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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL “IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN PARA EL MEJORAMIENTO DEL PROCESO PRODUCTIVO EN UNA PLANTA DE HILATURA POR ANILLOS DE ALGODÓN PEINADO” INFORME DE SUFICIENCIA PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE: INGENIERO TEXTIL POR LA MODALIDAD DE ACTUALIZACION DE CONOCIMIENTOS PRESENTADO POR: LEVANO MOROCHO FREDDY LIMA –PERU 2015
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL
“IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN PARA
EL MEJORAMIENTO DEL PROCESO PRODUCTIVO EN UNA
PLANTA DE HILATURA POR ANILLOS DE ALGODÓN PEINADO”
INFORME DE SUFICIENCIA
PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO TEXTIL
POR LA MODALIDAD DE ACTUALIZACION DE CONOCIMIENTOS
PRESENTADO POR:
LEVANO MOROCHO FREDDY
LIMA –PERU
2015
2
DEDICATORIA
Se lo dedico a mis padres Freddy Lévano y Felisa Morocho, por darme la vida,
educación, apoyo incondicional, consejos y además por su ejemplo de
perseverancia para lograr todo lo que ellos han anhelado.
3
AGRADECIMIENTO
Agradezco ante todo a Dios y mis angelitos en el cielo por guiar mis pasos, a mis
padres por darme la vida, mi hermana por su apoyo incondicional, a mis profesores
de Ingeniería por su formación integra para poder desarrollarme en la vida
profesional y amigos tanto de la universidad, del trabajo, como de la infancia por
ese empuje que necesitaba cada vez que decaía en la culminación del presente
informe.
4
20
ÍNDICE
Pág.
I. INTRODUCCIÓN 13
II. DESARROLLO DE LOS CONCEPTOS Y TÉCNICAS 15
2.1 Titulación de Hilos 15
2.1.1 Sistema de Numeración Directo 15
2.1.2 Sistema de Numeración Inverso 16
2.2 Torsión 17
2.3 Resistencia a la tracción y Elasticidad de los hilos 18
2.4 Irregularidad de Masa: 19
2.4.1 Equipo electrónico de Regularimetría de Masa 19
2.4.2 Índices de irregularidad de masa 20
2.4.3 Índices de imperfecciones de masa 21
2.5 Principales procesos de hilatura de las fibras cortas 23
2.5.1 Maquinaria de Apertura, Limpieza y Mezcla 25
2.5.2 La Carda 27
2.5.3 El Manuar 29
2.5.4 La Mechera 31
2.5.5 La Continua de Anillos 33
2.5.6 La Conera 33
2.5.7 La Reunidora de cintas 34
2.5.8 La Peinadora 35
2.6 Conceptos básicos relacionados con los tratamientos .
. termohigrométricos del aire
37
2.6.1 Temperatura de bulbo seco (BS) 37
2.6.2 Temperatura de bulbo Húmedo (BH) 37
2.6.3 Temperatura de punto de rocío (PR) 37
2.6.4 Relación de humedad (W) 37
2.6.5 Humedad Relativa (H.R) 38
2.6.5.1 Factores que afectan la Humedad Relativa 38
2.6.6 Humedad absoluta 38
5
2.6.7 Volumen específico (v) 39
2.6.8 Calor sensible 39
2.6.9 Calor latente de vaporización 39
2.6.10 Calor total o entalpía 39
2.7 Psicrometría 39
2.7.1 Carta psicrométrica 40
2.7.1.1 Líneas de proceso en la carta psicrométrica 42
2.8 Cálculo de procesos de variación de calor sensible 45
2.9 Calor Disipado Total 46
2.10 Humedad y propiedades físicas de las fibras textiles 47
2.11 Cargas estáticas 49
2.12 Ruidos 50
2.12.1 Control de ruidos 51
2.13 Bisinosis 52
2.14 Confort humano 54
III. DESARROLLO DEL TEMA 57
3.1 Situación de una planta de hilatura de algodón peinado sin .
. climatización.
57
3.1.1 Condiciones de calidad y procesabilidad de hilatura sin
climatización
57
3.1.1.1 Zona de Apertura, Limpieza, Mezcla y Carda 57
3.1.1.2 Manuares: 59
3.1.1.3 Mecheras o Pabileras 61
3.1.1.4 Reunidora y Peinadoras: 63
3.1.1.5 Continuas de Hilar de anillos o Hiladora 65
3.1.1.6 Conera o Enconadora 69
3.1.2 Estudio de las condiciones climáticas por proceso de
una planta de hilatura sin climatización
70
3.1.2.1 Condiciones climáticas en la zona de apertura,
limpieza y mezcla
70
3.1.2.2 Condiciones climáticas en la zona de Cardado 71
3.1.2.3 Condiciones climáticas en la zona de Manuares 71
6
3.1.2.4 Condiciones climáticas en la zona de Peinadoras 72
3.1.2.5 Condiciones climáticas en la zona de Mecheras 73
3.1.2.6 Condiciones climáticas en la zona de Continuas 73
3.1.2.7 Condiciones climáticas en la zona de Coneras 74
3.2 Implementación de un sistema de climatización para el
mejoramiento del proceso productivo de una planta de hilatura
por anillos de algodón peinado.
74
3.2.1 Condiciones de una planta de hilatura Climatizada. 76
3.2.2 Descripción de los equipos de climatización y
extracción de subproductos.
78
3.2.3 Sistema de climatización de una planta de algodón
peinado
86
3.2.3.1 Climatización del Área de Preparación 86
3.2.3.2 Climatización del Área de Hilatura y Enconado 100
3.2.4 Proceso de saturación adiabático en la Cámara de
Lavado del aire
106
3.2.5 Distribución del aire impulsado 109
3.2.6 Control automático de las Condiciones Climáticas 112
3.2.7 Características básicas de las salas de proceso textil 113
3.2.8 Características químicas del agua utilizar en los
sistemas de Humidificación
114
3.2.9 Pruebas de Control de Calidad 117
IV CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 122
4.1 Conclusiones 122
4.2 Recomendaciones 124
V BLIOGRAFÍA 126
5.1 Fuentes Impresas 126
5.2 Fuentes digitales 127
7
ÍNDICE DE TABLAS
Pág.
Tabla N° 1: Relación entre los dos sistemas de numeración. 17
Tabla N° 2: Nomenclatura de los hilos según su torsión. 18
Tabla N° 3: Cuadro representativo de Neps. 22
Tabla N° 4: Grados y síntomas de la Bisinosis. 53
Tabla N° 5: Condiciones Climáticas de la zona de Apertura 71
Tabla N° 6: Condiciones Climáticas de la zona de Cardas. 71
Tabla N° 7: Condiciones Climáticas de la zona de Manuares 72
Tabla N° 8: Condiciones Climáticas de la zona de Peinadoras. 72
Tabla N° 9: Condiciones Climáticas de la zona de Mecheras. 73
Tabla N° 10: Condiciones Climáticas de las continuas 73
Tabla N° 11: Condiciones Climáticas de las coneras. 74
Tabla N° 12: Humedad Rel. para los procesos de fibras e hilos a 20°C 77
Tabla N° 13: Condiciones del Agua 115
Tabla N° 14: Prueba de regularimetría de Pabilo sin climatización 118
Tabla N° 15: Prueba de regularimetría de Pabilos con climatización 119
Tabla.N°.16.:.Prueba de regularimetría de canillas de hilo sin
.climatización
120
Tabla N° 17: Prueba de regularimetría de canillas con climatización 121
Tabla N° 18: Comparación de valores de regularimetría en los pabilos 123
Tabla N° 19: Comparación de valores de regularimetría de los hilos. 124
8
ÍNDICE DE IMÁGENES
Pág.
Imagen N° 1: Equipo de Regularimetría Uster Tester V. 19
Imagen.N° 2.:.Diagrama de flujo del proceso de hilatura por
continuas de anillos
24
Imagen N° 3: Abridora de balas (pinzadora) 25
Imagen N° 4: Abridora Monotambor. 26
Imagen N° 5: Abridora Bitambor. 26
Imagen N° 6: Mezcladora automática. 27
Imagen N° 7: La Carda. 28
Imagen N° 8: El Manuar. 31
Imagen N° 9: La Mechera. 32
Imagen N° 10: La Continua de anillos. 33
Imagen N° 11: La Conera. 34
Imagen N° 12: La Reunidora. 35
Imagen N° 13: La Peinadora 36
Imagen N° 14: Fases de Peinado. 37
Imagen N° 15: Fardos de algodón estacionados en pinzadora 57
Imagen N° 16: Ambiente no controlado en la zona de apertura 58
Imagen.N°.17: Aumento en los subproductos y empalmes por enredo 59
Imagen N° 18: Aumento en los subproductos y enredos en el manuar 60
Imagen N° 19: Paros continuos por enredos en el manuar 61
Imagen N° 20: Mecha no estirada por el tren de estiraje 62
Imagen N° 21: Cinta alimentadoras de mechera con más empalmes 62
Imagen N° 22: Enredos en los rodillos desprendedores de peinadora 64
Imagen N° 23: Mal desenvolvimiento del rollo en la peinadora. 64
Imagen N° 24: Aumento en los revientes de la hiladora 65
Imagen N° 25: Mecha no estirada en el tren de estiraje (Cordoneo) 66
Imagen N° 26: Fibrilla del ambiente adherida al tren de estiraje 66
Imagen N° 27: Enredos en el tren de estiraje de las continuas de hilar 67
Imagen N° 28: Fibrilla volátil ensucia la maquinaria y suelos 67
9
Imagen.N°.29:.Fibrilla volátil sobre los fluorescentes (riesgo de
.incendio)
68
Imagen N° 30: Cursores oxidados y contaminados por fibrillas 68
Imagen N° 31: Aumento en el número de empalmes 69
Imagen N° 32: Cortes en la conera por contaminación 70
Imagen N° 33: Compactadora 79
Imagen N° 34: Briquetadora 80
Imagen N° 35: Pre Separador Ciclónico 81
Imagen N° 36: Tambor giratorio filtrante 82
Imagen N° 37: Ventiladores Axial 84
Imagen N° 38: Centrifuga 84
Imagen N° 39: Lavador de aire 85
Imagen N° 40: Compuerta de mezcla de aire. 86
Imagen N° 41: Panel de control 87
Imagen N° 42: Válvulas de regulación 87
Imagen N° 43: Ductos de succión de Máquinas de Aper, limp y mez 88
Imagen N° 44: Ductos de succión de las Cardas 88
Imagen N° 45: Ductos de succión de las peinadoras 89
Imagen N° 46: Ductos de transporte de subproductos 89
Imagen N° 47: Filtros preseparadores de subproductos reprocesables 90
Imagen N° 48: Tambor giratorio filtrante 90
Imagen N° 49: Ensacadora de polvo 91
Imagen N° 50: Transporte del pre-separador a la compactadora 91
Imagen N° 51: Enfardeladora de subproductos 92
Imagen N° 52: Tambor filtrante 92
Imagen N°.53: Ventilador Centrífugo 92
Imagen.N°.54:.Aire limpio en el 2do piso de las máquinas de
preparación
93
Imagen N° 55: Rejillas recolectoras de aspiración en el suelo 93
Imagen N° 56: Cuarto de recolección de aire del suelo en el 1er Piso 94
Imagen N° 57: Cuarto de recolección de aire viciado del suelo 94
Imagen N° 58: Tambor rotativo filtrante en el 2do Piso 95
10
Imagen.N°.59:.Aire limpio de tambor rotativo absorbido por
..ventilador axial
95
Imagen N° 60: Cuarto de mezcla de aires limpios del suelo, máquinas 96
Imagen N°.61: 2do cuarto de mezcla de aires con el exterior 96
Imagen.N°.62: Cuarto de mezcla de aire con dispersores de agua
pulverizada
97
Imagen N° 63: Aire humidificado absorbido por ventilador axial 97
Imagen N° 64: Envío de aire tratado al cuarto de suministro 98
Imagen.N°.65:.Cuarto de suministro de aire tratado al área de
preparación
98
Imagen.N°.66: Distribución de aire tratado mediante canales de
difusión
99
Imagen N° 67: Panel de control del área de hilatura y enconado 100
Imagen N° 68: Válvulas de regulación de la zona de hilatura 100
Imagen N°.69: Rejillas de aspiración en el suelo 101
Imagen N°.70: Tambores rotativos filtrantes 101
Imagen N°.71: Ventilador axial tomador de aire 102
Imagen N°.72: Cuarto de mezcla de aire caliente con el del exterior 102
Imagen N°.73: 2do cuarto de mezcla de aires con el exterior 103
Imagen N°.74: Cuarto de mezcla de aire con dispersores de agua . . .
. . . . . pulverizada
103
Imagen N°.75: Aire humidificado absorbido por ventilador axial 104
Imagen N°.76: Envío de aire tratado al cuarto de suministro 104
Imagen.N°.77: Cuarto de suministro de aire tratado al área de
continuas
105
Imagen N°.78: Suministro de aire tratado en la sala de hilatura 105
Imagen N° 79: Distribución correcta del aire 111
Imagen N°.80: Control automático 112
Imagen N° 81: Diagrama de masa de pabilos con climatización 119
Imagen.N°.82:.Espectrograma de masa de canillas de hilo sin
climatización
120
Imagen.N°.83.:.Espectrograma de masa de canillas de hilo con
.climatización.
121
11
INDICE DE GRÁFICAS
Pág.
Gráfica N°1: Carta Psicrométrica. 41
Gráfica N°2: Proceso de Calentamiento y enfriamiento sensible 42
Gráfico N°3: Proceso de Humidificación y Deshumidificación
. (Cambio calor latente) 43
Gráfico N°4: Proceso Combinados de Cambio de Calor sensible y
latente. 45
Gráfico N°5: Vapor de agua Vs Temperatura 48
Gráfico N°6: Diferencia entre Polvo y Basura 52
Gráfico N°7: Área de confort en la carta Psicrométrica. 56
Gráfica N°8: Proceso de Humidificación. 108
12
RESUMEN
Este informe presenta el trabajo realizado en el VII Programa de Titulación por la
modalidad de Actualización de conocimientos de la Facultad de Ingeniería Química
y Textil de la Universidad Nacional de Ingeniería, el cual trata sobre la
“Implementación de un sistema de climatización para el mejoramiento del proceso
productivo en una planta de hilatura por anillos de algodón peinado”.
En la primera etapa del presente informe se da a conocer la introducción en el cual
se describe el continuo desarrollo de un mercado de telas de tejidos planos
destinados a camisería fina para exportación, en base a esto se ha visto la necesidad
de fabricar hilos finos de excelente calidad. He aquí la importancia de implementar
el sistema de climatización en una planta de Hilandería moderna.
