elongación y coeficiente de fricción; éste empieza a ocasionar defectos durante el proceso de tejido, lo que origina que el hilado se rompa o se acumulen fibras, provocando que para el desarrollo del tejido se reduzca la velocidad en cada pasada y/o se requiera de calibración o set-up permanente de la máquina para conseguir un proceso más eficiente.

Para esto, el hilado que se utiliza en las máquinas rectilíneas se lubrica mediante la aplicación de la parafina y, pese a que el hilado ya viene previamente parafinado como un proceso de acabado cuando se obtiene el hilo de las empresas hilanderas, este hilado se vuelve a parafinar en las empresas de tejido con el fin de facilitar el proceso de tejido de punto. Muchas de las micro y pequeñas empresas arequipeñas realizan este procedimiento de parafinado, pero de una manera muy empírica, utilizando parafina inadecuada para este tipo de fibra y sin ningún control de calidad.

Es importante además mencionar que las empresas de tejido de punto dependen de la optimización del proceso de tejido para su rentabilidad. Además, los procesos textiles son altamente sensibles a los tiempos de producción por cada proceso de obtención de una prenda tejida.

Las empresas Arequipeñas del rubro textil dedicadas a la elaboración de prendas en fibra de alpaca tienen una eficiencia de entre un 35% a 60% en el proceso de tejido de punto.Esto se ocasiona porque se teje a bajas velocidades, sino el hilado se rompe.

  1. MATERIAL Y MÉTODOS

Propuesta de solución

Abarca dos partes:

  1. Proceso de Parafinado-Enconado-Recuperado de hilado de fibra de alpaca.

Con el fin de evitar defectos en el tejido o producto fallado, el hilado se parafina. Para esto se utiliza unas máquinas enconadoras, cuya función es trasferir el hilado de un cono a otro cono, donde se incluye el parafinado.

Las parafinas que se utilizan se obtienen actualmente a partir de los aceites del petróleo. Una pastilla de parafina pura está compuesta por una mezcla de hidrocarburos saturados de cadena abierta (alcanos), de pesos moleculares elevados, caracterizados por su poca afinidad a los agentes químicos, insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos.

Estas parafinas tienen como características principales la dureza y punto de fusión.

Como afirma Fidel Eduardo Lockuán Lavado (2013) los puntos de fusión de las parafinas sólidas varían, normalmente, entre 55 y 75°C […]. La dureza se mide mediante la penetración de una aguja en décimas de milímetro, bajo una carga determinada. A la temperatura de 25°C las durezas varían de 10 a 30. Un aumento en el contenido de aceite aumenta la penetración (disminuye la dureza).

Las parafinas se producen en diferentes colores y cada color representa un nivel de dureza y un punto de fusión diferente. Es por ello que se utiliza o se recomienda una calidad de parafina para cada composición de hilado (alpaca, lana, algodón) y para diferentes condiciones ambientales. Las condiciones ambientales también influyen en el comportamiento del hilado, aun estando parafinado. Las condiciones ambientales tales como el porcentaje de humedad relativa y temperatura, afectan el comportamiento del hilado parafinado, dado que a mayor humedad relativa se obtiene un hilado con una mayor elongación, debido a que el hilado de fibra de alpaca tiene una capacidad higroscópica, por lo tanto, absorbe la humedad del ambiente, siendo capaz de absorber agua hasta un 50% de su peso, aumentando su elongación. El hilado de fibra de alpaca trabaja adecuadamente a una humedad relativa de 65% y una temperatura de 20°C.

Otra característica importante del hilado de Alpaca es el coeficiente de fricción. El coeficiente de fricción se define como la fuerza de rozamiento o resistencia al roce que experimenta el hilado al ser transformado en tejido.

En muchos de los procesos textiles, el hilo pasa a diferentes velocidades y por diferentes superficies, sea en forma de rodillos o de guía de hilos. Estas superficies, a su vez, pueden ser de acero inoxidable, cromo, cerámica o plástico.

