INDICE

I. CAPITULO IA.INTRODUCCION A LA TINTORERIAB.TRATAMIENTOS PREVIOS

i. DESENGOMADO O DESENCOLADOii. DESCRUDADOiii. BLANQUEO

C.TEÑIDO DE TEXTILD. MAQUINARIA

II. CAPITULO IIA. TemperaturaB. Clasificación de la medición dela temperaturaC. Sistema y rangoD. Ventajas e inconvenientes de los tipos de

termocuplasE. TermistoresF. Sensores RTD

A. LA TINTORERÍAEl material textil, luego de los procesos de hilandería y/o tejeduría, presenta el color original de las fibras constituyentes (crudo), ocurre entonces que muchas veces este color debe ser cambiado para que los artículos confeccionados se diferencien entre sí. Para el usuario final todo entra por los ojos, es más, muchas veces hace la elección de una prenda sólo debido a su color, para efectos de combinación y moda, por ello es necesario que el material adquiera un color según las preferencias del cliente. En suma, buscamos desde siempre una manera de diferenciar un grupo de otro. Solemos dar a cada color un significado particular que depende de la época y lugar del mundo; en general el color: - Refleja nuestra personalidad: creativa, honorable, carismática,

romántica, sencilla. - Posee simbolismo: el vestido de las novias, las banderas, la ropa

de bebés. - Depende de las condiciones ambientales: ropa clara en el verano y

oscura en invierno.

Viendo esto, desde milenios se ha procurado que los textiles adquieran ciertas características cromáticas. Esto se logró empleando tintes que se encontraban en la naturaleza. Posteriormente con el desarrollo de la química, se produjeron los colorantes sintéticos. Se entiende como tintorería al conjunto de procesos químicos que permiten al sustrato adquirir un color, de acuerdo al requerimiento final.

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En el proceso de la tintorería se presentan cuatro variables principales: 1. SUSTRATO Es el material que se va a teñir, su presentación puede ser como fibras, cintas de hilandería, hilos, tejidos o incluso prendas. Podemos mencionar algunos factores propios que pueden influir en el éxito del teñido por ejemplo:

Fibra: Tipo, estructura química, grado de blancura, madurez (en el caso del algodón), afinidad por el colorante

Hilo: Intensidad de torsión, pilosidad, presencia de impurezas. Tejido :Tipo, factor de cobertura, densidad de hilos o mallas

2. INSUMOS

Son los agentes que efectúan el cambio de color (colorantes y blanqueadores ópticos) o ayudan durante el proceso de tintorería a obtener resultados óptimos (productos químicos, productos auxiliares y enzimas). Cada uno de estos productos cumple una función definida de antemano, muchas veces ésta depende de las condiciones de pH y temperatura de trabajo.

3. MAQUINARIA

Dependiendo del sistema de trabajo, pueden ser por sistema continuo, sistema discontinuo o sistema semi continuo. Aplican los principios de temperatura, tiempo de exposición, relación de baño, pickup, presión, etcétera.

4. FACTOR HUMANO

El más importante, pues es quien decide a los anteriores, comprende a los niveles operativos, medios y directivos.

B. TRATAMIENTOS PREVIOS (PREPARACIÓN)Esta etapa incluye una serie de operaciones que preparan el sustrato para los tratamientos de teñido.

La etapa de preparación al teñido incluye operaciones que se realizan en seco o en húmedo. Y algunos de estos procesos (por ejemplo, blanqueo, mercerizado, gaseado y antipilling) puede considerarse

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operaciones ya sea preliminares o tratamientos de acabado, lo que depende de los procesos siguientes a llevarse a cabo sobre los hilos o telas.

I. DESENGOMADO O DESENCOLADO Este tratamiento se lleva a cabo en tejidos de calada para eliminar la goma de la urdimbre. Se desengoma para:

- Eliminar las impurezas más externas - Lograr una buena humectación y así un mejor descrude, una

mejor tintura y un mejor acabado. - Igualar a la receptividad de la trama (sin encolar) con la

urdimbre (engomada) Mediante la aplicación de enzimas amilasas para hilos de algodón (desencolado enzimático) se lleva a cabo un proceso de degradación biológica del almidón, transformándolo en subproductos solubles que pueden ser eliminados por lavado.Esta reacción hace el uso de amilasas rentable (al aplicar gomas de almidón) en comparación con otros agentes de desencolado, tales como agentes alcalinos y oxidantes (desencolado oxidante), que atacan tanto el almidón y a la celulosa. El proceso de desencolado oxidante se utiliza para eliminar gomas sin almidón que no se disuelven en agua o para eliminar gomas de almidón combinadas con alcohol de polivinilo (este tratamiento se lleva a cabo antes del chamuscado). Este último tratamiento requiere controlar con precisión las condiciones para solubilizar solamente la goma y evitar cualquier degradación de la fibra. El desencolado enzimático puede llevarse a cabo en sistemas discontinuos (jigger), pero los sistemas semicontinuo o continuo son más frecuentes (pad batch, pad roll y pad steam). Si la goma es soluble en agua, puede ser eliminada mediante un lavado con agua caliente. En general, para un correcto desengomado debe controlarse los siguientes parámetros:

pH Temperatura Tiempo Dureza del agua Concentración del electrolito Selección del tensoactivo Rotación del rollo (en los sistemas pad batch y pad roll)

Un desengomado inadecuado puede ocasionar en el tejido: Manchas en el teñido

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Tendencia al efecto moaré Menor hidrofilidad Menor grado de blanco Tacto áspero

II. DESCRUDADO Los sustratos textiles pueden contener innumerables impurezas o suciedades que cuando no son correctamente eliminadas pueden provocar en la tintura manchas, desigualaciones o colores menos vivos. En las fibras de algodón, este tratamiento elimina las grasas y sustancia pécticas, algunas motas y prepara el material para absorber los agentes de tratamiento posteriores.Se realiza habitualmente con agua blanda aditivada con soda cáustica y productos auxiliares tales como humectantes, detergentes, emulsionantes y secuestrantes. El álcali provoca que la fibra se hinche y mejora la acción de los tensoactivos. Este tratamiento puede llevarse a cabo en filamentos, hilos y telas. En lugar del descrude tradicional, es posible llevar a cabo un proceso de descrudado enzimático (biodescrude) para eliminar las materias no celulósicas de las fibras de algodón, y hacerlas más fácilmente humectables y mejorar su absorción para el teñido y acabado. En el descrude de la seda se elimina la sericina (goma de seda) de la fibroína (proteína de seda). La sericina es el elemento gomoso que mantiene unidos los filamentos de fibroína y da una mano dura y apariencia mate. Se lleva a cabo en hilos, hilos teñidos, pieza de tela teñida o preparada para estampar. El tratamiento causa una pérdida de peso que oscila entre 24 y 28%, y otorga a la seda un aspecto brillante y un tacto suave. Se lleva a cabo con soluciones jabonosas o con agentes tampón (buffer) de disolución. También es posible el uso de enzimas (proteasas), que hidrolizan la sericina. Recientemente, un tratamiento con agua a 120º C también ha mostrado buenos resultados, especialmente en hilos. En la lana, el proceso de lavado elimina los aceites y contaminantes acumulados durante las operaciones anteriores y puede llevarse a cabo en cintas, hilos y tejidos con soluciones que contienen carbonato de sodio con jabón o amoníaco, o tensoactivos aniónicos y no iónicos, que llevan a cabo un lavado más suave para evitar cualquier daño a las fibras. El descrudado de las fibras sintéticas elimina los aceites, lubricantes, antiestáticos, polvo y otros contaminantes; se realiza sobre hilos y telas por medio de agentes tensoactivos, detergentes y agentes emulsionantes. En general, el descrude se efectúa mediante sistemas continuos o discontinuos, en las mismas máquinas utilizadas para el teñido. La

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temperatura, tiempo de procesamiento, pH y concentración de reactivos, dependerán de la fibra y de la maquinaria utilizada. Un descrude incompleto origina generalmente teñidos y estampados defectuosos debido a los diferentes niveles de humectación e inconsistente afinidad del material para el colorante. Parámetros a controlar del proceso

Dureza del agua Concentración del álcali Temperatura Tiempo

Efectos del descrude sobre el material Pérdida de peso Pérdida de longitud Alteración de la torsión del hilo Alteración en la densidad lineal del hilo Aumento de la resistencia

Defectos de un mal descrude Manchas orgánicas Manchas minerales Fibras mal descrudadas Modificaciones de la estructura química del sustrato