En la segunda sección se presenta el marco teórico, el cual brinda información para
poder comprender el proceso de hilatura peinado por anillos, así como también la
descripción de la maquinaria a utilizar para poder climatizar la planta de hilatura y
definiciones importantes sobre condiciones estándar de trabajo para la
climatización como lo son la temperatura y el porcentaje de Humedad relativa.
Presentando en la tercera etapa el desarrollo de la importancia de tener un sistema
de climatización en la planta de hilatura, ya sea por la calidad del hilo a producir,
el óptimo trabajo de la maquinaria o por el bienestar del operario al trabajar en una
planta de hilatura.
Finalmente en la cuarta sección se ponen en manifiesto las conclusiones y
recomendaciones del presente trabajo.
13
I. INTRODUCCIÓN:
Si bien no es un secreto el buen posicionamiento de las prendas de algodón peruano
en el mercado mundial, tampoco ha sido un tema reservado el impacto negativo que
dejó la crisis mundial a partir del 2009. Por lo tanto es de suma importancia el abrir
nuevos mercados, para poder así comercializar los productos, como prendas
textiles hechos con algodón, sin encarecerlos con obstáculos como los aranceles.
Actualmente son 19 los acuerdos comerciales que el Perú posee, dos los que van a
entrar en vigencia el 2015 y 6 los tratados que están en negociaciones. Siendo los
más destacados el T.L.C con Estados Unidos, el cual comenzó a regir desde febrero
del 2012, el tratado con la China, el mercado más grande del mundo con más de
1300 millones de personas y el que tenemos con la Unión Europea, el cual
representa un mercado de grandes oportunidades por sus más de 500 millones de
habitantes con niveles de ingreso per cápita entre los más altos del mundo (entro en
vigencia desde marzo del 2013).
Es por ello que las pocas hilanderías nacionales que quedan tienen que satisfacer
no sólo el mercado nacional sino también el internacional con hilos finos y de buena
calidad, para poder ser así competitivos a nivel mundial.
El solo hecho de fabricar un hilo peinado, tenemos que entender que va a ser
orientado generalmente a hilos de títulos finos, es decir de una excelente calidad,
por ende para fabricarlos necesitamos la mejor materia prima, en un ambiente
climatizado adecuado (con los parámetros de temperatura y humedad relativa
idóneas por proceso), así como también la mejor maquinaria y personal altamente
capacitado.
El tratamiento ambiental en una planta de Hilandería desempeña un papel tan
importante en la calidad del producto elaborado, en el óptimo funcionamiento de la
maquinaria, así como también en la eficiencia del personal, el cual constituye un
factor de primer orden a considerar tanto en el diseño de una planta moderna, como
en la actualización de las ya existentes.
14
En el siguiente informe se va basar en las experiencias obtenidas al trabajar en una
planta no climatizada y las ventajas que se tienen al implementar un sistema de
climatización en el proceso productivo de una planta de hilatura por anillos de
algodón peinado. Además de la repercusión con el bienestar y confort del personal
al efectuar su trabajo.
El resultado de un eficiente control del aire acondicionado se ve reflejado también
en la disminución de los subproductos, sumado a una mayor producción con
calidad, significa un aumento en la productividad para la empresa.
15
II. DESARROLLO DE LOS CONCEPTOS Y TÉCNICAS:
2.1 Titulación de los Hilos:
Cuando es necesario referirse al grosor de un hilo o hilado resulta evidente
que se choca contra la dificultad de la medición del mismo por el reducido
tamaño y por la irregularidad debida a la torsión y a la tensión de
los hilados especialmente en las fibras naturales.
Entonces se recurrió a un sistema indirecto de expresar el grosor y surgió
el concepto de numeración y título.
Los números que describen las características de un hilo se llaman título, y
deben de ir precedidos del símbolo del sistema que se haya empleado. Los
sistemas de titulación se clasifican en dos grupos muy bien diferenciados,
pues se basan en planteamientos opuestos: el sistema directo (longitud
constante) y el sistema inverso (masa constante).
2.1.1 Sistema de Numeración Directo:
Expresan cuánto pesa una determinada longitud de hilo constante.
Se denominan directos precisamente por el hecho de que cuanto
mayor es el número, más grueso es el hilo y viceversa a menos
número más fino.
Sistema Tex: La definición del Tex es "Peso en gramos de 1000
metros de hilo". Es el sistema que según las normas
internacionales todos los hilos deberían de numerarse por dicho
régimen. Se utiliza una fracción del Tex, el dTex (decitex) o el
mTex (militex) para numerar las fibras elementales.
Sistema Denier (De): El Denier es el "Peso en gramos de
9000 m de hilo". Se utiliza el De, para filamentos continuos y
también para designar la finura de las fibras químicas cortadas
que integran un hilo.
16
Sistema American grain (gr): El american grain es el “Peso en
granos de 1 yarda”. Sabiendo que 1 grano = 0.0648 gramos.
Se utiliza para estimar con más sensibilidad y precisión la poca
masa de pequeñas muestras.
2.1.2 Sistema de Numeración Inverso:
Se le llama peso constante debido a que en la relación longitud-peso,
este último permanece constante mientras que la longitud varia, este
sistema también se conoce como sistema de numeración inverso.
Sistema Métrico (Nm):
El sistema métrico es “La longitud expresada en metros de 1
gramo”.
Se utiliza en hilos obtenidos por los procesos de hilatura de
estambre (lana)
Sistema Inglés (Ne):
El sistema Inglés es “La longitud expresada en 840 yd de 1 libra”
Sabiendo que: 1lb = 453.6 g y 1 yd = 0.9144 m
Es el sistema más usado en hilaturas algodoneras.
A continuación se muestra un cuadro relacionando la numeración
de ambos sistemas:
17
Tabla N° 1: Relación entre los dos sistemas de numeración.
VALOR BUSCADO
VALOR CONOCIDO Sistema Directo Sistema Inverso
Nombre Siglas Tex De Nm Ne
Tex tex --- 9 x tex 1000 590.5
tex tex
Denier De De x 0.11 --- 9000 5314.5
De De
Número de Ne 590.5 5314.5 1.693 x Ne ---
algodón inglés Ne Ne
Numero Métrico Nm 1000 9000 --- Nmx 0.5905
Nm Nm
Los aparatos que se utilizan para medir el Título del hilo son los siguientes:
El aspe o devanador de hilo.
El cuadrante.
Balanza de torsión
Balanza micrométrica (para muestras de hilo reducido).
2.2 Torsión:
Al torcer una mecha de fibras estiradas para convertirla en hilo le damos
la resistencia y la elasticidad necesarias para su uso en la tejeduría, al
propio tiempo que configuramos la estructura del hilo: suavidad, brillo,
afinidad tintórea y rigidez.
En el caso de los multifilamentos se les da una torsión de protección para
evitar su ruptura en la tejeduría.
18
Torsión tipo “S”: Normalmente se reserva para hilos a varios cabos.
Torsión tipo “Z”: Es el sentido más usado para hilos a 1 cabo.
El matemático Koechlin propuso el coeficiente α de torsión:
El valor de α varia en un intervalo de: 3< α <5
También se debe tener en cuenta que los hilos destinados a la urdimbre de un
tejido plano tienen mayor torsión que los de trama.
En el caso de los hilos destinados a trabajar en tejidos de punto se fabrican con
menor torsión.
Tabla N° 2: Nomenclatura de los hilos según su torsión
2.3 Resistencia a la tracción y Elasticidad de los hilos:
Es importante la Resistencia a la tracción y Elasticidad de un hilo por lo
siguiente:
Es necesario que los hilos tengan una resistencia adecuada a la rotura
por tracción y una elasticidad también adecuada al proceso de tejeduría.
Los hilos que van destinados a tejidos planos, deben ser más resistentes
que los que van para tejido de punto.
Torsión Urdimbre Torsión Trama
Urdimbre (crespón) Trama fuerte
Urdimbre fuerte Trama
Urdimbre 1/2 trama
3/4 Urdimbre Trama floja
1/4 Urdimbre Trama muy floja
𝛼 = Vueltas/pulg
√Ne
19
En los tejidos de calada (plano), el hilo de urdimbre debe tener una
mayor resistencia y elasticidad que los de trama debido a los esfuerzos
a que son sometidos.
2.4 Irregularidad de Masa:
Para garantizar el mismo nivel de calidad, en los procesos de hilatura, se
requiere un control preventivo más riguroso de las variaciones de masa de
las cintas, mechas e hilos.
2.4.1 Equipo electrónico de Regularimetría de Masa:
Una instalación de Regularimetría de masa completa consta de un
medidor de las variaciones instantáneas de masa, con su registro
gráfico, el integrador que suma las variaciones puntuales de masa
y da el índice correspondiente de irregularidad, un contador de los
defectos presentes en el hilo y un espectrógrafo como lo es el Uster
Tester, con su espectrograma obtenido en la impresora, indica la
presencia de defectos como irregularidades e imperfecciones en
cintas, mechas e hilos.
La casa suiza Uster empezó en 1947, la fabricación de
regularímetros con el modelo GGP A, luego los modelos GGP B, el
Uster Tester I, II, III, IV y el último modelo el Uster Tester V.
El Uster Tester cuantifica las irregularidades de masa (U%, C.V%,
Index), así como también las imperfecciones (Partes delgadas,
Gruesas y Neps).
20
Imagen N°1: Equipo de Regularimetría Uster Tester V.
2.4.2 Índices de irregularidad de masa:
Irregularidad (U%):
Siendo: Xn: Valor promedio de masa
Xi : Valor instantáneo de masa
n : Número de datos
Coeficiente de Variación porcentual de Masa:
CV% =S
Xnx 100
U % =100
Xn x n ∑(Xi − Xn)
𝑛
𝑖=1
𝑺 = √∑ ( Xi − Xn)2n
I=1
n − 1
21
Siendo: Xn: Valor promedio de masa
S: Desviación Estandart
n : Número de datos
No se cumple para todos los casos, pero es una referencia:
CV% ≅ 1.25 U%
Índex:
Índice de Irregularidad y se expresa de la siguiente forma:
𝐶. 𝑉% 𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 =100
√𝑛
Siendo n: El N° de fibras por sección transversal
El índex igual a 1 es el ideal, pero el algodón Pima superior rompe
con los esquemas sale hasta menos de 1.
A más alto el valor del Índex, el material es más irregular.
2.4.3 Índices de imperfecciones de masa:
Partes delgadas:
Se entiende por partes delgadas a la falta de masa en
porcentaje, referida a la masa media del hilo. Normalmente se
n =15000𝑢𝑔
𝑝𝑢𝑙𝑔𝑥𝑁𝑒
Index = C. V % Real
C. V% Límite
22
trabaja a la sensibilidad de -50%, contando como puntos finos
todas aquellas zonas del hilo a las que le falta un 50% o más
de masa media. Hay sensibilidades e partes delgadas al -30%,
-40%, -50% y -60%.
Partes gruesas:
Se entiende por partes gruesas al sobrante de masa en
porcentaje, referida a la masa media del hilo. Normalmente se
trabaja al + 50%, éste parámetro indica que cuenta todas la
zonas del hilo cuya masa es superior a la masa media del hilo
en un 50% más.
Neps:
Se entiende por nep a toda parte gruesa de longitud inferior a
4mm.
Tabla N° 3: Cuadro representativo de Neps.
% de Masa Parte gruesa
+ 140% 1 mm
+ 200% 2 mm
+ 280% 3 mm
+ 400% 4 mm
Título relativo:
Se entiende por título relativo a la variación del título del
conjunto de masa, ya sea en cintas, mechas e hilos.
Q 95%:
Indica un rango ± dentro del cual el valor promedio del
ensayo caería con un 95% de probabilidad, si la prueba fuera
repetida usando muestras del mismo material.
23
Se calcula:
Sabiendo que: t = factor de distribución normal
s = desviación estándar
n = N° de pruebas
2.5 Principales procesos de hilatura de las fibras cortas:
Se definen claramente dos procesos: el Cardado y el Peinado. El proceso
de peinado se reserva normalmente, para los hilos finos.
El proceso convencional del algodón cardado consta de una apertura,
limpieza y mezcla, seguida de una disgregación de las fibras en una carda
de chapones, se regulariza después la masa de la cinta de carda en el
manuar, se adelgaza y tuerce esta cinta para obtener una mecha y
finalmente se obtiene el hilo a partir de la mecha por estiraje y torsión.
El proceso peinado incorpora una peinadora para eliminar las fibras cortas
y mejorar la hilabilidad de la materia. Las cintas provenientes del manuar
pre peinado se tratan en una máquina que forma rollos (Reunidora) para
alimentar a la peinadora. A la salida de la peinadora se sigue el mismo
proceso que el algodón cardado. La gama de hilos peinados varía
normalmente desde el 30 Ne al 150 Ne.
𝑄95% = 𝑥 ±𝑡 𝑥 𝑠
√𝑛
24
Clasificación manual y traslado
de pacas(montacarga)
Separador de metales
Abridor Bitambor(Axi flow)
Marzoli B31
Pinzadora (abridora y mezcladora de
balas) Marzoli B12
Mezcladora de 4 cámaras
Marzoli B142
Mezcladora de 4 cámaras
Marzoli B142
Abridora VerticalMarzoli B35
AbridoraVerticalMarzoli B36
Separador de polvoMarzoli B46
CardasRieter C 70
Pase Manuar Rieter RSB D22(Pre-peinado)
ReunidoraMarzoli
1er Pase Manuar Rieter RSB D45(Autoregulado)
PeinadorasRieter E 7/6
Proceso Peinado
1er Pase Manuar Rieter RSB D22
2do Pase Manuar Rieter RSB D45(Autoregulado)
PabileraMarzoli Bcx16
Proceso Cardado
ContinuasRiter G32
Conera Schlafhorst
338
Imagen N° 2: Diagrama de Flujo del Proceso de hilatura por continua de anillos.
24
25
2.5.1 Maquinaria de Apertura, Limpieza y Mezcla:
Constituyen el primer gran grupo de operaciones que se realizan
para hilar una fibra presentada en forma de floca. Tienen como
objetivo abrir suficientemente la materia que se ha comprimido para
su transporte, limpiarla de impurezas y mezclarla entre sí o con otras
fibras diferentes.
Abridora de Balas: Las dimensiones de la sala de apertura deben
ser lo suficientemente amplias para poder colocar un número
apreciable de balas (fardos).
Según la disposición de la mezcla, los contenidos de los fardos se
mezclan para lograr la homogeneidad en todas las tendidas, esto
puede hacerse de forma manual, con ayuda de personas que
disponen el material en varias capas (a manera de un sándwich) y
volteando para realizar el mezclado. Es un proceso largo y
laborioso, conocido como tendida manual.
En las plantas de hilatura moderna existen las pinzadoras, que son
máquinas que seleccionan porciones de cada fardo,
adecuadamente dispuestos y las envían a una sección de mezclado.