En conclusión, desde el punto de vista técnico, la fricción desarrollada por fibras e hilos determina el comportamiento de:

-la resistencia de los hilos,

-el acabado de hilos y tejidos, y

-la resistencia de tensión del hilo en el manejo de máquinas, como engomadoras, retorcedoras, bobinadoras, telares, tricotosas, etc.

Las condiciones ambientales, además, afectan el punto de fusión y la dureza de la parafina, dependiendo si es mayor o menor la temperatura.

Dependiendo del color de la parafina y de las condiciones ambientales, el hilado puede experimentar una mayor o menor capacidad de arrastre de la parafina, ocasionando que incluso se formen grumos en el proceso de enconado, lo que en el tejido va a originar efectos como veteados.

Es importante mencionar que la cantidad de parafina que se arrastra durante el proceso de enconado va afectar también los procesos siguientes de producción, como por ejemplo el proceso de lavado.

Si nosotros realizamos la operación de parafinado con una cantidad excesiva de parafina durante el proceso de enconado en el hilado, los insumos en el lavado como el detergente y el suavizante no van a penetrar adecuadamente en las mallas tejidas o va a penetrar de una forma no irregular; lo que va a generar probablemente barrados y manchas en las prendas.

En consecuencia, es importante identificar y seleccionar la parafina adecuada para el hilado de fibra de alpaca.

  1. Máquinas de enconado-devanado de hilado de fibra de alpaca.

En el mercado local se ha encontrado una gran cantidad de máquinas enconadoras, donde se controla en forma mecánica la variación de la velocidad. Esta tecnología presenta dos o tres niveles de velocidad con cambios mecánicos. Se controla el arranque y la parada de la máquina, y además hay un sensor de “fin de hilado”. Esas son las características básicas con las que cuentan las máquinas del medio. La mayor cantidad de máquinas en las micro y pequeñas empresas del sector textil alpaquero subsector confecciones, son máquinas empíricas y que abundan en casi la mayoría de mypes arequipeñas y del sur del Perú.

Por otro lado, tenemos máquinas automatizadas, donde se puede controlar el número de vueltas. Se puede controlar las velocidades recomendadas en un rango de 50-85 m/s. Además, son máquinas que muestran en un display, datos de velocidad, tiempos de proceso, entre otros.

En el presente proyecto, se ha realizado la automatización de un equipo básico de enconado.

A continuación, se muestra los sistemas mejorados en la máquina enconadora:

  • Control de velocidad con variador de frecuencia: Las velocidades del motor de los módulos son controladas por un variador de frecuencia, el cual regula la velocidad de la misma desde 0 RPM hasta 3600 RPM. En este rango se puede variar la velocidad a la necesidad del operario.
  • Sistema automático de encendido: El módulo cuenta con un panel de control, donde está acondicionado un botón de encendido con contactor. Adicionalmente el encendido de cada módulo se realiza independientemente del tablero de control.
  • Lectura y visualización de velocidad. El equipo incluye también un sensor de fin de hilo, se ha incorporado además un display de variación de velocidad.

La automatización de este equipo de enconado podría llevarse más allá en próximas investigaciones, donde se podría poner un sistema programable mediante un PLC que permita desarrollar programas por composición de material, por título, y de acuerdo también a las condiciones ambientales que se tienen en el momento. De tal manera que se pueda realizar un proceso de enconado más eficiente.

Se ha logrado automatizar dos módulos del equipo de enconado, que nos permite contrastar cómo es el proceso de Enconado-Parafinado en un equipo con control de velocidad mecánico y un equipo con control de velocidad electrónico.

Metodología

Las variables que se han considerado para realizar las pruebas, son:

En el enconado:

  • Tipo de parafina; entre tres parafinas sólidas.
  • Velocidad del enconado; en un rango de 0-3600 RPM.

Otras variables que se podrían considerar para futuras investigaciones son:

  • La dureza del cono
  • La velocidad de giro del sistema que contiene la Parafina.