III. BLANQUEO El blanqueo se aplica para eliminar las impurezas del sustrato y obtener un grado de blanco, para preparar al teñido o estampado de colores claros y para homogenizar las variaciones no deseadas de tono. Los agentes blanqueadores utilizados principalmente para fibras celulósicas son el hipoclorito de sodio (NaClO) y el peróxido de hidrógeno (H2O2). Ambos requieren la adición de hidróxido de sodio (NaOH) en el baño de blanqueo para alcanzar un medio alcalino, favoreciendo la formación del ion blanqueador, que en el primer caso es el ion hipoclorito y en el segundo es el ion perhidroxilo. Cuando se utiliza hipoclorito el pH debe estar comprendido entre 9 y 11 y la temperatura no debe exceder de 30º C. Valores de pH inferiores a 4 dan lugar a la formación de cloro, mientras que los valores de pH que varían entre 4 y 9 dan lugar a la formación de ácido hipocloroso: estas sustancias químicas afectan negativamente la fibra y no realizan la acción de blanqueo. Después del blanqueo con hipoclorito, es necesario llevar a cabo un tratamiento anticloro. El material debe ser tratado con peróxido de hidrógeno para eliminar completamente el cloro y evitar la formación de cloraminas, que, en

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las máquinas de secado, podrían generar HCl, peligroso para la celulosa. Con el peróxido de hidrógeno, en presencia de álcali, las motas pequeñas pueden ser eliminadas y el descrude en autoclaves por lo tanto, puede ser evitado. El rango óptimo para la temperatura oscila entre 80º y 90º C y para el pH entre 10,7 y 10,9. Es necesario el uso de un agente estabilizador, que regula la velocidad de la descomposición química del agua oxigenada, lo que provoca un mayor grado de blancura. El peróxido de hidrógeno a una concentración de 1 – 2 vol. puede ser utilizado también para la seda después del desgomado, con un pH de 8 – 9, a 70 – 80º C durante 1 – 2 horas. Sobre la lana, es posible mejorar la blancura con peróxido de hidrógeno, con un intervalo de 1 a 3 vol., estabilizado con pirofosfato a pH entre 8 y 9, a 45 – 50º C durante un tiempo que puede variar de 30 minutos a 3 – 4 horas. Alternativamente, es posible llevar a cabo un tratamiento con un pH de 3 – 4, con ácido fórmico a temperatura ambiente; en este caso, el HCOOH reacciona con el peróxido, generando ácido perfórmico, que lleva a cabo la acción de blanqueo. Este método daña ligeramente la lana, pero da buenos resultados. Desde el punto de vista ambiental, el peróxido de hidrógeno es más adecuado que el hipoclorito, ya que tiene un menor impacto sobre el medio ambiente y los efluentes pueden ser descontaminados con operaciones simples. Se recomienda añadir agentes secuestrantes en los baños de blanqueo. Otro agente de blanqueo usado es el clorito de sodio (adecuado para fibras sintéticas) que toma ventaja de la acción oxidante del dióxido de cloro generado como resultado de la acidificación de la solución caliente de esta sal. Por desgracia, el dióxido de cloro es una sustancia tóxica y ataca a los aceros inoxidables, por lo tanto, es necesario trabajar en unidades herméticamente cerradas equipadas con un sistema de aspiración con materiales resistentes, como la cerámica. La operación de blanqueo puede llevarse a cabo en hilos, tejidos de calada y géneros de punto, mediante procesos continuos, discontinuos con circulación baño (autoclaves, jiggers, rueda de paletas, jets, overflows) y semicontinuo (pad-batch, pad-roll). Parámetros a controlar del proceso

Concentración del agente oxidante pH Temperatura Tiempo Lavado Neutralizado

Defectos de un mal blanqueo

Blanqueos irregulares 7

Formación de oxicelulosa (en el algodón) Amarillamiento del sustrato blanqueado Posible aparición de agujeros por puntos de óxido.

Control del peróxido residual Mide la cantidad de peróxido que queda en el baño después del proceso de blanqueo. La medición se realiza con tiras reactivas o mediante titulación química. Control del peróxido residual Mide la cantidad de peróxido que queda en el baño después del proceso de blanqueo. La medición se realiza con tiras reactivas o mediante titulación química.

Comprobación de la humectación de un tejido En los tejidos preparados para teñir (o estampar) se evalúa su hidrofilidad (afinidad por el agua), ésta es importante, pues nos da una idea de la capacidad del tejido de absorber rápidamente el baño de tintura. Un tejido con baja hidrofilidad tardará más tiempo en captar el baño de teñido, lo que podría causar problemas de igualación, sobre todo en el teñido por foulardado. El método es simple: consiste en depositar una gota de agua sobre el tejido, dispuesto de manera horizontal, y medir el tiempo que tarda el tejido en absorber la gota. Además se mide el área que cubre la gota ya absorbida. C.