Es conocida como tendida automática.
Imagen N° 3: Abridora de balas (pinzadora)
26
Abridora Monotambor: El órgano batidor puede tener
diferentes perfiles (aspas, clavos, guarnición o agujas). Según la
suciedad de la materia se refuerza la acción de limpieza
incorporando cuchillas y guarnición de carda en sustitución de
algunas barras de la rejilla.
Imagen N° 4: Abridora Monotambor.
Abridora Bitambor: La abridora bitambor (Axi-Flo) es más
energética que la monotambor, resultando adecuada para
algodones cortos y sucios.
Imagen N° 5: Abridora Bitambor.
27
Mezcladora Múltiple: Se emplea para evitar las diferencias de
afinidad tintórea en los hilos fabricados debido a las diferencias
en el grado de madurez.
2.5.2 La Carda:
La Carda tiene por finalidad continuar la limpieza del material
procesado de una manera más completa, que la realizada por el tren
de apertura, eliminando fibras cortas e impurezas. Además inicia un
proceso de estiraje de la fibra del algodón formando una cinta que
sirva de base para las operaciones siguientes. Las tareas de las cardas
son:
Individualizar las Fibras: En vista que el tren de apertura sólo
abre la materia prima de los copos. La carda debe abrir al nivel de
fibras individuales. Esto es esencial para permitir la eliminación de
impurezas y determina el desempeño de la fibra en los procesos
posteriores.
Eliminación de Impurezas: La eliminación de materias extrañas
ocurre principalmente en la región de tomadores (lickerín). Solo
una pequeña parte de los contaminantes es llevada a lo largo de los
chapones.
Imagen N° 6: Mezcladora automática.
28
Eliminación de Fibras Cortas: Las fibras cortas sólo pueden ser
eliminadas por los chapones; la habilidad de seleccionar fibras
cortas como oposición de fibras largas está basada en el hecho de
que las fibras largas tienen más contacto con las guarniciones del
gran tambor que las fibras cortas.
Orientador de la Fibra: Una condición paralela se logra sobre el
gran tambor; pero ellos desaparecen durante la formación del velo
entre el cilindro y el doffer. De este modo la carda puede estar
entregando el trabajo de orientación parcial de las fibras más no la
creación de paralelización.
Eliminación de Polvo: Con respecto al polvo libre, puede ser
succionado directamente en el batán, la carda remueve una gran
proporción de micro partículas que pueden estar unidas a las fibras.
Mezcla de Fibras: La carda apenas mejora la mezcla a largo plazo.
En la formación del velo, y con rotación repetida de las fibras en el
gran tambor, es ejecutable la mezcla completa fibra con fibra.
Formación de la Cinta: Para poder depositar en orden la fibra,
para transportarlo y luego procesarlo, debe ser formando en
producto intermedio apropiado (esto es la cinta).
Imagen N° 7: La Carda.
29
2.5.3 El Manuar:
Desde el punto de vista puramente comercial el manuar es de poca
significación, este representa menos del 5% del costo de producción
del hilo. Sin embargo su influencia en la calidad y especialmente en
la irregularidad es muy grande. Un manuar mal ajustado puede
producir efectos en la resistencia y en la elongación.
Hay dos razones principales de influencia en la irregularidad:
Primero, la correcta secuencia de máquinas en el proceso de
algodón de modo que el manuar compense puntos para eliminar
errores. Es inadecuado un solo paso por manuar por lo que en
efecto debe ser reforzado por un segundo paso autorregulado. El
hilo nunca es mejor que su cinta de manuar.
Segundo, un defecto en el manuar puede convertirse en un
problema de grandes proporciones. Un manuar de alta performance
produce al menos 200kg de cinta por hora y por cabeza de salida
por lo que fácilmente es producida una gran cantidad de material
en el tiempo que toma descubrir el defecto.
Las tareas principales a realizar en el manuar son las siguientes:
Uniformizar: Una de las principales tareas del manuar es eliminar
los defectos de corto, mediano y especialmente de largo periodo.
La cinta de carda tiene un grado de irregularidad que no puede ser
aceptada y la cinta peinada debe eliminar sus empalmes. Esta
irregularidad de onda corta no es como algunas veces se asume, el
único criterio para evaluar el rendimiento del manuar. Esto es
cierto, por ejemplo, esta irregularidad sobre longitudes cortas
puede ser notablemente reducidos por muy pequeños ajustes del
estiraje, pero esto es frecuentemente asociado con el deterioro en
otros parámetros de la calidad del hilo, particularmente en la
resistencia de este.
30
Es un error asumir que la irregularidad de las cintas especialmente
de corto periodo pueda mejorarse por el uso de varios pasajes. Un
segundo pasaje podría llevar a algún deterioro de la cinta. La
relación del número de cintas es importante determinarla y
encontrar el óptimo.
Generalmente el primer paso es solo de doblado y estiraje y el
segundo paso es con autorregulador. El estiraje y el doblado
frecuentemente tienen el mismo valor y tienden en el rango de 6
para fibras cortas a 8 para fibras media y larga.
Paralelizado: Para obtener un óptimo valor de resistencia en el
hilo las fibras deben arreglarse en forma paralela. El manuar lo
hace mediante el estiraje y adelgazamiento.
Es claro que el estiraje no puede ser alto inmediatamente después
de la carda (si es posible no encima de 8); pero a partir de esto
puede aumentar de máquina a máquina.
Mezcla: La mezcla puede ser de algodones, algodónsintético ó
sintéticosint. Aquí el porcentaje de cada uno de los componentes
puede ser regulado seleccionando el título y el número de cintas a
ingresar al manuar.
Aspiración y Limpieza: El polvo es un gran problema tanto para
el proceso como para el personal obrero. Por eso es importante
dejarlo prácticamente libre de polvo para los siguientes procesos.
Durante el proceso de estiraje se remueve polvo, es por eso que los
manuares vienen equipados con un sistema de limpieza y succión
el cual suelen extraer hasta un 80% del polvo.
31
Imagen N° 8: El Manuar.
2.5.4 La Mechera:
El manuar produce una cinta que ya exhibe todas las características
requeridas para la creación de un hilo; es decir una hebra de fibras
limpias y ordenadas en forma paralela unas a otras. Es usual
preguntarse por qué esta cinta no es utilizada como un material de
alimentación para las máquinas de hilatura por continuas de anillos,
en lugar de ser procesada de manera cara para crear una mecha como
alimentación para hilatura. La máquina pabilera en sí es complicada,
ya que esta propensa a fallas a causar defectos, aumenta los costos
de producción y entrega un producto que es sensible en el enrollado
y desenrrollado. El uso de la máquina es forzado en las hilanderías
como un mal necesario por dos principales razones.
La primera razón está relacionada al estiraje requerido. La cinta
de manuar es una hebra fina y no torcida que tiende a ser velluda
y crea pelusilla. El estiraje necesario para convertir ésta a hilo
está en el rango de 300 - 500.
El tren de estiraje de la continua de anillo, en su forma común, no
es capaz de procesar esta hebra en una operación simple de
estiraje para crear un hilo de fibras cortas en el que se encuentre
32
todas las demandas normales de tales hilos. La mecha fina y
torcida se adapta significativamente mejor para este propósito.
La segunda razón es que el manuar puede representar el peor
modo concebible de transporte y presentación de material de
alimentación para una continua de anillos.
A pesar de esto se han hecho considerables esfuerzos durante
décadas, para eliminar la mechera. El esfuerzo es justificado; pero
desafortunadamente con relación a la continua de anillos, esto
permanece sin éxito. Por otro lado, en todos los procesos nuevos de
plantas de hilatura de fibra corta, la mechera se ha convertido en algo
trivial.
La tarea principal de la mechera es la atenuación de la cinta. Debido
a que la hebra fina resultante tiene apenas un poco de cohesión, la
torsión protectora debe ser insertada a fin de mantenerla unida. La
tercera tarea no puede ser directamente atribuida a la hilatura: esta
recae en el devanado (de la mecha o pabilo) en los mazos, que
pueden ser transportados, almacenados y llevados a la continua de
anillos.
Imagen N° 9: La Mechera.
33
2.5.5 La Continua de Anillos:
El objetivo de esta máquina de hilatura es transformar la mecha o
pabilo obtenida de la mechera en un hilo, mediante el estirado y
torsión de la fibra.
La continua de anillos o hilar tiene tres funciones principales:
Obtener el hilo a partir del mazo de pabilo, dándole cierto estiraje;
es decir reducir el peso por unidad de longitud de la fibra.
Insertar la cantidad necesaria de torsión en vueltas por pulgada o
en vueltas por metro.
Devanar el hilo ya formado en tubos cilíndricos especiales por lo
tanto la continua estira, tuerce y devana en un proceso secuencial
y continuo.
Imagen N° 10: La Continua de anillos.
2.5.6 La Conera:
El proceso de enconado tiene por objetivo:
Cambiar el formato del hilo de canilla a cono juntando varias
canillas consiguiendo mayor peso y economía de soporte.
34
Sirve para colocar el hilado en un soporte idóneo para el proceso
posterior ya sea teñido u otro proceso.
Su principal función en purgar es decir exento de imperfecciones
(partes gruesas, delgadas, neps).
Con un buen parafinado en la Conera el coeficiente de frotamiento
del hilo puede llegar a disminuir entre un 40-45%. No existen reglas
fijas, para establecer la cantidad justa de parafina ya que esta
depende de varios factores tales como título del hilo, naturaleza de
la fibra, si es teñido o crudo, velocidad de trabajo, tipo de parafina
utilizada, etc.
Imagen N° 11: La Conera.
2.5.7 La Reunidora de cintas:
Las cintas provenientes del manuar (Pre Peinado), entre 24 y 36
cintas, se reúnen en la fileta de esta máquina, dándoles un pequeño
estiraje (de 1.2 a 1.5). Obteniéndose a la salida de ésta napas de
cintas para alimentar las peinadoras.
El tren de estirado de la reunidora es del tipo 2 sobre 3. Los rollos
pueden llegar a gramajes de 80 g/m.
35
En la reunidora de cintas se controla el peso de los rollos y su
coeficiente de variación porcentual (C.V%) entre pesadas, las cuales
no deben superar el 0.5%.
2.5.8 La Peinadora:
Si se desea producir hilos regulares y finos, es necesario disponer de
fibras limpias y de longitud relativamente largas. Para tener estas
características en las fibras es preciso eliminar las impurezas que
puedan llevar y separar las fibras más cortas. Precisamente, el objeto
del peinado de las fibras textiles es:
Depuración o limpieza de las fibras: termina la limpieza mecánica
de las fibras.
Selección de fibras: separar las fibras más cortas.
Paralelismo de fibras: aumentar la orientación de las fibras.
Cintas: obtener cintas regulares.
El producto obtenido es la cinta peinada, formada por fibras de una
regularidad de longitud previamente fijada, exenta de cuerpos
extraños (residuos de cáscara, hojas, neps, etc.).
Imagen N° 12: La Reunidora
36
Imagen N° 12: La Peinadora.
Las fases del peinado son 3:
Peinado de la cabeza: Cuando las filas de las puntas del peine
circular A atraviesan la cabeza de la masa de fibras (napa) la pinza B
está cerrada y alejada de los cilindros extractores C.
Solape: Cuando el peine circular A está acabando de peinar la
cabeza, la pinza B se desplaza hacia los cilindros extractores C,
mientras éstos se acercan a la pinza B cuando la última fila de púas
del peine circular A ha pasado debajo de ellos.
Peinado de la cola: Mientras la pinza B se abre, la napa permanece
libre de la mordaza y se introduce automáticamente entre los
cilindros de extracción C, simultáneamente baja el peine rectilíneo
D mientras los cilindros de extracción empiezan a avanzar,
peinándose la cola. Antes de terminar el avance de los cilindros de
extracción, tiene lugar el cierre de las mordazas para hacer el
desgarre y el peine circular A empieza a ponerse en situación de
peinado de cabeza.
Vuelta de los órganos a la posición inicial
37
Imagen N°14: Fases de Peinado.
2.6..Conceptos básicos relacionados con los tratamientos
termohigrométricos del aire:
Las propiedades físicas del aire atmosférico se definen como sigue:
2.6.1 Temperatura de bulbo seco (BS):
Es la temperatura del aire, tal como la indica un termómetro. Las
palabras temperatura y temperatura de bulbo seco se emplean para
designar lo mismo tratándose del aire.
2.6.2 Temperatura de bulbo Húmedo (BH):
Es la temperatura que indica un termómetro cuyo bulbo está envuelto
en una mecha empapada en agua blanda, en el seno de aire en rápido
movimiento.
2.6.3 Temperatura de punto de rocío (PR):
Es la temperatura a la cual el vapor de agua en el aire se comienza a
condensar si se enfría el aire a presión constante.
2.6.4 Relación de humedad (W):
A la cual también se le llama humedad específica. Es el peso de
vapor de agua por libra de aire seco expresado en lb / lb de aire seco,
o en granos de agua por libra de aire seco.
38
Con frecuencia se usa la unidad grano de peso para tener números
más apropiados cuando se expresan las humedades
(7000 granos = 1 lb).
2.6.5 Humedad Relativa (H.R):
Es la relación de la presión real de vapor de agua en el aire con la
presión de vapor de agua si el aire estuviera saturado a la misma
temperatura de bulbo seco, se expresa en porcentaje.
2.6.5.1 Factores que afectan la Humedad Relativa:
Los factores que afectan el estado de cualquier planta
dependerán de las siguientes y principales razones:
a) Condiciones del clima (variable o estático).
b) Situación del cuarto (a la intemperie o cubierto)
c) Construcción del edificio (antigua o moderna).
d) Cantidad de vidrio (frio y a la luz del sol).
e) Espesor de las paredes (aislamiento térmico).
f) Calor proveniente de las máquinas.
g) Numero de operarios.
Según los factores mencionados se puede deducir, que cada
fábrica en particular debe tratar por separado las
condiciones de los sistemas que modifican la humedad
natural de las plantas, es decir las plantas con aire
acondicionado, con el fin de obtener las condiciones
requeridas para trabajar.
2.6.6 Humedad absoluta:
Es el peso de vapor de agua que contiene una masa de aire. Se mide
en g/Kg de aire en la escala vertical del margen derecho de la carta.
39
2.6.7 Volumen específico (v):
Es el volumen de aire por unidad de peso de aire seco. Se expresa en
m3 /g.
2.6.8 Calor sensible:
Es el calor que contiene un determinado volumen de aire en virtud
de su temperatura, es decir, es la propagación del calor sin afectar su
estado físico, solo cambia la temperatura. Se lee en la escala
horizontal de la carta psicrométrica.