En el hilado, se han considerado las siguientes variables:

  • Resistencia
  • Elongación
  • Coeficiente de fricción
  • Composición de material (100% baby alpaca, 100% alpaca super fine)

En el proceso de tejido, se está considerando:

  • La velocidad (m/s) en una máquina de tejido rectilínea.

Se han desarrollado pruebas de enconado con los diferentes tipos de parafina y a diferentes velocidades en cargas constantes, se está contrastando este hilado en pruebas de tejido de punto en las máquinas rectilíneas para poder analizar la velocidad máxima de tejido, sin que ello provoque la rotura de hilo o acumulación de fibras en el hilado.

El tamaño de muestra se determinó mediante la siguiente formula:

Donde:

n= Tamaño de muestra

N= 22 (en el cual se consideró las variables del hilado y parafinado)

Z= 1.96 (para un nivel de confianza de 95%)

p= 50%

e= 5%

Dando como resultado que el tamaño de la muestra es n=21.

Se ha enviado a analizar al laboratorio las siguientes características del hilado: resistencia, elongación y coeficiente de fricción, para luego cotejarlo con los valores nominales que debe tener el material.

Además, se han levantado datos de productividad y se está calculando la eficiencia y el nivel de re procesos que se puede tener con los diferentes tipos de parafina que se están probando para cada calidad de material: baby alpaca y alpaca super fine. Del resultado de estas pruebas se concluirá, mediante un modelo estadístico probabilístico, cuál es la parafina y proceso de parafinado es más adecuado para el hilado de fibra de alpaca. Las pruebas se han desarrollado en dos calidades: 100% baby alpaca en títulos 2/28 y 100% alpaca super fine en títulos 2/16.

RESULTADOS

De las pruebas de enconado y Parafinado se ha podido determinar que las características ideales para incrementar la productividad en un proceso de tejido punto en una máquina rectilínea, con hilado de fibra de alpaca, es:

Calidad de hilado Coeficiente de fricción (µ) Resisten-cia (gr.F) Elongación (%)
Baby Alpaca

(2/28)

0.15-0.17 192.9-357.1 8.0-22.0
Alpaca Superfine

(2/16)

0.15-0.17 337.5-625.0 8.0-22.0

Estas características de hilado se lograron obtener a partir de un hilado que está ingresando con:

Calidad de hilado Coeficiente de fricción (µ) Resistencia (gr.F) Elongación (%)
Baby Alpaca 0.22 210.5 16.50
Alpaca Superfine 0.25 275 16.10

Esto se puede obtener trabajando con una parafina rosada, que tiene las siguientes características:

Punto de Fusión ASTM D-87 (°C) Dureza (0.1 mm) ASTM D-1321 Densidad
57-59 °C 20-22 0,87 g/cm3 (20C° 0.76– 0.79.)

Fuente: TEMATEC-PERÚ

Con estas características de Hilado-Parafinado se han concluido que se puede tejer a velocidades máximas de 75-80 m/s en una máquina rectilínea, generando una productividad y eficiencia en el proceso de tejido punto del 70% y un nivel de reproceso del 2.1%.

Las pruebas de calidad del laboratorio respecto a los hilados nos arrojan resultados muy positivos, que se encuentran dentro de los parámetros de calidad.

A continuación, se presentan los resultados obtenidos en el laboratorio respecto a las variables consideradas: calidad de hilado, coeficiente de fricción, resistencia y elongación.

Coeficiente de fricción

Método interno. Acondicionamiento a 21 °C y 63.6 % H.R.

Respecto al coeficiente de fricción, podemos concluir que, con un buen parafinado, los valores disminuyen notablemente, lo que nos ayuda a aumentar la eficiencia en el tejido de prendas, minimizar el rompimiento del hilado, así como el número de defectos en los tejidos y disminuir desperdicios.