PROCESO DE TEÑIDOEl teñido de telas es un proceso que requiere el uso no solamente de colorantes y químicos, sino también de varios productos especiales conocidos como auxiliares de teñido. Estos materiales incrementan las propiedades de los productos terminados y mejoran la calidad del teñido, la suavidad, la firmeza, la textura, estabilidad dimensional, resistencia a la luz, al lavado, etc.

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El proceso de teñido de telas comienza por preparar la tela para el teñido, y el primer paso es el descrude para sacar los aceites que se usaron para tejer. ¿Para qué se hace esto? Ya que el hilado es difícil de tejerlo en crudo, cuando lo van hilando se le colocan parafinas y aceites para luego poder tejerlo bien y que no haya fallas. Todos esos elementos externos que se le agregan perjudican a la tintura, ya que la mayoría produce alteraciones, y pueden aparecer manchas, por lo que hay que retirarlos al inicio del proceso. Luego se la enjuaga y se prepara el baño de tintura, que consiste en aguas más auxiliares, como detergentes y otros elementos que hacen propicia la tintura. La temperatura también es importante, y se regula dependiendo el tipo de tela que se va a teñir, como también el tiempo y la velocidad de bajada de la temperatura.El siguiente paso es agregar los colorantes específicos dependiendo de las fibras y procesos a realizar, por ejemplo se puede teñir el algodón y no el poliéster, o bien ambas fibras a distintos colores. También se puede hacer reserva del color, es decir teñir a una de las fibras sin manchar la otra. Y luego se vuelve a enjuagar la tela.Ahora pasamos a una de las etapas más importantes en el teñido de telas: el fijado del color, para darle solidez a la tela frente al lavado y que no se destiña, y que encima manche otras prendas que se lavan juntas (característica de una tela de mala calidad), aunque esto también depende de la fibra.Este proceso consiste en un nuevo baño con un agente fijador del color, o por agotamiento, donde las fuerzas de afinidad entre colorante y fibra hace que el colorante pase del baño a la fibra hasta saturarla y quedar fijada en él.La calidad final es un resultante de todos los aspectos del proceso, más la calidad de los colorantes y un buen fijador.Una vez finalizado este proceso, se pasa a darle una terminación o acabado especial a la tela (tema que estuvimos tratando en ediciones anteriores). Los mismos pueden ser teflonado, protección UV, procesos sobre los cuales escribimos en primer lugar, o bien siliconado o suavizante, acerca de los cuáles brindamos un detalle en la última edición). El tipo de acabado a brindar a la tela depende de para qué tipo de prenda se va a utilizar y en qué segmento de precio se va a vender.

Tintoreros y químicos de colorantes saben que existen tres formas o métodos de cómo los colorantes pueden ser retenidos por las fibras, donde las dos primeras formas han sido empleadas desde tiempos inmemorables. Dichos métodos se describen a continuación: I. Adsorción física

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Esta cuenta que con las mismas fuerzas con las cuales se atraen los colorantes a la fibra, inicialmente son suficientemente fuertes para retener las moléculas y resistir los tratamientos posteriores de lavado. II. Adsorción mecánica Esta consiste en la formación de materiales y pigmentos insolubles libres de la solubilidad química con que fueron difundidos en la fibra. III. Reacción en fibra Aquí las moléculas o iones de colorante no pierden todos sus grupos funcionales solubles después de ser difundidos dentro de las fibras, pero en las condiciones correctas reaccionan y se enganchan por enlaces químicos covalentes a las moléculas largas de la fibra formando nuevas derivaciones de color en las fibras. Como se explicó, el proceso de teñido puede llevarse a cabo en diferentes etapas de proceso textil, es decir, en diferentes sustratos: fibras, hilos, telas y prendas. Cuando el proceso de teñido se efectúa durante las primeras etapas de proceso, por ejemplo sobre fibras sueltas (antes de la hilandería) puede lograrse una mejor solidez del color. Este proceso se realiza en canastillas perforadas y aunque puede haber zonas donde el colorante no penetre completamente, en las posteriores operaciones de hilandería estas áreas se mezclan a fondo con las fibras teñidas, asegurando así un color uniforme. La tintura de hilados se prefiere para la fabricación de telas listadas, a cuadros o tejidos Jacquard; este método de teñido otorga buenas solideces, pues el colorante llega hasta el núcleo de hilo. El hilo puede teñirse en forma de madejas, en bobinas (utilizando autoclaves) e incluso, si es urdimbre, se preparan plegadores perforados que son cargados en autoclaves. El teñido en pieza se lleva a cabo en varios tipos de máquinas y el material puede ser presentarse abierto a lo ancho o en forma de cuerda. Un buen teñido estrictamente depende de diferentes parámetros y condiciones que pueden ser evaluados inmediatamente (como la reproducibilidad) o que requieren una evaluación específica de solidez (uso, procesos en seco o en húmedo) realizada sólo por medio de pruebas posteriores en laboratorio. Las máquinas utilizadas se eligen según el material a procesar. Los requisitos fundamentales son los siguientes: - Protección del sustrato - Repetitividad de los resultados - Costo del proceso (dependiendo del tiempo, grado de