2.6.9 Calor latente de vaporización:
Es el calor que presenta un volumen de aire en función de la cantidad
de vapor de agua que contiene. Este vapor, al cambiar de estado de
líquido a gaseoso, ha tenido que vencer la cohesión de las moléculas
de agua y se ha expansionado considerablemente. Todo ello ha
requerido un trabajo, para desarrollar el cual ha tenido que absorber
calor. Este calor se mantiene en forma latente, de ahí su nombre, en
tanto el vapor continúe, como tal, en estado gaseoso.
2.6.10 Calor total o entalpía:
Es la suma del calor sensible del aire y del calor latente del vapor
de agua contenido en dicho aire. Se lee en la escala oblicua del
diagrama y se mide en Kcal /Kg de aire.
2.7 Psicrometría:
El aire atmosférico que nos rodea es una mezcla de aire seco y vapor de
agua, a la que se le llama aire húmedo. Debido a que esta mezcla de gases
es la que se acondiciona en los sistemas de control ambiental, es necesario
comprender como se comporta. Psicrometría es el nombre que se le ha dado
al estudio de las mezclas de aire y vapor de agua.
40
2.7.1 Carta psicrométrica:
Las propiedades de mezclado de aire como el vapor de agua pueden
ser presentadas de forma gráfica a través de las cartas psicrométricas.
Las cartas psicrométricas son muy usadas en las aplicaciones de
acondicionamiento de aire.
La carta psicrométrica es un diagrama de doble entrada, en el que se
relacionan múltiples parámetros referentes a una mezcla de aire
húmedo: temperatura, humedad relativa, humedad absoluta, punto de
rocío, entalpía específica o calor total, calor sensible, calor latente y
volumen específico del aire.
41
Gráfica N°1: Carta Psicrométrica.
42
2.7.1.1 Líneas de proceso en la carta psicrométrica:
El objetivo del equipo de aire es cambiar acondicionamiento
del estado del aire que entra y llevarlo a otra condición. A este
cambio se le llama “proceso”.
Cambio de calor sensible:
El proceso de variación de calor sensible es aquél en el cual
se agrega o se retira calor del aire y como resultado varía la
temperatura de BS (Bulbo Seco), pero sin embargo no varía
el contenido de vapor de agua. Por lo tanto, la dirección del
proceso debe ser a lo largo de una línea de relación constante
de humedad (W).
El calentamiento sensible (proceso 1-2) ocasiona un aumento
en la temperatura de BS y en la entalpía. El proceso 1-3 es de
enfriamiento sensible (eliminación de calor) y ocasiona una
disminución de la temperatura de BS y de la entalpía.
Gráfica N°2: Proceso de Calentamiento
y enfriamiento sensible
43
Variaciones de calor latente (humidificación y
deshumidificación):
Al proceso de agregar vapor de agua al aire se le llama
humidificación, y a la eliminación de vapor de agua del aire
se le llama deshumidificación.
En el proceso 1-4, la humidificación, tiene como resultado un
aumento en la relación de humedad y la entalpía. En la
humidificación, la entalpía del aire aumenta debido a la
entalpía del vapor de agua que se agregó. Esto explica lo que
se llama la variación de calor latente. En la
deshumidificación, proceso 1-5, la eliminación de vapor de
agua acarrea una disminución de entalpía.
Gráfico N° 3: Proceso de Humidificación y
Deshumidificación (Cambio calor latente)
44
Variación combinada de calor sensible y calor latente:
En la siguiente imagen se muestran los procesos combinados
de calor sensible y latente, que se pueden presentar en
acondicionamiento de aire como son:
a) Calentamiento sensible y humidificación (1-6):
Se da un aumento de temperatura de BS como de la
humedad y la entalpia aumenta, debido a la ganancia de
calor tanto sensible como latente.
b) Calentamiento sensible y deshumidificación (1-7):
Se da un aumento de la temperatura de BS y una pérdida
de la humedad, disminuyendo la entalpía debido a la
eliminación de calor latente.
c) Enfriamiento sensible y humidificación (1-8):
Se da una disminución de la temperatura de BS y un
aumento de la humedad, aumentando la entalpía debido a
la ganancia de calor latente.
d) Enfriamiento sensible y deshumidificación (1-9):
Disminuyen tanto la temperatura de BS como la humedad
y la entalpía disminuye debido a la eliminación de calor
tanto sensible como latente.
45
Gráfico N°4: Proceso Combinados de Cambio
de Calor sensible y latente.
2.8 Cálculo de procesos de variación de calor sensible:
La ecuación del calor sensible, aplicada al aire húmedo es:
Qs = 0.24 m x ΔT + 0.45 M x ΔT
Donde:
Qs = Calor sensible agregado o eliminado del aire Cal / h
m = peso de aire en kg /h
M = Peso de vapor de agua en Kg / h
Δ T = Cambio de temperatura
46
2.92 Calor Disipado Total:
El calor Q de una sala puede desdoblarse en dos valores: Q1 constituido
por la suma de calores disipados en el propio interior de la sala y Q2 o
calor que penetra del exterior.
Los focos de calor que constituyen Q1 son los siguientes:
Calor disipado por las máquinas
Calor disipado por el alumbrado
Calor disipado por las personas que trabajan en la planta
Es de primordial importancia evaluar con la mayor exactitud posible el
consumo efectivo de los motores. Si solo se conoce la potencia en placa
de los mismos debe aplicarse un coeficiente reductor para determinar su
potencia real en cada caso particular, coeficiente que puede variar desde
0.6 hasta 1.0, según los distintos tipos de máquinas (manuares, mecheras,
continuas de hilar, retorcedoras, etc) y su velocidad de régimen.
El calor Q2 está constituido por los siguientes conceptos:
Calor que penetra por transmisión a través de muros, techos, ventanas,
etc.
Calor que penetra radiación a través de las superficies acristaladas,
ventanas, etc.
En el primer caso el calor viene dado por el coeficiente de transmisión de
cada una de las superficies a considerar multiplicado por el área de las
mismas y por un factor derivado de la diferencia de temperaturas a prever
entre las dos caras, exterior e interior de las citadas superficies. Este
factor lo facilitan tablas preparadas a tal fin, en las que se tienen en cuenta
las características constructivas de la superficie en cuestión y la
orientación geográfica de la misma.
47
La suma de los referidos conceptos que engloban Q1 y Q2, expresados
todos ellos en Kcal/ h, permiten finalmente el valor global de Q, o calor
total a absorber.
El valor ΔT, corresponde al incremento que sufre el aire en su temperatura
de termómetro seco, desde la entrada a la sala a climatizar hasta la salida
de la misma, tras absorber en su recorrido el calor disipado en ellas.
2.10. Humedad y propiedades físicas de las fibras textiles:
Con la excepción de las fibras completamente sintéticas, los materiales
usados en la industria textil son higroscópicos, es decir son esencialmente
sensibles a las variaciones de la humedad del aire.
El pelo del animal es aún utilizado para medir la humedad del aire. Se
dilata con el aumento de la humedad del aire y se contrae cuando la
humedad decrece. La medida de la humedad del aire con el higrómetro
de pelo está basada en este simple proceso.
Así el contenido de la humedad de las fibras e hilos depende grandemente
de la humedad relativa del ambiente, así que hay una relación muy
estrecha entre los dos valores, es decir si el aire es demasiado seco, este
quita la humedad del material y lo seca.
Algunos hilos tales como la lana, seda, rayón viscosa y acetato de
celulosa se vuelven más débiles a medida que la humedad relativa
aumenta.
Otros, como algodón, lino, yute y cáñamo se vuelven más fuertes con el
aumento de la humedad relativa.
En rayones, la cohesión lateral de moléculas es ampliamente responsable
de su resistencia. Cuando la humedad penetra en las fibras, la cohesión
se debilita.
48
Con las fibras de celulosa natural sin embargo, su resistencia es
ampliamente dependiente de las regiones amorfas. Cuando el agua
penetra es estas regiones, actúa como un lubricante y relaja las tensiones
internas en las cadenas moleculares adheridas a las regiones cristalinas,
la cual causa una distribución uniforme de la tensión.
Gráfico N° 5: Vapor de agua Vs Temperatura
La cantidad de hinchamiento de las fibras está relacionado con la H.R,
siendo este hinchamiento de mayor importancia en el acabado de las telas
que en la preparación o en la tejeduría.
En oposición al algodón, las fibras de lana tienen mayor resistencia en un
estado relativamente seco, aunque bajo estas condiciones pierden
49
flexibilidad y a través de la fricción seca adquieren cargas electrostáticas
pesadas, volviéndose difícil su manejo.
La Humedad Relativa no solo juega un papel importante en relación con
la flexibilidad y elasticidad de los hilos y fibras, sino que también tiene
una gran relación con la formación de las cargas estáticas del material a
ser procesados.
El fenómeno de la carga electrostática en los textiles se convirtió
realmente notorio en la introducción de las fibras totalmente sintéticas.
Estas fibras tales como las poliamidas, poliésteres y poliacrilonitrilos,
son para ser contadas entre las sustancias repelentes al agua y en un
sentido físico vienen a formar parte casi de un grupo de aislantes.
Como tales, éstas no conducen electricidad y las cargas estáticas pueden
acumularse en sus superficies. Por supuesto, este fenómeno también
ocurre en las fibras naturales, tales como el algodón, lino, yute, lana y
seda, cuando el contenido de humedad efectiva de la fibra es pequeño.
Tales cargas siempre aparecen en un grado muy marcado cuando la H.R
es muy baja.
2.11 Cargas estáticas:
Una carga estática es el resultado de la acumulación de un signo (+ o -)
en un cuerpo. Mientras está en un estado descargado, el número de cargas
positivas y negativas es igual, así que se cancelan unas contra otras; en
un cuerpo cargado hay una preponderancia de una u otra.
Las fibras cargadas con la misma carga estática repelan unas contra otras
y su proceso dentro de los hilos y telas se dificulta.
Las cargas estáticas son particularmente numerosas en la industria textil
ya que ocurre alguna fricción en la mayoría de los procesos. El problema
encontrado en hilandería durante el cardado y más tarde en el proceso de
50
urdido y tejido, donde los hilos se friccionan contra el ojo de la malla y
el peine.
Por largo tiempo, hay varios métodos para combatir la estática como
aditivos para durante la extrusión, barras antiestáticas durante el urdido
y atomizadores y gomas aditivas para aumentar la producción.
El método para prevenir la carga estática más simple y más barato es y
sigue siendo la adecuada humidificación del aire, generalmente cerca del
65 – 70% de H.R se dispersa. En nylon y rayón de acetato por ejemplo,
la carga estática permanece por una hora a 40% de H.R, mientras que a
70%la H.R, se dispersa en un tiempo muy corto.
Esto muestra que el requerimiento básico para la producción
racionalizada es el mantenimiento constante de una H.R óptima.
2.12 Ruidos:
Los sistemas de acondicionamiento de aire generan ruidos, que en
algunos casos pueden ser molestos. Por lo tanto, es responsabilidad del
diseñador y el contratista el tener un control adecuado del ruido cuando
sea necesario.
La magnitud del sonido se mide en decibel (dB). La potencia del ruido
es el nivel generado por una fuente de ruido. Sin embargo, al hombre le
interesa el ruido que se genera y el que se recibe. A esto se le llama
presión del ruido, o del sonido.
Además de la magnitud, el sonido también tiene frecuencia. La mayor
parte del ruido que se genera tiene una variedad de frecuencias. El rango
audible va desde unos 20 hasta unos 20000 Hz (Ciclos por segundo). Nos
interesa en especial la frecuencia, porque el oído humano tiene menos
sensibilidad a las altas frecuencias (tonos bajos) que a los sonidos más
agudos. Esto es, un sonido más agudo con el mismo nivel de dB que uno
grave nos parece más intenso.
51
2.12.1 Control de ruidos:
Las fuentes principales de generación de ruidos en un sistema de
acondicionamiento de aire son el ventilador y el sonido generado
por el aire en la ductería. Con frecuencia los niveles de ruidos que
resultan son satisfactorios y no necesitan de tratamiento especial.
En cualquier caso, el diseño e instalación del sistema se deben de
llevar a cabo tratando de reducir al mínimo los problemas de
ruido. Las siguientes son algunas recomendaciones generales:
Seleccionar ventiladores cerca de su punto de operación más
eficiente. De otro modo algo de energía desperdiciada se
convierte en ruido.
Aislar los ventiladores de sus soportes, empleando
amortiguadores, y de la ductería mediante conexiones
flexibles.
Usar las velocidades en ductos que se recomiendan para evitar
ruidos.
Evitar cambios bruscos de dirección en los ductos. Usar codos
de radio largo o álabes de cambio de dirección.
Evitar obstrucciones en la ductería. Instalar compuertas sólo
cuando sea necesario.
Balancear el sistema para que sea mínimo el control mediante
compuertas.
Seleccionar las salidas de aire y los niveles sonoros tal como
recomiendan los fabricantes.
Se debe tener en cuenta que la ductería, ramales y codos
proporcionan cierta atenuación sonora natural, que varía con
frecuencia del sonido.
52
2.13 Bisinosis:
Se ha demostrado que la inhalación del polvo generado en los procesos
de conversión de la fibra de algodón en hilos y tejidos es la causa de una
enfermedad del pulmón denominada bisinosis que afecta a los
trabajadores del sector textil. Normalmente hacen falta entre 15 y 20 años
de exposición a niveles elevados de polvo (más de 0,5 a 1,0 mg/m3) para
que el trabajador presente los síntomas. Las normas de la OSHA y la
Conferencia Americana de Higienistas Industriales del Gobierno
(American Conference of Governmental Industrial Hygienists, ACGIH)
establecen que el límite de exposición al polvo de algodón en la
fabricación de hilo debe ser de 0,2 mg/m3 de polvo respirable medido con
un decantador vertical.
El polvo, una masa de partículas suspendidas en el aire que se libera a la
atmósfera durante la manipulación y transformación del algodón, es una
mezcla compleja y heterogénea de restos botánicos, tierra y material
microbiológico (bacterias y hongos) de composición y actividad
biológica variables.
Gráfico N° 6: Diferencia entre Polvo y Basura
53
No se conoce el agente etiológico ni la patogénesis de la bisinosis. Se
cree que los restos de la fábrica de algodón mezclados con fibras y
endotoxinas de las bacterias “gram negativas” presentes en estos
materiales podrían ser la causa de la enfermedad o contener su agente
etiológico. Lo que sí está claro es que la fibra de algodón en sí, que es
principalmente de celulosa, no es la causa, ya que la celulosa es un polvo
inerte que no provoca trastornos respiratorios. Un control técnico
adecuado de las zonas de procesado textil del algodón, junto con unos
métodos de trabajo correctos, el control médico y el uso de EPP (Equipos
de Protección Personal) pueden eliminar en gran parte la bisinosis.
Tabla N° 4: Grados y síntomas de la Bisinosis.