Coeficiente de fricción (u)
Calidad de hilado Hilado inicial Mal parafinado Bien parafinado
Baby Alpaca 0.22 0.183 0.152
Alpaca Superfine 0.25 0.196 0.165

 

Resistencia:

Método ASTM D2256/d2256m-10 (2015)

Los valores con los que cuenta un hilado bien parafinado, respecto a un hilado parafinado convencionalmente o mal parafinado y un hilado sin parafinar o con parafinado deficiente; son mejores y están dentro de los parámetros de calidad, lo que permitirá además un mejor rendimiento del hilado en el proceso de tejido.

Como se puede observar, el hilado de la calidad baby alpaca (BL), presenta una menor resistencia con respecto al hilado de la calidad alpaca superfine (FS). Esto debido a que el hilado BL contiene fibras más finas y por consiguiente son más propensas a romperse.

Resistencia (gr.-F)
Calidad de hilado Hilado inicial Mal parafinado Bien parafinado
Baby Alpaca 210.5 340.245 363.288
Alpaca Superfine 275 628.599 613.948

 

Elongación:

Método ASTM D2256/d2256m-10 (2015)

Los valores que debe tomar esta variable en los hilados de fibra de alpaca, para estar dentro de los parámetros de calidad, es entre 8-22%. Los resultados del laboratorio para los hilados con un buen parafinado arrojan valores que están dentro de este rango, al igual que los hilados con parafinado deficiente y loa hilados mal parafinados. Pero la diferencia es que los hilados con buen parafinado muestran valores altos dentro de este rango. Lo que nos ofrece mayor resistencia a la ruptura respecto a la longitud de hilado. Mientras que un hilado (BL) mal parafinado nos ofrece un 19.438% de elongación respecto a su longitud final antes de que el hilo se rompa, otro hilado de la misma calidad (BL) con un buen parafinado nos ofrece una elongación a la ruptura de 20.667% respecto a su longitud final.

La elongación que presentan los hilados con un buen parafinado, además han tenido un papel importante para obtener la elasticidad de costura, que es el principal indicador de una prenda terminada y de calidad.

Elongación (%)
Calidad de hilado Hilado inicial Mal parafinado Bien parafinado
       
Baby Alpaca 16.5 19.438 20.667
Alpaca Superfine 16.1 16.719 17.144

Respecto a las prendas tejidas, las pruebas de calidad del laboratorio indican que los resultados son unos paneles con una resistencia de 510 gr.-F en promedio y una elongación de 19%, lo cual, según estándares en una prenda tejida con hilado de fibra de alpaca, son más que aceptables.

Cuando se ha probado con la parafina líquida, se obtiene resultados de un sobre parafinado, donde si bien es cierto el coeficiente de fricción aumenta, se tiene deficiencia en la calidad de prendas tejidas. Esto ya fue observado por el proveedor, pero fue validado durante las pruebas.

Lo que en promedio ha generado una eficiencia de 70% en tejido punto en máquinas rectilíneas y un nivel de re procesos de 22%. Por lo que se determina que la mejor parafina es la parafina rosada.

Es importante mencionar que esta investigación abre las puertas a futuras investigaciones y/o estudios que se pueden realizar sobre el proceso de recuperado de hilado a partir de un panel fallado y sobre los métodos de aplicación adecuada de parafina para el hilado de fibra de alpaca.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Bibliografía

  1. Zárate Zavaleta, A. (2012). Guía Técnica “Asistencia técnica dirigida en caracterización y clasificación de fibra de Alpaca”. Recuperado el día 15 de mayo del 2016, de http://www.agrobanco.com.pe/data/uploads/ctecnica/040-a-vid.pdf

 

  1. Eduardo Lockuán, F. (2013). “La industria textil y su control de calidad” Recuperado el día 16 de mayo del 2016, de https://archive.org/details/III.LITYSCDC

 