automatización de la máquina, relación de baño, costo de los productos utilizados y tratamiento de las aguas residuales).

- Para llevar a cabo un proceso de teñido es necesario:

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- Disolver o dispersar el colorante en un baño de agua (en cocinas manuales, semiautomáticas o automáticas de acuerdo a determinadas reglas).

- Alimentar la solución de colorante en la máquina después de un filtrado adecuado (cocinas automáticas, tanques complementarios, bombas y filtros).

- Transferir el colorante del baño a la fibra (proceso y máquina).

- Distribuir homogéneamente el colorante sobre la fibra (proceso y máquina).

- Dejar que el colorante penetre en la estructura de la fibra y fijarlo (tiempo y temperatura).

- Lavar o enjuagar el sustrato para eliminar el colorante no fijado.Hay dos métodos diferentes para transferir el colorante del baño a la fibra: Tintura por agotamiento (sistemas discontinuos). El colorante se disuelve o dispersa en el baño de teñido. El material se sumerge en el líquido de teñido y se retira solamente cuando el colorante se ha transferido mayoritariamente en el material a teñir, distribuido homogéneamente, penetrado en la fibra y fijado. Al final del proceso, el material se lava o enjuaga para eliminar la tintura colorante no fijado. Foulardado (sistemas continuos o semi continuos-) Este proceso se lleva a cabo utilizando medios mecánicos (humectación por impregnado y exprimido). El baño de teñido se distribuye homogéneamente sobre la tela (es decir, también el colorante se distribuye homogéneamente). En una segunda etapa, el colorante penetra en el tejido y se fija a continuación. Al final del proceso, el material se lava. Algunas operaciones deben llevarse a cabo tanto para el teñido por agotamiento y por foulardado:

- Disolver o dispersar el colorante en agua y filtrar. - Conseguir un contacto homogéneo entre el baño de teñido y la

fibra. - Hacer que el colorante penetre en la fibra. - Fijar el colorante en el núcleo de la fibra. - Lavado final

CURVAS TEMPERATURA-TIEMPOEn general, los procesos por agotamiento deben ser ejecutados rigurosamente conforme las instrucciones del técnico de la tintorería.

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Muchas veces estas instrucciones vienen en forma de gráficos, donde en el eje de las abscisas se indican las unidades de tiempo, y en el de las ordenadas, la temperatura. Una línea continua (o un conjunto de ellas) muestra el proceso (o procesos) que se lleva a cabo.Gracias a estos diagramas podemos observar:

- Un punto inicial del proceso (temperatura de inicio y tiempo 0)- La velocidad de subida (o descenso) de la temperatura en un

tiempo determinado (gradiente de subida o bajada).- El tiempo de permanencia en una temperatura dada.- La adición de productos.- Procesos complementarios.

Ejemplo: A continuación se simula un procedimiento para el teñido de un sustrato textil, y a continuación el gráfico de temperatura-tiempo de las operaciones (curva de teñido de la figura).