Grado
0
Normal: no hay síntomas de opresión en el pecho ni tos
Grado
1/2
Opresión ocasional en el pecho o tos o ambas cosas el primer
día de la semana laboral.
Grado
1
Opresión en el pecho todos los primeros días de la semana
laboral.
Grado
2
Opresión en el pecho todos los primeros días de la semana
laboral y algún otro día.
Grado
3
Síntomas del nivel 2 con manifestaciones de incapacidad
permanente por reducción de la capacidad ventilatoria
54
2.14 Confort humano:
Uno de los objetivos de los sistemas de acondicionamiento del aire es
proporcionar un ambiente interior confortable, el diseñador y el operador
del sistema deben comprender los factores que afectan la comodidad.
Pérdida de calor corporal: El cuerpo humano genera calor al
metabolizar (oxidar) sus alimentos. Este calor corporal pasa
continuamente a sus alrededores al medio ambiente más frío. El factor
que determina si uno siente calor o frío es la velocidad de pérdida de calor
corporal. Cuando esta velocidad queda dentro de ciertos límites, se tiene
una sensación confortable. Si la velocidad de pérdida de calor es
demasiada alta, se siente frío. Si es demasiada baja, se siente calor.
Los procesos mediante los cuales el cuerpo desprende su calor hacia el
medio ambiente son por convección, radiación y evaporación:
En la convección, el aire que rodea al cuerpo recibe calor de éste. El aire
caliente se aleja continuamente, ya sea elevándose en forma natural a
través del aire más frio que lo rodea, o bien por el movimiento de la masa
de aire en conjunto. En ambos casos se sustituye por más aire, que a su
vez recibe más calor del cuerpo.
En la radiación, el calor corporal se transmite por el espacio directamente
a los objetos cercanos, por ejemplo las paredes que estén a una
temperatura más baja que el cuerpo; así se explica que puede ser
desagradable sentarse cerca de una ventana en clima frío, aun cuando la
habitación se encuentre caliente. Sin embargo, las fuentes de calor que
están más calientes que el cuerpo humano pueden irradiar su calor hacia
éste, creando una sensación de calor, incluso cuando la temperatura del
aire que lo rodea sea baja.
55
El cuerpo también se enfría por evaporación: el agua de la piel, la
transpiración, que ha absorbido calor corporal, se evapora en el aire,
llevándose el calor con ella.
A la velocidad de pérdida de calor corporal la afectan 5 factores:
1) La temperatura del aire
2) Humedad del aire
3) Movimiento del aire
4) Temperatura de los objetos circundantes
5) Prendas de vestir
El diseñador de sistema de climatización puede controlar el confort
ajustando principalmente 3 de estos factores: la temperatura, la humedad
y el movimiento del aire de la siguiente manera:
a) La temperatura de aire interior se puede elevar para disminuir la
pérdida de calor en invierno, o se puede bajar para aumentar la
pérdida en verano, mediante la convección.
b) La humedad se puede elevar para disminuir la pérdida de calor
corporal en invierno, o se puede bajar para aumentar la pérdida de
calor corporal en verano, mediante la evaporación.
c) El movimiento de aire se puede aumentar para elevar la pérdida de
calor corporal en verano, o se puede reducir para disminuir la pérdida
de calor corporal en invierno, mediante la convección.
Área de confort: Conjuntos de puntos (Temperatura y Humedad) del
diagrama en el cual un individuo vestido con ropa ligera de verano, en
reposo o realizando una actividad sedentaria, con el aire en reposo y sin
recibir radiación solar, se encontrará en condiciones confortables. Estas
condiciones se dan para temperaturas comprendidas entre los 20ºC y
27ºC, y humedades relativas entre el 20-80%.
56
Área de confort con ventilación: Las mismas condiciones que en el área
de confort pero admitiendo utilizar ventilación. La ventilación provoca
una evaporación más rápida del sudor, por lo que se pueden tolerar
temperaturas y humedades mayores. Para una humedad relativa inferior
al 50%, se pueden alcanzar temperaturas de 32,5ºC, y con temperaturas
inferiores a 27ºC se pueden tolerar humedades de hasta casi el 100%.
Gráfico N° 7: Área de confort en la carta Psicrométrica.
57
III. DESARROLLO DEL TEMA:
3.1 Situación de una planta de hilatura de algodón peinado sin
climatización:
3.1.1.Condiciones de calidad y procesabilidad de hilatura sin
climatización:
A continuación se va plantear las condiciones de trabajo, proceso a
proceso, en una planta de hilatura de algodón peinado, que no cuenta
con un sistema de acondicionamiento del aire, es decir, ni de
humedad relativa ni de temperatura.
3.1.1.1 Zona de Apertura, Limpieza, Mezcla y Carda:
En la zona de Apertura los fardos de algodón al estar
estacionados y relajados sin procesar (en la telera
alimentadora o pinzadora), tienden a ganar humedad del
ambiente debido a la condición de higroscopicidad del
algodón no controlado. Dicha variación en la humedad
relativa puede hacer que el tono de la fibra cambie,
pudiendo provocar un defecto de barrado en los conos.
Imagen N° 15: Fardos de algodón estacionados en pinzadora
58
Imagen N° 16: Ambiente no controlado en la
zona de apertura
Al tener un mayor % H.R (aprox. 65%), puede generar
enredos en los batidores de apertura y en el proceso de
cardado, notándose particularmente a la salida del proceso
(calandras, calandrinas, etc).
Los enredos por el exceso de humedad en el proceso de
cardado generan paros en las máquinas, un incremento en
los subproductos, variación en el título, la irregularidad de
masa (Um%), coeficiente de variación de masa (C.Vm%),
etc.
Al no tener un ambiente controlado de temperatura y %
H.R, se genera un clima inadecuado tanto para el personal
como para las maquinarias (parte electrónica).
Estos inconvenientes de procesabilidad son hasta que la
planta se aclimate por el constante trabajo de las máquinas
al disipar calor al ambiente en el proceso (aire tecnológico),
que se confina en la zona de preparación.
59
Imagen N° 16: Aumento en los subproductos y empalmes
por los enredos
3.1.1.2 Manuares:
La cinta no regulada de la carda afecta el siguiente proceso
de estirado en el manuar, generando variación en la
irregularidad de masa (Um%) y coeficiente de variación de
masa (C.Vm%).
Cuando se tiene un ambiente donde la temperatura disminuye
y la humedad relativa aumenta, se debe limpiar la zona del
tren de estiraje y el coiler con un solvente como la benzina
para eliminar el sarro formado por la melaza, el polvillo del
algodón y la humedad del ambiente así como también a los
rodillos de presión se les añade un líquido especial (Tintura
de Yodo al 10%) a manera de generar una capa selladora de
60
poros. Todo esto se hace con el fin de no generar enredos en
el proceso de formación de la cinta de manuar.
Cuando se trabajan mezclas de algodón peinado con una fibra
sintética en la época de verano generalmente donde se
incrementa la temperatura y la humedad relativa disminuye
(ambiente seco) genera cargas estáticas en el proceso
incrementándose los enredos. Dicho ambiente seco genera
molestias en el personal tales como el estrés térmico por calor
e ineficiencia en el proceso.
Los enredos en el tren de estiraje generan también
incrementos en los subproductos y paros en las máquinas más
constantes. Por ende los tachos de últimos pasos
autoregulados tienen más de 3 empalmes de cintas,
generando problemas al siguiente proceso de estiraje en la
mechera.
Imagen N° 18: Aumento en los subproductos y
enredos en el manuar
61
Imagen N° 19: Paros continuos por enredos en el manuar
3.1.1.3 Mecheras o Pabileras:
Las cintas con un alto número de empalmes generan partes
gruesas o delgadas en la formación de la mecha o pabilo, que
nos van a incidir directa o indirectamente en la calidad.
En la época donde la temperatura disminuye y el % de
humedad relativa aumenta (generalmente invierno) y la cinta
haya estado estacionada en la fileta y tarros de cinta, el
algodón por su propiedad de higroscopicidad gana humedad
del ambiente (aumento de peso/longitud).
En estas condiciones de ambiente, se tiene problemas al pasar
dicha cinta por el tren de estiraje por el aumento en el peso,
generando una destensión en el pabilo en su formación a la
bobina o mazo.
Cuando hay una baja humedad en el ambiente aumenta la
cantidad de fibra volátil, así como también los enredos.
62
Imagen N° 20: Mecha no estirada por el tren de estiraje
Imagen N° 21: Cinta alimentadoras de mechera con más
empalmes
63
3.1.1.4 Reunidora y Peinadoras:
El elevado % de humedad relativa es el principal factor de
los enredos en los rodillos de presión, los rodillos
arrastradores de velo y otros.
Los enredos generados en el proceso aumentan el número
de empalmes, por ende imperfecciones en la cinta peinada
como partes delgadas, gruesas y neps.
Este clima ocasiona también en los rollos de la Reunidora
un mal desenrollado en las peinadoras, generando así unos
rollos pilosos, por ende una cinta peinada en malas
condiciones de calidad, con un aumento en la irregularidad
de masa (Um%) y coeficiente de variación de masa
(C.Vm%).
Una cinta peinada con una cantidad elevada de empalmes
ocasiona en el manuar post peinado una cinta con una
elevado irregularidad de masa (Um%) y coeficiente de
variación de masa (C.Vm%).
Al tener un clima donde la temperatura disminuye y la
humedad relativa aumenta (generalmente invierno), se debe
de limpiar la zona del tren de estiraje, los peines rectilineos
y el coiler con un solvente como la benzina para eliminar el
sarro formado por la melaza, el polvillo del algodón y la
humedad del ambiente así como también a los rodillos de
presión se les añade un líquido especial (Tintura de Yodo al
10%) a manera de generar una capa selladora de poros.
Todo esto se hace con el fin de no generar enredos en el
proceso de formación de la cinta peinada.
64
Imagen N° 22: Enredos en los rodillos desprendedores de
velo de la Peinadora
Imagen N° 23: Mal desenvolvimiento del rollo en la peinadora.
65
3.1.1.5 Continuas de Hilar de anillos o Hiladora:
En la sala de continuas al no tener controlado la temperatura
y el % de H.R, en épocas donde la temperatura disminuye
y el % de humedad relativa aumenta (por lo general en
invierno) se genera enredos en las varillas del tren de
estiraje, un aumento en los revientes mil husos hora (> 30
rupturas), perdiendo productividad en el proceso y un
aumento en los subproductos.
Imagen N° 24: Aumento en los revientes de la hiladora.
En estas condiciones el pabilo de algodón por su condición
de higroscopicidad gana humedad, siendo ésta zona
expuesta difícil de estirar por el brazo pendular provocando
lo que se hace llamar como “cordoneo”, el cual puede
provocar una ruptura en el hilo o llegar a ser parte de la
canilla como una parte gruesa corta o larga.
66
Imagen N° 25: Mecha no estirada en el tren de estiraje
(Cordoneo)
En una planta sin climatización un ambiente seco, es decir
a una baja Humedad relativa genera que la fibrilla volátil
que se encuentre en el aire de la sala vaya directamente al
hilo, repercutiendo de manera directa la calidad del hilo.
Imagen N° 26: Fibrilla del ambiente adherida al tren de estiraje
67
Imagen N° 27: Enredos en el tren de estiraje de las
continuas de hilar
La fibrilla volátil del ambiente no solo ensucia la
maquinaria y los suelos sino que también al caer sobre los
fluorescentes aumenta el riesgo de incendio en la sala de
hilatura.
Imagen N° 28: Fibrilla volátil ensucia la maquinaria y
suelos
68
Imagen N° 29: Fibrilla volátil sobre los fluorescentes (riesgo
de incendio)
Otro factor a considerar al no tener un ambiente controlado,
es el aumento del cambio rutinario de los cursores, ya sea
por la contaminación de éstos por las fibrillas volátiles del
ambiente o por la oxidación antes del tiempo pre
establecido de cambio. Por ejemplo pasa a ser de 8 a 5 días.
Imagen N° 30: Cursores oxidados y contaminados por fzibrillas
69
3.1.1.6 Conera o Enconadora:
Al tener canillas contaminadas por las fibrillas volátiles,
generan excesivos cortes en la Conera, disminuyendo la
calidad por el aumento de empalmes e incremento del
porcentaje de merma.
Un ambiente no controlado en épocas de verano donde la
temperatura se incrementa, se tiene un grave problema con
las parafinas porque tienden a deformarse, teniendo como
resultado una variación entre huso y huso del contenido de
parafina por kilogramo de hilo (g de parafina/ Kg de hilo),
generando un mayor consumo de lo usual.
Dicho exceso (> 1.5 g parafina/ Kg hilo), genera problemas
en las agujas en el tejido de punto.
Imagen N° 31: Aumento en el número de empalmes
70
Imagen N° 32: Cortes en la conera por contaminación
3.1.2 Estudio de las condiciones climáticas por proceso de una planta
de hilatura sin climatización:
A continuación se presenta un estudio climático de temperatura y
Humedad relativa en distintas horas de un día en invierno y uno en
verano por proceso de hilatura de una planta de Algodón Peinado sin
climatización:
3.1.2.1 Condiciones climáticas en la zona de apertura, limpieza
y mezcla:
A continuación se presenta un cuadro en el cual muestra los
siguientes resultados:
71
Tabla N° 5: Condiciones Climáticas de la zona de Apertura
3.1.2.2 Condiciones climáticas en la zona de Cardado:
A continuación se presenta un cuadro en el cual muestra los
siguientes resultados:
Tabla N° 6: Condiciones Climáticas de la zona de Cardas.
3.1.2.3 Condiciones climáticas en la zona de Manuares:
A continuación se presenta un cuadro en el cual muestra los
siguientes resultados:
Hora T° (°C) T° (°C) H.R% Preparación Fardos
07:35a.m. 20.1 °C 16.5 °C 66%
Día en 07:38 a.m. 19.9 °C 16.1 °C 69%
Invierno 07:40 a.m. 20.3 °C 16.4 °C 69%
07:42 a.m. 20.1 °C 16.5 °C 66%
07:44 a.m. 20.1 °C 16.3 °C 66%
07:49a.m. 20.1 °C 16.5 °C 67%
13:00 p.m. 32.9 °C 31.8 °C 50%
Día en 21:30 p.m 28.2 °C 28.8 °C 61%
Verano 00:30 a.m 29.5 °C 30.1 °C 62%
03:30 a.m 27.9 °C 27.9 °C 60%
06:30 a.m 28.8 °C 28.8 °C 58%
Hora T° (°C) H.R%
08:14 a.m. 21.5 °C 62%
Día en 08:18 a.m. 21.7 °C 63%
Invierno 08:32 a.m. 22.3 °C 58%
08:34 a.m. 22.3 °C 57%
08:50 a.m. 23.1 °C 57%
13:00 p.m 33.0 °C 47%
Día en 21:30 p.m 28.1 °C 61%
Verano 00:30 a.m 29.5 °C 57%
03:30 a.m 27.9 °C 59%
06:30 a.m 28.5 °C 58%
72
Tabla N° 7: Condiciones Climáticas de la zona de
Manuares
3.1.2.4 Condiciones climáticas en la zona de Peinadoras:
A continuación se presenta un cuadro en el cual muestra los
siguientes resultados:
Tabla N° 8: Condiciones Climáticas de la zona de
Peinadoras.