  1. Molina, G. (2016, mayo). Spatial atructure of skin follicles in Suri and Huacaya Alpacas. Small Ruminant Research, volumen (140). Recuperado el día 26 de junio de 2016 de http://www.smallruminantresearch.com/article/S0921-4488(16)30123-7/references

 

  1. Nayak, R.K., Padhye, R., Fergusson, S. (2014, marzo). 11-Identification of natural textile fibres. Woodhead Publishing Series in Textiles, volumen (1). Recuperado el día 24 de junio de 2016 de http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9781845696979500114

 

  1. Tridico, S.R. (2014, marzo). 3-Natural animal textile fibres: structure, characteristics and identification. Woodhead Publishing Series in Textiles, volumen (27). Recuperado el día 24 de junio de 2016 de http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9781845692667500039

Fuentes electrónicas

  1. Diccionario de la Real Academia Española [en línea]. Consultas varias.

<http://www.rae.es/rae.html>

  1. Tematec S.A. Consultas varias.

<http://www.tematecperu.com/home.html>

TRATAMIENTO DE EFLUENTES PROCESO DE BARROS ACTIVADOS

APTT

Escribe: Ing. Lirio Polli – Multiagua

La descarga de efluentes sin tratamiento en los cuerpos de agua puede ocasionar diversos problemas e inconvenientes, repasemos los principales.

  • La presencia de materia orgánica causará una disminución del nivel de oxígeno disuelto en los ríos, lo que podrá ocasionar la muerte de peces y otros seres vivos.
  • Color, turbidez, mal olor e incluso mal sabor.
  • Formación de espumas, presencia de materiales flotantes y capas de barro en los ríos.
  • Presencia de metales pesados que pueden intoxicar a toda la cadena alimenticia.
  • Presencia de nutrientes en los desagües causan una abundancia de algas y plantas en los cuerpos de agua.

¿CÓMO LE PUEDE AFECTAR?

  • La polución de los cuerpos de agua que abastecen las ciudades con agua potable llevará a la FALTA DE ESTE LÍQUIDO.

¿Cuál es el mejor tratamiento para los desagües?

El tipo de tratamiento adecuado debe ser investigado para cada tipo de desagüe producido. Por ejemplo, desagües industriales adquieren características propias en función del proceso industrial utilizado. Efluentes constituidos por colorantes, productos químicos, fibras de algodón, ceras y agua también requieren un tratamiento acorde.

No olvidemos que la producción diaria de efluentes es 720 m3/día y 252 Kg DBO/día.

¿Qué representa esta contaminación?

Desagües TSS           =     Desagües producidos por 4667 personas

¿Qué es el proceso de barros activados?

Es un proceso biológico de tratamiento, procura “imitar” lo que ocurre en la naturaleza, en un local proyectado y en tiempo reducido. El barro activado es un flóculo, formado en el desagüe por el crecimiento de bacterias y otros organismos en presencia de oxígeno disuelto. Los flóculos del barro activado se componen de una sustancia gelatinosa en el interior, de la cual viven bacterias y protozoarios.

Para garantizar la eficiencia del proceso deben ser controlados: la cantidad de oxígeno disuelto, el número de microorganismos y la cantidad de alimento disponible para ellos.

MICROORGANISMOS DE LAS AGUAS

RESIDUALES

Los principales microrganismos encontrados en las aguas residuales son: bacterias, ciliados, vorticelas, rotíferos, amebas y hongos.

 PIRAMIDE ALIMENTICIA

 

 

Finalidad de las Unidades

Tamiz — unidad donde ocurre la remoción de los sólidos del efluente.

Tanque de ecualización — unidad donde ocurre la homogenización de los efluentes.

Tanque de neutralización — unidad donde se realiza el ajuste del pH del efluente.

Tanque de contacto — unidad donde se mezcla el efluente con el barro activado.

Tanque de aereación — unidad donde ocurre la introducción del oxígeno y la agitación para que toda la materia se mantenga dispersada.