Teñido- El sustrato con agua a 40º C- Añadir productos auxiliares, circular el baño durante 10 minutos- Añadir los colorantes, circular por 10 minutos- Subir a 80º C a 1,3º C/min- Mantener por 10 minutos- Añadir 1/3 de la sal

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- Mantener por 10 minutos- Añadir 1/3 de la sal- Mantener por 10 minutos- Añadir 1/3 de la sal- Mantener por 30 minutos- Añadir el álcali- Mantener por 60 minutos- Bajar a 60º C a 2º C/min- Botar baño

Enjuague y neutralizado- Enjuagar en frío por 10 minutos a rebose- Botar baño- Cargar agua- Añadir ácido débil- Circular por 20 minutos- Botar baño- Enjuagar- Botar baño

Jabonado- Cargar agua- Añadir jabón- Llevar a ebullición a 8º C/min- Mantener por 10 minutos- Botar baño- Enjuagar en frío por 10 minutos

D.MAQUINARIA El aspecto más importante a considerar es la uniformidad de la distribución del colorante (o de otros productos químicos) que la máquina debe asegurar en el menor tiempo posible. Generalmente, los sistemas que permiten una distribución homogénea del colorante también permiten una buena remoción de la suciedad, y un contacto parejo de los productos de blanqueo con el material, por lo tanto lo referido acerca del teñido, en la mayoría de los casos también puede aplicarse a la preparación y a los tratamientos de ennoblecimiento que requieren la aplicación de productos químicos.Las máquinas utilizadas para los procesos de preparación y el teñido se pueden clasificar de acuerdo a:El sustrato a procesar

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- Máquinas para la tintura de fibras, cintas e hilos (en madejas, bobinas o plegadores).

- Máquinas para la tintura de tejidos (ya sea de calada o de punto) en cuerda (no se extiende el ancho).

- Máquinas de teñido para tejidos abiertos (la tela se abre a lo ancho y se aplana).

- Máquinas para teñir prendas confeccionadas.El método de procesamientoLa elección del método a aplicarse depende de la cantidad de material que debe trabajarse y el tipo de proceso de acabado.

- Sistemas discontinuos (batch).- Sistemas semicontinuos.- Sistemas continuos.

El principio de funcionamientoEl sistema que se elige depende del tipo de sustrato, así como del tratamiento a realizar.

- Sistemas de circulación de baño.- Sistemas de material en movimiento.- Sistemas donde tanto el material y el baño están movimiento.

Las condiciones de procesoLa elección depende del tipo de material (sustrato) y el proceso a llevarse a cabo.

- Sistemas que pueden trabajar a presión con elevadas temperaturas (autoclaves HT)

- Sistemas abiertos, o sistemas que se realizan en una temperatura máxima de 100º C.

MÁQUINA AUTOCLAVEEstas máquinas se utilizan para el teñido de fibras e hilos en diferentes presentaciones (bobinas, quesos, plegadores, etc.). Se componen esencialmente de:

- Autoclaves verticales u horizontales, de acero inoxidable, donde se colocan los portamateriales intercambiables para el teñido del sustrato en sus diferentes etapas de procesamiento (canastas para fibras, portabobinas, portaquesos, rollos de tela, etc.).

- Bomba de circulación de baño (con sistema inversor de flujo).- Tanque auxiliar, desde donde los colorantes y auxiliares

necesarios se añaden sin detener el ciclo de funcionamiento.- Bomba de presión estática (que puede introducir baño

cualquiera que sea la temperatura de funcionamiento).- Tomamuestras de baño

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- Panel de control para ciclos de teñido parcial o totalmente automatizados.

Todos los fabricantes pueden ahora suministrar estas máquinas equipadas con un microprocesador o un sistema PLC para controlar y configurar todas las funciones de operación (llenado, agotamiento, subida de temperatura, enfriamiento, tiempo de permanencia, dosificación, etc.) de todo el ciclo productivo y, en casos específicos, para ajustar el caudal de la bomba de acuerdo con los parámetros preestablecidos.

Algunas autoclaves están equipadas con un sistema de presurización de aire, que ofrece la posibilidad de reducir la relación de baño y el consumo de energía, cuando la máquina está funcionando con una fracción de su capacidad máxima, el intercambiador de calor y la bomba de circulación están completamente sumergidos en el baño, mientras que el espacio libre está lleno de aire comprimido.Los sistemas equipados con reductores de volumen se utilizan para satisfacer la creciente demanda de máquinas en las que las partidas con diferentes pesos pueden ser trabajadas, manteniendo así la relación de baño nominal.En todas estas autoclaves, el baño de tintura se mantiene circulando por medio de bombas centrífugas o helicoidales: estas bombas deben mantener la solución circulando a través del sustrato, de modo que la superficie de la fibra esté saturada con el colorante. Para ello, el líquido debe superar todas las fuerzas de resistencia generadas por