Hora T° (°C) H.R%
09:00 a.m. 23.9 °C 55%
Día en 09:03 a.m. 23.9 °C 55%
Invierno 09:06 a.m. 23.7 °C 55%
09:26 a.m. 24.2 °C 54%
09:31 a.m. 24.4 °C 54%
13:00 p.m 33.1 °C 46%
Día en 21:30 p.m 27.9 °C 62%
Verano 00:30 a.m 29.1 °C 59%
03:30 a.m 27.9 °C 59%
06:30 a.m 28.8 °C 59%
Hora T° (°C) H.R%
10:50 a.m. 21.9 °C 63%
Día en 10:52 a.m. 22.0 °C 62%
Invierno 10:55 a.m. 22.1 °C 63%
11:00 a.m. 22.2 °C 63%
11:20 a.m. 22.1 °C 63%
13:00 p.m 33.0 °C 46%
Día en 21:30 p.m 27.5 °C 60%
Verano 00:30 a.m 29.5 °C 59%
03:30 a.m 27.2 °C 59%
06:30 a.m 28.8 °C 59%
73
3.1.2.5 Condiciones climáticas en la zona de Mecheras:
A continuación se presenta un cuadro en el cual muestra los
siguientes resultados:
Tabla N° 9: Condiciones Climáticas de la zona de
Mecheras.
3.1.2.6 Condiciones climáticas en la zona de Continuas:
A continuación se presenta un cuadro en el cual muestra los
siguientes resultados:
Tabla N° 10: Condiciones Climáticas de las continuas
Hora T° (°C) H.R%
09:40 a.m. 25.4 °C 51%
Día en 09:43 a.m. 25.4 °C 51%
Invierno 09:46 a.m. 25.4 °C 51%
10:09 a.m. 25.9 °C 49%
10:19 a.m. 25.9 °C 49%
10:21 a.m. 25.9 °C 48%
13:00 p.m 34.3 °C 46%
Día en 21:30 p.m 26.5 °C 60%
Verano 00:30 a.m 26.1 °C 59%
03:30 a.m 27.2 °C 59%
06:30 a.m 26.9 °C 59%
Hora T° (°C) H.R%
02:38:00 p.m. 26.5 °C 44%
Día en 02:41:00 p.m. 27.9 °C 42%
Invierno 02:42:00 p.m. 27.9 °C 41%
03:10:00 p.m. 30.4 °C 34%
03:13:00 p.m. 30.1 °C 33%
03:18:00 p.m. 30.1 °C 33%
13:00 p.m 36.7 °C 36%
Día en 21:30 p.m 27.9 °C 63%
Verano 00:30 a.m 29.5 °C 60%
03:30 a.m 28.2 °C 60%
06:30 a.m 29.5 °C 59%
74
3.1.2.7 Condiciones climáticas en la zona de Coneras:
A continuación se presenta un cuadro en el cual muestra los
siguientes resultados:
Tabla N° 11: Condiciones Climáticas de las coneras
3.2 Implementación de un sistema de climatización para el mejoramiento
del proceso productivo de una planta de hilatura por anillos de
algodón peinado:
a) Aire acondicionado completo:
Una planta de aire acondicionado completo debe tener dispositivos
para calentar, enfriar, limpiar, humedecer y algunas veces secar el aire.
El control de esta planta es por lo tanto totalmente automático. Tales
instalaciones pueden crear y mantener constante cualquier condición
atmosférica deseada para un proceso racionalizado, cualquiera que sea
la temperatura y humedad en el aire exterior.
Las plantas de aire acondicionado completas se encuentran
principalmente en las fábricas cuya localización geográfica está sujeta
a grandes variaciones en la temperatura o temperaturas generalmente
muy altas.
Hora T° (°C) H.R%
03:31 p.m. 30.5 °C 33%
Día en 03:34 p.m. 30.5 °C 34%
Invierno 03:37 p.m. 30.5 °C 32%
03:39 p.m. 30.5 °C 32%
03:43 p.m. 30.5 °C 33%
02:50 p.m. 30.5 °C 33%
13:00 p.m 36.2 °C 41 %
Día en 21:30 p.m 28.2 °C 63%
Verano 00:30 a.m 29.8 °C 58%
03:30 a.m 28.8 °C 60%
06:30 a.m 30.1 °C 54%
75
En Europa y Estados Unidos, tales instalaciones son principalmente
encontradas en las nuevas fábricas, donde el diseño del edificio ofrece
mejores condiciones a la planta, aunque muchas compañías tienen aire
acondicionado completo en sus edificios antiguos.
Estos son cuidadosamente planeados regulados y pueden llenar los
requisitos extremos con respecto a la constancia de la temperatura y
humedad, aún con cambios en las condiciones exteriores muy
marcados y repentinos.
Tanto el precio de compra como los costos de mantenimiento de una
planta completa de aire acondicionado son relativamente altos y una
empresa debe considerar muy cuidadosamente si tal instalación
realmente se necesita, en lugar de un aire acondicionado parcial.
b) Aire acondicionado parcial:
En términos textiles, el principal tipo de aire acondicionado parcial es
el humidificador.
La humidificación es simplemente la adición de agua al aire. No
obstante, la humedad ejerce una poderosa influencia sobre los factores
ambientales y fisiológicos. Unos niveles inadecuados de humedad
(tanto muy altos como muy bajos) pueden causar incomodidad a las
personas y pueden dañar muchos tipos de equipos y materiales. El tipo
adecuado de equipamiento de humidificación puede ayudar a
conseguir un control de la humedad eficaz, económico y sin
problemas.
El aire seco puede producir un gran número de problemas, todos ellos
costosos, molestos e incluso peligrosos, especialmente si procesa o
maneja materiales higroscópicos como madera, papel, fibras textiles,
piel o productos químicos. El aire seco o la humedad fluctuante
pueden ser causa de problemas graves de producción o de deterioro
de los materiales.
76
En condiciones atmosféricas secas, la electricidad estática puede
interferir en el funcionamiento adecuado de la maquinaria de
producción, de los equipos informáticos y de otros dispositivos de la
oficina. Donde se manipulan materiales con tendencia a acumular
estática, como papel, películas, discos informáticos y otros plásticos,
el aire seco agrava el problema de la estática. En entornos donde
pueden producirse explosiones, el aire seco y la electricidad estática
resultante pueden ser extremadamente peligrosos.
3.2.1 Condiciones de una planta de hilatura Climatizada:
Los valores óptimos de humedad para las diferentes fases de
fabricación dependen de la calidad y procedencia de la materia prima,
del producto a producir y de las exigencias especificas en cada etapa
de elaboración. Teniendo en cuenta que faltan los conocimientos
científicos sobre las relaciones entre estos factores, los valores
óptimos de funcionamiento deben determinarse empíricamente y de
manera individual para cada caso.
Los valores de orientación para el clima óptimo del ambiente pueden
tomarse de las siguientes tablas, los cuales pueden ser:
77
Tabla N° 12: Humedad Rel. para los procesos
de fibras e hilos a 20°C
Proceso Algodón
Limpieza 45-50%
Cardado 50-55%
Peinado 50-55%
Estiraje 50-55%
Mechera 55-60%
Hiladora de anillos 45-60%
Conera 65-70%
Retorcido 65-70%
Urdido 65-70%
Tejido 75-85 %
Fuente: Manual de SKF
El número de cambios totales del aire de la instalación de
climatización debe estar en el campo de 30 a 35 cambios por hora.
Los valores de la temperatura media en la zona de hilatura debe
estar dentro de ± 1.5 °C.
Valores Climáticos para 100% Algodón
En el caso del algodón el mejor comportamiento de estiraje en las
continuas es en un clima seco a caliente. Con temperaturas debajo
de 28°C se encuentra a menudo problemas de estiraje.
Temperatura del aire 28-32 ° C
Humedad Relativa del aire 36-45 % H.R
Humedad Absoluta del aire 9-12 g/ Kg de aire seco
78
La Humedad relativa determina en gran parte el comportamiento
de enrollamientos en los cilindros superiores. A una humedad
relativa de un 45-60 % el algodón tiene la menor tendencia de
enrollarse.
En caso de incumplimiento de los valores climáticos recomendados
puede ocurrir que fibras o grupos de fibras sueltas (borrilla), se
adhieran al cilindro superior de salida.
Para el caso de un Algodón pegajoso se necesita un clima caliente
y seco.
Una alta humedad relativa del aire tiene como resultado una
resistencia del hilado ligeramente mejor.
Se debe distinguir entre pelusas y destrozos de fibras en el aire que
ocurren después de una rotura de hilo. Estos últimos son
responsables por fallas en el hilado y roturas de hilados en serie.
En un clima seco aumenta el riesgo de tener más pelusas.
3.2.2 Descripción de los equipos de climatización y extracción de
subproductos:
Las borras y los polvos son el subproducto normal que resulta de las
primeras etapas de la elaboración del algodón pueden dar lugar a la
contaminación del ambiente del trabajo.
El transporte neumático de los subproductos contribuye a evitar que
el polvo se disperse en la fábrica.
De todas formas es indispensable prever un sistema eficaz de recogida
y de aspiración para extraer fibras, residuos y polvos de la parte
interior de las máquinas y de las salidas de aire tecnológico.
Hoy en día, la eliminación de los residuos producidos durante los
procesos de apertura, limpieza, mezcla y cardado se puede concebir
solo mediante sistemas válidos de aspiración, transporte y recogida
79
mecanizados, fiables y seguros, aptos para evitar cualquier
intervención manual desagradable.
Compactadoras:
El objeto de la compactadora de fibras es el de compactar las
hilachas y las fibras recogidas por el sistema de pre filtración y de
descargarlo en el saco o en el contenedor colocado al final de la
válvula laminar de descarga.
Imagen N° 33: Compactadora
Briquetadora:
Equipo para el prensado de polvo y residuos textiles, los cuales
representan desde siempre un problema serio para la industria
textil. Si bien con el progreso tecnológico su recogida y separación
se ha hecho cada vez más eficiente y segura, quedaban por resolver
las dificultades relacionadas con su almacenamiento y posterior
eliminación.
El sistema de briquetado, constituye una solución segura y
económica del problema.
80
La instalación, puede recoger y prensar todo el polvo y residuos
inservibles presentes en una fábrica textil, lo que permite eliminar
por completo la operación manual de vaciado de los contenedores
de cada central.
Imagen N° 34: Briquetadora
Pre separador ciclónico:
Sirve para la separación de fibras y borras textiles. Se utiliza para
la limpieza del aire caracterizada por una elevada concentración de
polvo y fibras.
Sus propiedades filtrantes, la gran capacidad de separación lo
hacen particularmente versátil y utilizable como pre-separador del
aire de extracción desde salas de apertura, limpieza y mezcla, de
cardado y de peinado (áreas o salas particularmente ricas en fibras).
81
Imagen N° 35: Pre Separador ciclónico
Tambor Filtrante:
Está especificadamente diseñado para la filtración del aire en la
climatización y recuperación de polvo en la industria textil.
Este sistema filtrante puede estar equipado con:
Boquillas de aspiración móviles.
Boquillas de aspiración fijas.
Material filtrante de red de nylon, de pelo sintético o de espuma
de poliuretano, etc.
El caudal de aire tratado depende del uso específico del filtro, de la
cantidad del polvo en suspensión en el aire y del tipo de material
filtrante.
82
Imagen N°36: Tambor giratorio filtrante
En las plantas de climatización de plantas de hilatura los filtros de
tambor constituyen usualmente la última etapa de un proceso
múltiple de separaciones de fibras, borrilla y polvo textil generadas
por las máquinas y captadas en cada una de éstas en sus respectivos
pre separadores (separando lo reprocesable de lo no reprocesable).
Una vez sometido a dichos procesos previos de separación de
materia suspensión, el aire de extracción contenido ya sólo polvo
fino cruza los referidos filtros de tambor para su desempolvado
final.
Los sistemas mixtos de separación de subproductos y filtraje de
polvo fino aseguran un eficaz desempolvado del aire ambiente de
la sala, siempre que los caudales de aire impulsado y extraído
alcancen un número suficiente de renovaciones por hora del
volumen del local.
Usualmente el número de renovaciones es de 10 a 20 vol/h en los
procesos de Apertura, limpieza y mezcla, cardado y preparación,
así como en tejeduría de fibras sintéticas o artificiales, en tanto los
procesos de Hilatura, torcido, Bobinado y tisaje de algodón, solo o
83
en mezclas, requieren índices próximos y a veces netamente
superiores a 25 vol/h.
Los ventiladores:
Los ventiladores deben de tener siempre dimensiones para
garantizar la máxima eficiencia y el mínimo consumo posible.
Pueden ser de dos tipos, según el empleo: axiales con rotor de
aluminio y variación del ángulo de incidencia de las palas o
centrífugos con rotor cerrado o abierto.
Considerando que los sistemas de climatización textil se
caracterizan por la circulación de grandes caudales de aire a baja y
mediana presión, los ventiladores axiales se revelan como los más
idóneos, dado su alto grado de eficiencia que puede alcanzar hasta
el 80% en las condiciones más favorables de selección de los
mismos, su costo moderado y reducido espacio. Dichos
ventiladores se accionan por motores eléctricos directamente
acoplados a los mismos o mediante transmisión por poleas y
correas trapezoidales, para una velocidad de giro comprendida
entre 750 y 1500 R.P.M, de acuerdo con el caudal de aire a mover,
presión requerida, diámetro de la hélice, número de álabes y nivel
sonoro máximo aceptado en cada caso específico (se pueden
equipar con dispositivos atenuadores de ruido).
Para los circuitos de aspiración de alto vacío (transporte de borras,
por ejemplo), los ventiladores centrífugos giran de 1500 a 3000
R.P.M y diseñados específicamente para tal función son más
adecuados que los axiales.
84
Lavador de aire:
Para el proceso de saturación del aire el componente esencial es el
lavador, éste está compuesto por una estructura prefabricada con
paneles de acero inoxidable que ensamblados componen un
módulo, el cual contiene todo lo necesario para obtener la
saturación, la estructura comprende también una cuba de recogida
del agua que se vuelve a utilizar en el interior de la instalación de
tratamiento aire.
En el cuerpo superior del módulo se encuentra la puerta de acceso
para la inspección, los enderezadores de aire, las rampas porta-
boquillas para la pulverización del agua y los separadores de gotas.