Decantador secundário — unidad donde ocurre la separación de la parte sólida (barros activado) y de la parte liquida por la acción de la gravedad. El barro activado separado retorna para el proceso o es retirado para tratamiento especifico y destino final, mientras tanto la parte liquida que es el desague tratado sigue al cuerpo receptor.

Adensador de barro — retira el exceso de agua dejando el barro más concentrado, a fin de adecuarlo para la etapa de prensado.

Filtro prensa — Realiza el prensado del barro para la extracción del agua y el consecuente aumento de los sólidos.

CONCLUSIÓN

Con este proceso de tratamiento, el efluente final de la planta presentará características que permitan su descarga a los cuerpos de agua sin causar daños a la calidad de la misma y al medio ambiente en general. Teniendo como beneficiarios finales la naturaleza y al hombre mismo.

“ESTUDIO DE TANINOS EXTRAÍDOS DEL NOGAL APLICADO COMO MORDIENTE EN EL TEÑIDO CON COLORANTE EXTRAÍDO DEL ACHIOTE”.

APTT

“ESTUDIO DE TANINOS EXTRAÍDOS DEL NOGAL APLICADO COMO MORDIENTE EN EL TEÑIDO CON COLORANTE EXTRAÍDO DEL ACHIOTE”

Corina Vidurrizaga, Ingeniera textil,

Resumen de investigación de Tesis de grado,

Universidad Tecnológica del Perú

“Este trabajo de investigación fue inspirada en la comunidad nativa Yanesha “El Maime” que está ubicada a 5 km del distrito de Villa Rica provincia de Oxapampa, Departamento Pasco, con el objetivo de poder emplear recursos de la zona en el desarrollo de sus teñidos, para que no pierdan la esencia del teñido artesanal tradicional, ya que hoy en día ellos están reemplazando los mordientes (fijadores de color) con productos químicos artificiales que son contaminantes para el medio ambiente. La tesis trata principalmente de la aplicación de taninos como mordiente, los taninos son sustancias que crean las plantas como defensa ante  cualquier ataque de depredadores (herbívoros, micro organismos), la característica principal de los taninos es su astringencia, esto hace que al ser consumido produzca indigestión y en ocasiones intoxicación,  debido a que esta sustancia reacciona con las proteínas. El árbol de nogal contiene taninos, es una planta muy común en la zona de Villa Rica, se utilizó esta planta debido a que es un recurso sustentable y renovable, se puede emplear las hojas secas y el proceso de extracción es muy sencillo”.

Los mordientes son sustancias químicas que se emplean en el teñido para mejorar la fijación del tinte en la fibra, especialmente en el empleo con colorantes naturales.

Esta investigación fue inspirada en la comunidad nativa Yanesha “El Maime” que está ubicada a 5 km del distrito de Villa Rica provincia de Oxapampa, Departamento Pasco, con el objetivo de poder emplear recursos de la zona en el desarrollo de sus teñidos, para que no pierdan la esencia del teñido artesanal tradicional, ya que hoy en día ellos están reemplazando los mordientes (fijadores de color) con productos químicos artificiales que son contaminantes para el medio ambiente. Principalmente la investigación trata sobre la aplicación de taninos como mordiente en el teñido con el colorante extraído del achiote con el fin de mejorar las solideces del color, los taninos son sustancias que crean las plantas como defensa ante  cualquier ataque de depredadores (herbívoros, micro organismos), la característica principal de los taninos es su astringencia, esto hace que al ser consumidos reaccionen con la mucoproteina y otras proteínas dando lugar a efectos antinutricionales o tóxicos.

El árbol de nogal de la especie Juglans neotropica diels contiene 25% de taninos en su composición, es una planta muy común en la zona de Villa Rica, se utilizó esta planta debido a que es un recurso sustentable y renovable, se puede emplear las hojas secas y el proceso de extracción es muy sencillo.