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las tuberías y por el material (caída de presión) e invertir su dirección de circulación en diferentes momentos para obtener un color uniforme, en casos específicos, la velocidad del impulsor de la bomba se puede ajustar por medio de inversores (convertidores de frecuencia) que ajustan el flujo del baño a través de la masa de fibras.Estas máquinas pueden operar a una presión máxima de funcionamiento de 5-6 bar, y son presurizadas por medio de una bomba o de un colchón de aire comprimido; son adecuadas para el tratamiento de las fibras sintéticas hasta a una temperatura de funcionamiento de 145º C. La relación del baño promedio es de aproximadamente 1:10.En la siguiente figura se muestran varias configuraciones de portamateriales hechas de dos niveles superpuestos, que se pueden separar para facilitar la carga y descarga. De hecho estas máquinas, además de paquetes, quesos, tops, etc., que se pueden cargar en un solo nivel, pueden cargar plegadores con tejido, también permiten dividir la capacidad de carga en dos, aumentando así su flexibilidad.

MÁQUINAS PARA TEÑIDO DE PRENDASEl proceso de tintura en prendas asegura una gran rapidez en la satisfacción de las necesidades del mercado para los procesos de teñido y acabado. Estas máquinas son generalmente de tambor rotativo, similares a las lavadoras industriales de gran tamaño; las prendas se cargan en cestas especiales para las operaciones de acabado.

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CAPITULO II: TEMPERATURA Y SUS SENSORES

TEMPERATURA

Es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio o frío que puede ser medida con un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más «caliente»; es decir, que su temperatura es mayor.En el caso de un sólido, los movimientos en cuestión resultan ser las vibraciones de las partículas en sus sitios dentro del sólido. En el caso de un gas ideal monoatómico se trata de los movimientos traslacionales de sus partículas (para los gases multiatómicos los movimientos rotacional y vibracional deben tomarse en cuenta también).El desarrollo de técnicas para la medición de la temperatura ha pasado por un largo proceso histórico, ya que es necesario darle un valor numérico a una idea intuitiva como es lo frío o lo caliente.Multitud de propiedades fisicoquímicas de los materiales o las sustancias varían en función de la temperatura a la que se encuentren, como por ejemplo su estado (sólido, líquido, gaseoso, plasma), su volumen, la solubilidad, la presión de vapor, su color o la conductividad eléctrica. Así mismo es uno de los factores que influyen en la velocidad a la que tienen lugar las reacciones químicas.La temperatura se mide con termómetros, los cuales pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que dan lugar a unidades de medición de la temperatura. En el Sistema Internacional

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de Unidades, la unidad de temperatura es el kelvin (K), y la escala correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta, que asocia el valor «cero kelvin» (0 K) al «cero absoluto», y se gradúa con un tamaño de grado igual al del grado Celsius. Sin embargo, fuera del ámbito científico el uso de otras escalas de temperatura es común. La escala más extendida es la escala Celsius, llamada «centígrada»; y, en mucha menor medida, y prácticamente sólo en los Estados Unidos, la escala Fahrenheit. También se usa a veces la escala Rankine (°R) que establece su punto de referencia en el mismo punto de la escala Kelvin, el cero absoluto, pero con un tamaño de grado igual al de la Fahrenheit, y es usada únicamente en Estados Unidos, y sólo en algunos campos de la ingeniería.

La temperatura tiene una importancia fundamental en numerosos procesos industriales. Por ello, es imprescindible disponer de una medición precisa. Las temperaturas inexactas pueden tener graves consecuencias, como la reducción de la vida útil del equipo si sufre un sobrecalentamiento de unos grados. Para ayudarle a marcar la diferencia, la gama Danfoss incluye transmisores y sensores de temperatura.

Características:

Alto grado de protección contra la humedad Medición de temperaturas entre – 50 ºC y 800 ºC; Punta de medición fija o intercambiable; Elemento de resistencia Pt 100 / Pt 1000, NTC / PTC y termopares; Disponible con transmisor incorporado; Disponible con homologaciones marinas.