El sistema de bombeo del agua para la humidificación está situado
en la parte delantera del ingreso del lavador de aire, con todas las
tuberías de conexión y el filtro automático de limpieza, que está
instalado directamente en la tubería y permite la alimentación de la
bomba, asegura la limpieza de las impuridades por el agua enviada
a las boquillas humidificadoras, que podrían ser la causa de
atascamiento de las boquillas, transportando directamente a los
desagües pre ajustados los residuos obtenidos.
El lavador se puede alimentar con agua refrigerada obtenida por
una instalación frigorífica, o bien con agua de pozo puede también
Imagen N° 37 y 38: Ventiladores Axial (izq.) y Centrífugo (der.)
85
tener una función de refrigerador de aire además de la función de
humidificación adiabática y abatimiento del micropolvo.
Imagen N° 39: Lavador de aire
Compuertas
Las compuertas se utilizan para la mezcla de los volúmenes de aire
con el objeto de regular las condiciones termo climáticas de los
aires tratados
86
Imagen N° 40: Compuerta de mezcla de aire.
3.2.3 Sistema de climatización de una planta de algodón peinado:
El sistema de climatización en la planta de hilandería se divide en
dos centrales. Uno para el área de preparación (Apertura limpieza y
mezcla, cardas, manuares, mecheras, Pabileras) y otra central para el
área de hilatura y enconado.
A continuación se va a describir el proceso de tratamiento del aire
en las dos centrales de climatización:
3.2.3.1 Climatización del Área de Preparación:
Se regula en el panel de control las condiciones climáticas
con las que se desee trabajar en la planta, tanto de
temperatura como de Humedad Relativa.
87
Imagen N° 41: Panel de control
Para ingresar a cualquier cuarto de limpieza de aire se debe
regular la presión del interior con el exterior, mediante
válvulas de entrada y salida.
Imagen N° 42: Válvulas de regulación
Se recolecta mediante ductos de aspiración el aire
tecnológico de las máquinas de apertura, limpieza y mezcla,
de cardas y de peinadoras, así como de sus respectivos
subproductos.
88
Imagen N° 43: Ductos de succión de Máquinas de
Apertura, Limpieza y Mezcla
Imagen N° 44: Ductos de succión de las Cardas
89
Imagen N° 45: Ductos de succión de las peinadoras
Los subproductos provenientes de la sala de apertura,
limpieza y mezcla, de la sala de cardas y las de peinadoras
son transportadas, mediante 3 ductos individuales, los
cuales desembocan a la sala de limpieza del aire, en sus
respectivos filtros pre-separadores (Imagen N°46).
Imagen N°46: Ductos de transporte de subproductos
90
Imagen N° 47: Filtros Pre-separadores de subproductos
reprocesables
Luego de separar los subproductos, en los pre-separadores,
el polvillo fino restante aunado con el aire tecnológico,
pasan a un tambor giratorio filtrante el cual atraviesa el
cilindro desde el exterior al interior depositando en los
tabiques de aspiración las impurezas.
Imagen N° 48: tambor giratorio filtrante.
91
El polvillo e impurezas recolectadas por los tabiques de
aspiración son transportados mediante ductos a unos
ensacadores de polvo.
Imagen N° 49: Ensacadora de polvo.
Los subproductos reprocesables son transportados
mediante ductos hacia la compactadora. Luego se recoge el
material y se dispone en la máquina enfardeladora,
presentándolo en forma de fardos.
Imagen N° 50: Transporte del pre-separador a la
compactadora
92
El aire limpio proveniente del tambor rotativo filtrante, son
enviados desde el 1er Piso hacia el 2do Piso, mediante un
ventilador centrífugo.
Imagen N°52: Tambor Imagen N°53: Ventilador
filtrante Centrífugo
Imagen N° 51: Enfardeladora de subproductos.
93
Imagen N°54: Aire limpio en el 2do piso de las
máquinas de preparación.
La recolección de fibrillas volátiles, la borrilla desprendida
en el ambiente y calor emanado de las máquinas de
preparación son absorbidas del suelo mediante rejillas de
aspiración que van hacia un cuarto recolector. Luego se
transporta el aire viciado del primer al segundo piso,
mediante un ventilador.
Imagen N°55: Rejillas recolectoras de aspiración
en el suelo.
94
Imagen N°56: Cuarto de recolección de aire del
suelo en el 1er Piso
Imagen N°57: Cuarto de recolección de aire
viciado del suelo en el 2do Piso
95
Ya en el segundo nivel el aire viciado del suelo, va a ser
pasado a través de un tambor rotativo filtrante, para ser
limpiado.
Imagen N°58: Tambor rotativo filtrante en el 2do Piso
El aire limpio del tambor filtrante, proveniente del suelo es
absorbido por el ventilador axial de toma de aire, hacia el
cuarto de mezclas de aires limpios.
Imagen N°59: Aire limpio de tambor rotativo absorbido
por ventilador axial
96
En el cuarto de mezcla se combinan tanto los aires calientes
limpios provenientes del suelo y de las máquinas con aire
del exterior (A través de compuertas de apertura/cierre de
aire.
Imagen N°60: Cuarto de mezcla de aires limpios del
suelo, máquinas y exterior
El aire ya mezclado pasa a un segundo cuarto, en el cual
hay una compuerta de aire del exterior que lo acondiciona
antes de ingresar al cuarto de lavado.
Imagen N°61: 2do cuarto de mezcla de aires con el exterior
Aire limpio caliente de las
Aire limpio caliente del
Compuerta en el techo de aire del
97
El aire pasa a través del cuarto de lavado, en donde los
dispersores expulsan agua presurizada al aire.
Imagen N°62: Cuarto de mezcla de aire con
dispersores de agua pulverizada
Luego el aire humidificado es absorbido mediante un
ventilador axial de envío de aire, hacia el cuarto de
suministro de aire tratado al área de preparación (2 salidas
de aire).
Imagen N°63: Aire humidificado absorbido por .
. ventilador axial
98
Imagen N°64: Envío de aire tratado al cuarto
. de suministro
Imagen N°65: Cuarto de suministro de aire tratado al
área de preparación.
99
Imagen N°66: Distribución de aire
tratado mediante canales de difusión
100
3.2.3.2 Climatización del Área de Hilatura y Enconado:
Se regula en el panel de control las condiciones climáticas
con las que se desee trabajar en la planta, tanto de
temperatura como de Humedad Relativa.
Imagen N° 67: Panel de control del área de
hilatura y enconado
Para ingresar a cualquier cuarto de limpieza de aire se debe
regular la presión del interior con el exterior, mediante
válvulas de entrada y salida.
Imagen N° 68: Válvulas de regulación de la
zona de hilatura
101
La recolección de fibrillas volátiles, la borrilla desprendida
en el ambiente y calor emanado de las máquinas de hilatura
y enconado son absorbidas del suelo mediante rejillas de
aspiración que van hacia un cuarto recolector.
Imagen N°69: Rejillas de aspiración en el suelo
El aire viciado es enviado de manera subterránea hasta el
cuarto de limpieza, en donde es filtrado el polvillo y la
pelusa en 2 tambores rotativos.
Una vez que el aire caliente está limpio es enviado mediante
un ventilador axial tomador de aire hacia el 1er cuarto de
mezcla con el aire del exterior (compuerta).
Imagen N°70: Tambores rotativos filtrantes
102
Imagen N°71: Ventilador axial tomador de aire
Imagen N°72: Cuarto de mezcla de aire caliente
con el del exterior
El aire ya mezclado pasa a un segundo cuarto, en el cual
hay una compuerta de aire del exterior que lo acondiciona
antes de ingresar al cuarto de lavado.
103
Imagen N°73: 2do cuarto de mezcla de
aires con el exterior.
El aire pasa a través del cuarto de lavado, en donde los
dispersores expulsan agua presurizada al aire.
Imagen N°74: Cuarto de mezcla de aire con
dispersores de agua pulverizada
104
Luego el aire humidificado es absorbido mediante un
ventilador axial de envío de aire, hacia el cuarto de
suministro de aire tratado al de continuas (2 salidas de aire).
Imagen N°75: Aire humidificado absorbido por
ventilador axial
Imagen N°76: Envío de aire tratado al cuarto
de suministro
105
Imagen N°78: Suministro de aire tratado en la
sala de hilatura.
Imagen N°77: Cuarto de suministro de aire
tratado al área de continuas.
106
3.2.4 Proceso de saturación adiabático en la cámara de lavado del
aire:
En la cámara de lavado del aire se realiza un proceso de saturación
adiabática (puesto que no hay transferencia de calor, a pesar que se
consiga variar la temperatura del aire y su humedad relativa), cuando
la temperatura de ésta coincide con la temperatura húmeda inicial y
final del aire que cruza la cámara, lo que se logra recirculando
constantemente dicha agua.
Como resultado y a expensas de la pequeña cantidad de agua que se
evapora, se produce la conversión de una parte del calor sensible que
contiene el aire a su entrada en la cámara, manteniéndose invariable
a lo largo del proceso el calor total de dicho aire. Este se enfría y
humedece, siguiendo una línea isoentálpica, o de calor total
constante.
Este descenso en su temperatura sensible que sufre el aire ofrece un
procedimiento eficaz de absorción de calor desprendido en la sala,
logrando con ello la refrigeración de la misma, al mismo tiempo que
el mantenimiento del grado higrométrico deseado en ella.
En el siguiente diagrama de carta psicrométrica se muestra el trazado
característico de un proceso de saturación adiabático, con aire
exterior renovado por completo. Como se observa, dicho trazado
puede desdoblarse en dos fases, representadas respectivamente por
la recta 1-2 la cual ilustra el proceso de humidificación que sufre el
aire a su paso por la cámara de saturación adiabática y la recta 2-3
correspondiente a la trayectoria que sigue a continuación este mismo
aire, al ser impulsado a la sala objeto de climatización y cruzar la
misma hasta su punto de evacuación.
En la primera fase permanecerá constante el calor total o entalpía de
aire en todos los puntos de la recta 1-2 (isoentálpica), reduciéndose
107
su temperatura de termómetro seco a costa de un incremento de la
temperatura de bulbo húmedo, o lo que es lo mismo, de un aumento
de la cantidad de vapor de agua contenido en el aire.
En la segunda fase, por el contrario, lo que permanece constante es
el contenido de humedad absoluta del aire (gramos de vapor/ Kg de
aire). Ha medida que cruza la sala, dicho aire absorbe el calor
disipado en ésta, por lo que aumenta la temperatura sensible y el
calor total del mismo, al tiempo que se reduce su humedad relativa.
Las condiciones de temperatura y humedad relativa que ofrezca el
aire al ser evacuado de la planta, es el punto 3, serán las que
mantendrán en ésta.
Solo la impulsión total constante de aire exterior, previamente
humidificado permite mantener la sala a la temperatura más baja
posible, compatible con las leyes físicas que rigen el proceso de
saturación adiabático. Se muestra en la gráfica que el calor total o
entalpía del aire exterior es inferior al que presenta finalmente el aire
ambiente de una sala climatizada por saturación adiabática.
108
Grafica N°8: Proceso de Humidificación.
109
La absorción del calor disipado en la planta al mismo ritmo con que
se produce y su total expulsión al exterior, evitará que este calor vaya
acumulándose en el ambiente de la misma, provocando un ascenso
paulatino de la temperatura ambiente, tanto más pronunciado la
temperatura, cuanto mayor sea la desproporción entre la cantidad de
calor producida y el caudal de aire exterior humidificado que se
utilice para arrastrar consigo este calor al exterior.
Se debe tener en cuenta que para cada condición que se presente en
la planta (carga calorífica a disipar, humedad relativa a mantener,
etc.), existe un caudal de aire exterior óptimo, no sólo por la
temperatura resultante, sino a efectos económicos. Un caudal
inferior al requerido producirá el referido aumento progresivo de
temperatura en la sala. Un caudal excesivo, por el contrario, afecta
sólo en escasa medida a mejorar la temperatura ambiente.
3.2.5 Distribución del aire impulsado:
Como norma general, la circulación del aire impulsado por un equipo
climatizador a una planta de proceso textil se dispone en sentido
vertical descendente.
Esta circulación del aire asegura la correcta mezcla del aire
impulsado con el del ambiente de la planta, en los niveles superiores
de ésta. Facilitando con esto el control de las condiciones climáticas
preestablecidas en el plano donde tal control se requiere
efectivamente (en los trenes de estiraje de las continuas, por
ejemplo).
Por otro lado, de este modo, el polvo generado en la mayor parte de
procesos textiles es arrastrado por el flujo de aire en el sentido de
techo a suelo, evitando con ello inconvenientes al personal
motivados por las fibras y demás impurezas en suspensión en el
ambiente y asegurando óptimas condiciones de limpieza en éste.
110
En aquellos procesos textiles, cuyas máquinas tienen una alta
disipación calorífica y mínimo desprendimiento de polvo, pueden
considerarse otros criterios en lo que a la circulación del aire se
refiere, como por ejemplo salas de texturizado. En estos casos, el aire
se impulsa a medio o bajo nivel de la sala y la extracción se realiza
a nivel del techo y preferentemente sobre los cuerpos calientes de
dichas máquinas.
La extracción se lleva a cabo bajo el plano del suelo, mediante
canales subterráneos de albañilería, si la sala se encuentra en planta
baja o a través de conductos metálicos lindantes al techo de la planta
inmediata inferior, cuando la sala se encuentra en un nivel
intermedio del edificio.
Los conductos de impulsión se dimensionan por lo general para una
velocidad inicial de hasta 12-14 m/s en los colectores principales.
Este valor se reduce progresivamente a lo largo de los distintos
ramales de la red de acuerdo con el caudal de aire a circular en cada
uno de ellos, según cálculos basados en los métodos de pérdida de
carga constante o de recuperación estática, métodos ambos descritos
en los manuales técnicos de ventilación y climatización.
Los conductos de extracción se dimensionan usualmente para la
velocidad inicial en el entorno de 8-10 m/s. Las reducciones de
sección en los sucesivos tramos y ramales se calculan según el
método de pérdida de carga constante, en primera aproximación. Las
dimensiones resultantes se incrementan, no obstante en la mayoría
de los casos en función de criterios prácticos que consideran el fácil
acceso al interior del conducto para asegurar la limpieza del mismo,
especialmente cuando se trata de canales subterráneos de albañilería.
En la climatización de las continuas de hilar y demás máquinas de
gran longitud, se recomienda el tendido de los conductos de
111
impulsión y extracción perpendicularmente al eje longitudinal de las
mismas al objeto de optimizar la distribución y circulación del aire
alrededor y a través de ellas.
Imagen N° 79: Distribución correcta del aire
112
3.2.6 Control automático de las Condiciones Climáticas:
El objeto del sistema de regulación es mantener el ambiente en
condiciones termo-higrométricas predefinidas.