En el teñido con colorantes naturales se utilizan unas sustancias conocidas como mordientes que ayudan a que el colorante pueda ser absorbido y fijado a la fibra, mejorando así la solidez del color a los distintos factores que puedan alterarlo (la luz, frote, lavado, etc) ; dependiendo del tipo de colorante natural existen algunos que en su propia composición contienen dichos mordientes (ejemplo el nogal), para tal caso ya no es necesario el empleo de tal producto. Estos mordientes existen de distintos tipos: productos en forma de polvo (cenizas, arcilla, harinas fermentadas, etc.), productos obtenidos de sales minerales (aluminio, cobre, cromo, hierro, estaño, etc.) y las que se extraen de las plantas (nogal, uva, roble, etc.) como los taninos, que en el ámbito textil es comúnmente usado para curtir pieles y convertirlo en cuero, como mordiente en el teñido de algodón, puede ser utilizado de forma individual o con otro tipo de mordiente de origen mineral.

En la comunidad nativa “El Mayme”, es muy común utilizar el colorante bixina que se extrae de las semillas del achiote, esta planta crece de forma silvestre en la zona, la cual será empleada como colorante.

PROCESO EXPERIMENTAL DE LA INVESTIGACIÓN

Los procesos de teñido que se realizaron en la investigación; fueron basados siguiendo los principios del proceso de teñido en forma artesanal.

Con el fin de mejorar la solidez del color de los textiles empleando tanino como mordiente, se llevó a cabo una serie de pruebas experimentales de teñido a nivel laboratorio, para encontrar el proceso y los parámetros de teñido y mordentado, que presente mejoras en las solideces del color comparándolo con el empleo de otros mordientes comúnmente utilizados por la comunidad nativa yanesha “El Mayme”

En las pruebas experimentales se realizaron procesos de pre – mordentado, mordentado simultaneo y post mordentado. En el diagrama siguiente se explica la manera de realizar los mordentados.

Los resultados de las pruebas de solidez del color realizados a las telas teñidas con colorante bixina y mordientes tanino de nogal, tanino de quebracho, sulfato de cobre, sulfato de hierro, y alumbre, aplicados tanto en pre – mordentado, mordentado simultaneo y post – mordentado según corresponde, se realizaron según las métodos de pruebas estandarizadas de la AATCC

PROCESO DE EXTRACCIÓN DEL TANINO (mordiente)

Para la extracción del tanino se utilizó 20 gr de hojas de nogal secas y trituradas. Empleando el equipo de extracción Soxhlet, como solvente alcohol etílico, a temperatura de 78° C, durante 12 horas a un pH de 6.5 – 7. Se eligió utilizar el alcohol etílico como solvente por su fácil obtención, para identificar el tanino se realizó la prueba con gelatina – sal. El extracto se guardó en un recipiente cerrado debido al que los taninos de oxidan al contacto con el aire.

PROCESO DE EXTRACCIÓN DEL COLORANTE BIXINA

La extracción se realizó por medio enzimático, Se utilizó 50 gr de semillas de achiote previamente secas. (HR 13.5%), empleando 0.5% de α-amilasa, relación de baño 1:4, pH 6-7 durante 1 hora a 50° C. Se empleó enzimas en especial la α-amilasa ya que es más natural y menos contaminante a comparación con los solventes alcalinos como el KOH, además presenta mejores rendimiento en cuanto a la tonalidad del color en la tela y deja menores residuos de cascaras de semillas en la extracción. El desecho de semillas puede servir para extraer aceite o como alimento para ganado.

PROCESOS DE TEÑIDO Y MORDENTADO

Se realizaron pruebas de teñido por agotamiento en distintas condiciones con el fin de obtener el proceso que mejores resultados en cuanto a color y solideces presente. Para determinar si el tanino extraído de las hojas de nogal mantenía o mejoraba las solideces del color con respecto a otros mordientes, se realizaron teñidos usando los mordientes que en la comunidad nativa yanesha “El Mayme” emplean en sus teñidos como sulfato de cobre, sulfato de hierro y alumbre; también se utilizó el tanino extraído de la planta del quebracho y un fijador de procedencia artificial (Albafix FRD). A su vez se realizaron teñidos sin el empleo de mordientes para analizar la solides del colorante extraído del achiote.

Para analizar los resultados se considera una sola concentración de colorante que es 100% con relación al peso del material textil 5 gr, en esta concentración se obtienen un buen rendimiento del colorante y un agotamiento promedio aceptable.

Condiciones de pre – mordentado y teñido:

 

Se obtiene mejores solideces del color en los procesos realizados con pre – mordentado a 60⁰C, 60 min y concentración de mordiente tánico 100%, con el proceso de teñido realizado a 60⁰C y 98⁰C (Pruebas Nº 9 y 10 respectivamente) con dosificación durante el teñido (D), este proceso empieza con pH de baño de teñido ligeramente alcalino y tela pre – mordentada, después de 45 min a la temperatura indicada anteriormente se dosifica el baño de teñido con álcali para que el pH llegue a 9.5 continuar con el teñido durante 10 min más y dosificar por segunda vez con álcali hasta que el pH llegue a 10.5, dejar durante 45 minutos más para que el colorante se difunda y fije en la fibra. Donde no se obtiene buena solideces del color es en teñidos con pH iniciales de teñido alcalinos y empeora con la adición de sal (Prueba Nº 3).

Condiciones de mordentado simultaneo

 

Se obtiene mejores solideces del color en los procesos de teñidos realizados a 60⁰C y 98⁰C (pruebas Nº 20 y 21 respectivamente) con dosificación durante el teñido (D), el proceso se realiza de la misma manera y con los mismos parámetros que en teñido con tela pre – mordentada con la diferencia que se agrega el tanino al baño de teñido la concentración de tanino es de 100%. Donde no se obtiene buena solideces del color es en teñidos con pH iniciales de teñido alcalinos y empeora con la adición de sal (Prueba Nº 16 y 17).

Condiciones de teñido y post – mordentado

Se obtiene mejores solideces del color en los procesos realizados con post – mordentado a 60⁰C, 60 min y concentración de mordiente tánico 100%, con el proceso de teñido a 60⁰C y 98⁰C (Pruebas Nº 24 y 25 respectivamente) con dosificación durante el teñido, también la utilización de 4% de mordiente tánico extraído del quebracho y teñido a 60⁰C con dosificación presentó buenas solideces del color (prueba Nº 38). Empleando como mordiente 10 gr/l de cobre también mejoró la solidez en las mismas condiciones de teñido a 60ºC (Prueba Nº 29) Donde no se obtiene buena solideces del color es en teñidos con pH iniciales de teñido alcalinos y empeora con la adición de sal, empleando 10gr/l de hierro como mordiente no mejora la solidez del color (Prueba Nº 30).

 

 

 

 

 

 

 

Condiciones de teñido sin empleo de mordiente

Los resultados de las pruebas de solidez del color al lavado, luz y frote de teñidos realizados sin mordentado donde en ninguna prueba realizada presenta buenas solideces, el teñido a 98ºC con dosificación durante el teñido presenta cierta mejoría en la solidez sin la aplicación de sal (Prueba Nº 48) en general los teñidos sin aplicación de mordiente no presenta buenas solidez del color.

Conclusiones

Después de realizar pruebas de mordentado y teñidos en diferentes condiciones, tanto de temperatura, tiempo, pH, cantidad de mordiente, tipo de mordiente, etc, llego a la conclusión, que emplear taninos como mordiente mejora o mantiene la solides del color empleando colorante bixina, en especial realizando procesos de teñido mediante el método de dosificación con aumento de pH ( Pruebas 9, 10, 20, 21, 24, 25), los taninos mejoran la solides a la luz y frote con respecto a otros mordientes empleados en la investigación, a su vez no mejora la solides al lavado pero tampoco lo empeora.

Carta de colores de teñido de algodón con colorante bixina empleando mordientes tánicos y de sales minerales.

 

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