Este es de tipo electrónico o bien electroneumático por medio de
actuadores colocados en campo.
El control del sistema está garantizado, según el tipo de instalación,
por un regulador mediante el cual se recogen los datos enviados por
las sondas colocadas en campo, luego el regulador se encarga del
calibrado de los varios componentes de la instalación de manera que
se mantengan los valores de cámara en los previamente establecidos.
Como criterio general, el control de la humedad relativa ambiental se
realiza preferentemente por modulación de agua pulverizada en la
cámara humidificadora, permaneciendo constante el caudal de aire
impulsado a la planta.
El control de la temperatura se establece mediante una secuencia de
operaciones en el sistema de regulación, modulando en primer lugar
las compuertas de mezcla de aire exterior y de retorno de la planta
climatizadora, para seguir con el mando sobre los elementos
calefactores integrados en ésta, cuando la recirculación total de aire
no alcanza por sí sola a mantener la temperatura mínima prefijada.
Imagen N°80: Control automático
113
3.2.7 Características básicas de las salas de proceso textil:
Con el objetivo de obtener el máximo rendimiento y economía en
los sistemas de climatización para plantas textiles, es de suma
importancia dotarlas con determinadas protecciones, tanto si se trata
de edificios ya existentes, como si son de nueva construcción.
Entre dichas medidas correctoras cabe destacar las siguientes:
Barrera de vapor y aislamiento térmico de todos las paredes
exteriores, muros y cubiertas de la nave a climatizar , con el
objetivo de evitar condensaciones de humedad en la cara interna
de dichas paredes en invierno y reducir las pérdidas térmicas por
transmisión en dicha temporada, así como las ganancias térmicas
en verano.
Se debe tener en cuenta que en las superficies acristaladas
exteriores y ventanas, se corre el riesgo de condensaciones de
humedad, por lo que en la práctica actual las plantas textiles se
proyectan totalmente ciegas y en el caso de las plantas existentes
se suprimen sus eventuales superficies acristaladas.
La práctica ha demostrado que carecían de fundamento los
temores que se albergaron en los inicios de construcción de naves
ciegas de que ello diera lugar a sensación de claustrofobia en el
personal a laborar en ellas, siempre que se mantengan en
condiciones satisfactorias de confort ambiental.
El techo o cielorraso de las salas a climatizar requieren extremar
el cuidado por lo que a las citadas protecciones se refiere, dado
que es en dichas superficies donde más serios problemas podrán
derivarse de una defectuosa aplicación del aislamiento térmico y
barrera de vapor los cuales pueden causar: goteo sobre máquinas
o materias en proceso, manchas de humedad en el cielorraso,
oxidación de estructura metálica de cubierta, etc.
114
En general para unos resultados más satisfactorios se prefiere
aplicar las protecciones (barrera de vapor y aislamiento térmico)
en la propia cubierta según las distintas prácticas de “Cubierta
invertida”, con lo que un eventual cielorraso asume sólo
funciones secundarias de absorción acústica y de elemento para
la mejor estética general de la planta, al poder ocultarse sobre el
mismo todas las redes de servicio (conductos de aire, luminarias,
líneas eléctricas y de aire comprimido, etc.).
Con tal disposición de “cubierta invertida”, los conductos de
impulsión de aire tendidos bajo la misma no requieren
aislamiento térmico alguno, en tanto sí deben dotarse de éste en
caso de que el aislamiento térmico y barrera de vapor de techo se
concentren en el cielorraso, supuesto que dichos conductos se
oculten sobre el mismo.
Por otra parte en algunos países se tiende a prescindir del referido
cielorraso, centrando todas las protecciones en la cubierta y
dejando libres, a la vista, todas las referidas redes de conductos y
demás servicios, no sólo por las evidentes ventajas económicas
de tal solución, sino por el grado de seguridad que aporta la
observación directa de eventuales anomalías en dichas redes y por
la facilidad de acceso.
3.2.8 Características químicas del agua utilizar en los sistemas de
Humidificación:
Para la alimentación de la instalación la cualidad del agua tiene una
importancia fundamental para la duración de los componentes de la
caja y para la frecuencia de las intervenciones de manutención.
La introducción de un sistema de filtración del agua tiene el objeto
de evitar el ingreso de impurezas en la bomba y en las boquillas,
además con este sistema se garantiza un recambio mínimo de agua.
115
A continuación se citan los valores aconsejados para el agua de
alimentación capaces de garantizar un intervalo de tiempo de por lo
menos un año de trabajo para la manutención.
En cualquier caso, el agua no tendrá que tener sustancias que puedan
perjudicar la salud del organismo humano.
Para reducir los problemas de incrustación y de corrosión por agua
en los distintos elementos integrantes de los equipos humidificadores
(cámaras de pulverización de agua, discos centrifugadores, toberas,
paneles evaporativos, etc.), se requiere un análisis químico del agua
de aportación, a fin de comprobar no rebase los siguientes valores:
Tabla N° 13: Condiciones del Agua
116
La cantidad de sales presente en una masa de agua tiende a
incrementarse rápidamente, debido a la adición continua de las sales
permanecientes al porcentaje de agua que se evapora en el proceso
de humidificación.
El método más efectivo para asegurar que dicha concentración de
sales se mantenga en valores próximos a los del agua nueva de
aportación es el mantenimiento de una purga o drenaje controlados
de la masa de agua en cuestión.
Dicho control puede realizarse mediante análisis químicos
periódicos, para dosificar la aportación de agua nueva o la purga de
agua recirculada en la cámara, en función del resultado de cada
análisis. (Dicha aportación de agua nueva ha de entenderse como
adicional a la que proporciona la válvula de boya de la cámara para
mantener constante el nivel de agua de la piscina y que cubre, por
consiguiente, sólo el agua evaporada).
El control de la purga de agua puede automatizarse mediante un
conductímetro electrónico, con un sensor inmerso en el agua de la
cámara, el cual actúa sobre una válvula solenoide de admisión de
agua nueva al sistema en función de la conductividad eléctrica del
agua en recirculación, valor estrechamente relacionado con la
concentración de sales del agua controlada.
Altos índices de cloruros y de salinidad total en el agua ocasionan
serios fenómenos de corrosión en los elementos metálicos de las
plantas y unidades humidificadoras, incluso en aquellos
componentes situados a continuación de éstas en el sentido del flujo
del aire y sin aparente contacto directo con el agua, como es el caso
de los conductos “secos” para distribución de aire saturado.
117
Estos problemas de corrosión son difíciles de resolver en la práctica,
debido al alto costo de los equipos desmineralizadores que se
requieren para ello.
Una excesiva dureza del agua, la cual es causa de incrustaciones en
los componentes de las cámaras humidificadoras, puede corregirse,
mediante un proceso controlado de purga y mediante la adición
periódica a la masa de agua recirculada de algunos de los distintos
productos desincrustantes disponibles en el mercado, bien mediante
bomba dosificadora de programación automática o bien de forma
manual.
3.2.9 Pruebas de Control de Calidad:
A continuación se presentan pruebas de control de calidad del Uster
Tester V, los cuales evalúan la regularidad del pabilo y del hilo 60/1
Ne, sin climatización y con climatización.
118
Tabla N° 14: Prueba de regularimetría de Pabilo
sin climatización.
119
Tabla N° 15: Prueba de regularimetría de Pabilos
con climatización.
Imagen N° 81: Diagrama de masa de pabilos
con climatización.
120
Tabla N° 16: Prueba de regularimetría de
canillas de hilo sin climatización
Imagen N° 82: Espectrograma de masa de canillas
de hilo sin climatización.
121
Tabla N° 17: Prueba de regularimetría de canillas
con climatización.
Imagen N°83: Espectrograma de masa de canillas hilo
con climatización.
122
IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:
4.1 Conclusiones:
Se concluye que si el hilo se produce con un sistema de climatización,
aumenta la calidad del producto ya que se obtiene una mejor
regularidad, un menor coeficiente de variación en todos los procesos de
hilatura, por ende un hilo de calidad el cual puede generar un margen
de utilidad que se le puede añadir al precio de venta del hilo.
La maquinaria al trabajar en un ambiente controlado, tanto en
temperatura como en humedad relativa, se desempeñan de manera
óptima y continúa permitiéndosele incrementar la velocidad de las
máquinas sin tener ningún inconveniente en la parte eléctrica ni
electrónica. Esto se ve reflejado directamente con una ganancia en la
producción sin afectar la calidad del hilo.
Debido a que se mejora el proceso se tiene un menor porcentaje de
subproductos, significando un ahorro de materia prima para la empresa
ya que ésta representa de un 50 a un 60% del costo total del hilo. Es
decir un buen aprovechamiento del material repercute de manera directa
en un retorno de la inversión en un lapso de tiempo no muy largo
(aproximadamente menos de 5 años).
La ventaja de tener un sistema climatizado brinda una condición
climática única los 12 meses del año, garantizando un producto de
calidad y de confianza para los clientes.
La climatización permite también un mejor ambiente laboral para los
trabajadores, libres de estrés térmico, mejorando sus respuestas
mentales y físicas, trayendo como consecuencia un mejor rendimiento
en el puesto de trabajo, disminuyendo el nivel de accidentabilidad, de
ausentismo, enfermedad, etc.
Se debe tener en cuenta que en el proceso de hilatura las continuas de
anillos son los de más alto coste (aproximadamente el 60%), por ende
un mejor desempeño en dichas máquinas implementando el sistema de
123
climatización es de suma importancia para mejorar la eficiencia de la
empresa.
Es de vital importancia para la maquinaria el tener un ambiente
climatizado por diversos factores como son:
Evitar la oxidación por una alta humedad.
Menor lubricación.
Menos gastos en cambios de rodajes.
Conservación de la maquinaria tanto mecánica, eléctrica como
electrónicamente.
En el área de hilatura en las continuas de anillos, disminuyen el número
de roturas, llevando como consecuencia un mejor devanado al tener
menos empalmes en las coneras, mejorando la productividad del
proceso.
En el proceso de engomado, urdido y tejido también se deja notar el
beneficio de tener un hilo de calidad, disminuyendo el número de
rupturas ocasionadas por el hilo.
Es importante tener en cuenta que el éxito del aire acondicionado
está primeramente en conseguir la Humedad Relativa óptima y
mantenerla constante, la temperatura si no es ampliamente variable
es de segunda importancia.
Se llega a la conclusión con las pruebas de control de calidad que
hay una mejoría en la calidad en :
Tabla N° 18: Comparación de valores de regularimetría en
los pabilos Ne 1.0
Condición
Climática en
Pabilos
Promedio
U%
CVm
%
CVm
1m %
CVm 3m
%
CVm
5m %
Sin Climatización 2.89 3.76 1.67 1.14
Con Climatizacion 2.69 3.42 1.21 1.01
Mejoría en % 6.92 9.04 27.54 11.40
124
Tabla N° 19: Comparación de valores de regularimetría
de los hilos Ne 60/1
4.2 Recomendaciones:
Al tener en cuenta la importancia del sistema de climatización en el
proceso de hilatura por anillos es que se recomienda garantizar su
funcionamiento y mantenimiento mediante una adecuada y eficiente
gestión de mantenimiento preventivo, para que la temperatura y
porcentaje de humedad relativa en la planta sea siempre constante en
cada proceso de hilatura.
Al comprar un equipo de climatización se debe tener en cuenta:
Bajo consumo de electricidad.
Bajo consumo de agua.
Bajo mantenimiento y deterioro de su estructura.
Se recomienda tener cuidado al escoger los tipos de filtros de manera
incorrecta o bien éstos no se conserven en forma correcta ya que esta
negligencia es grave, porque se trata de un asunto de contaminación de
aire y salud humana. Las partículas de polvo se relacionan con serios
padecimientos respiratorios como enfisema pulmonar (es un estado de
dilatación de los alvéolos pulmonares, sacos alveolares y bronquiolos
respiratorios), asma y bisinosis.
Condición
Promedio
U CVm Indice
Delg
-
40%
Delg
-
50%
Grue
+35%
Grue
+50%
Neps
+200% H Sh
Climática en
Canillas % % /Km /Km /Km /Km /Km
Sin
Climatización 9.28 11.71 0.98 20.6 0 148.8 12.2 42.5 3.3 0.71 Con
Climatización 9.11 11.47 0.96 18.8 0.3 129.7 10.9 36.3 3.22 0.68
Mejoría en % 1.83 2.05 2.04 8.74 - 12.84 10.66 14.59 2.42 4.23
125
En la literatura se habla de una curva de calor sofocante con una
humedad absoluta de 12 g/Kg de humedad absoluta la cual se vuelve
desagradable.
A temperaturas por encima de 26° C, disminuye la atención la
capacidad de concentración y la motivación en el trabajo. Por esto se
recomienda una instalación de climatización.
Se debe tener en cuenta que una H.R muy baja lleva los siguientes
problemas y dificultades en la fabricación:
Incremento en la carga estática sobre el material.
Trabajo deficiente en la producción de material.
Revientes en las fibras.
Títulos de trama más bajos.
Pérdida de peso y calidad en el almacenamiento.
Se recomienda olvidar la antigua costumbre de trabajar en condiciones
atmosféricas o medidas inapropiadas, debido a su vital importancia de
la H.R en la industria textil desde las materias primas hasta el
almacenamiento de los productos terminados. Ya que se ha probado que
la diferencia entre una empresa productiva y no productiva está en el
aire acondicionado.
126
V. BLIOGRAFÍA:
5.1 Fuentes Impresas:
Marsal Amenós Feliú : Gestión de la producción y de la calidad en
la Hilatura de fibras cortas. Asociación de
Investigación de la Industria Textil, 2003.
SENATI : Curso de Actualización en Regularimetría
del Uster Tester IV, 2012.
SENATI : Acondicionamiento y operatividad de
. Máquinas de Hilandería, 2011.
SENA : Importancia de aire acondicionado
en los textiles.
C. Texidó SICLIMA S.A : Climatización para la Industria Textil.
Ing. Jaime Valencia : Información brindada por el Director
Técnico.
Ing. Carmen Nuñez, : Información técnica brindada.
Ing. Segundo Arroyo,
Ing. Carlos Diaz.
127
5.2 Fuentes digitales:
Enciclopedia de Seguridad : http://www.facmed.unam.mx/
y Salud en el Trabajo deptos/salud/censenanza/spivst/
spiv/47.pdf
Proceso de Humidificación : http://www.humidification-for-life.com
Zalio S.R.L Fabricación de : http://www.zalio.com.ar/quienes.htm
Conductos para aire acondicionado
SICLIMA Climatización y : http://www.siclima.com.mx/index.html
Ventilación
Industria de Productos Textiles: http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos
/Documentacion/TextosOnline/
Enciclopedia OIT/tomo3/89.pdf