CLASIFICACIÓN En la actualidad hay muchas formas de medir la temperatura con todo tipo de sensores de diversas naturalezas. La ingeniería de control de procesos ha inventado, perfeccionado e innovado a la hora de disponer de sensores que les ayuden a controlar los cambios de temperatura en procesos industriales. La siguiente tabla podría dar una muestra de la gran variedad de dispositivos capaces de medir la temperatura:

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A pesar de que en la anterior tabla no están reflejados todos los tipos de sensores de temperatura existentes, sí podríamos centrarnos en hablar de unos cuántos verdaderamente extendidos en la industria, y en especial, de los que podríamos usar en circuitos electónicos junto con microcontroladores y otros sistemas electrónicos digitales para conseguir unos determinados resultados para los que conjuntamos todos los dispositivos que acabamos de mencionar.Rangos de temperatura correspondientes a los métodos más comunes de medición

SISTEMA RANGO EN ºC

Termocuplas 200 a 2800

Sistemas de dilatación (capilares o bimetálicos )

195 a 760

Termorresistencias 250 a 850

Termistores 195 a 450

Pirómetros de radiación 40 a 4000

Sin duda son los sensores de tipo eléctrico los que más extensión tiene hoy díaen la medición de temperatura. Cada uno de este tipo de sensores tienen unas cualidades especiales que los convierten en más convenientes para un determinado proceso u objetivo.Las termocuplas són el sensor de temperatura más común utilizado industrialmente.Una termocupla se hace con dós alambres de distinto material unidos en un extremo (soldados generálmente). Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño (efecto Seebeck) del orden de los milivolts el cual aumenta con la temperatura.

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Por ejemplo, una termocupla "tipo J" está hecha con un alambre de hierro y otro de constantán (aleación de cobre y nickel) Al colocar la unión de estos metales a 750 °C, debe aparecer en los extremos 42.2 milivolts.Los cables compensados tienen una polaridad de conexión (+) y (-) que al conectarse con la termocupla se debe respetar. Es importantísimo que estos dós cables compensados sean para el tipo de termoculpla que se está usando y además estén conectados con la polariadad correcta ( + ) con ( + ) y ( - ) con ( - ). De otra forma será imposible obtener una medición sin error.

Las termocuplas podrían clasificarse atendiendo a varios criterios como material del que están construidas, su tolerancia o desviación, etc. Durante varios años habidodiferentes organismos de estandarización de nacionalidades diferentes intentandonormalizar la gran variedad de este tipo de sensores e incluso unificar sus criterios de normalización.

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE CADA TIPO DE TERMOCUPLA

Tipo BCapacidad para medir temperaturas levemente más altas, mayor estabilidad y resistencia mecánica, y su aptitud de ser utilizada sin compensación de junta de referencia para fluctuaciones normales de la temperatura ambiente. Resultan adecuadas

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para usocontinuo en atmósferas oxidantes o inertes a temperaturas hasta 1.700º C.También resultan satisfactorias durante cortos períodos de tiempo en vacío.Baja tensión de salida, incapacidad para ser utilizada en atmósferas reductoras (como ser hidrógeno o monóxido de carbono) y cuando se encuentran presentes vapores metálicos (eso es, de plomo o zinc) o no metálicos (arsénico, fósforo o azufre). Nunca se la debe usar con un tubo de protección metálico.

Tipo RPueden ser utilizadas en forma continua en atmósferas oxidantes o inertes hasta 1.400ºC. La ventaja de la termocupla Tipo R sobre la Tipo B es su mayor fem de salida.Nunca se las deben usar en atmósferas reductoras, ni tampoco en aquellas que contienenvapores metálicos o no metálicos u óxidos fácilmente reducidos, a menos que se lasprotejan adecuadamente con tubos protectores no metálicos. Nunca deben ser insertadas directamente dentro de una vaina metálica.

Tipo S

La termocupla Tipo S es la termocupla original platino-rodio. Pueden ser utilizadas en forma continua en atmósferas oxidantes o inertes hasta 1.480º C.Tienen las mismas limitaciones que las termocuplas Tipo R y Tipo B pero son menos estables que la termocupla Tipo B cuando se las utiliza en vacío.

Tipo J

Para uso continuo en atmósferas oxidantes, reductoras e inertes y en vacío hasta 760º C.Por encima de 540º C, el alambre de hierro se oxida rápidamente, requiriéndose entonces alambre de mayor diámetro para extender su vida en servicio. La ventaja fundamental de la termocupla Tipo J es su bajo costo.No se deben usar en atmósferas sulfurosas por encima de 540º C. A causa de la oxidación y fragilidad potencial, no se las recomienda para temperaturas inferiores a 0ºC. No deben someterse a ciclos por encima de 760º C, aún durante cortos períodos de tiempo, si en algún momento posterior llegaran a necesitarse lecturas exactas por debajo de esa temperatura.

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Tipo KPara uso continuo en vacío y en atmósferas oxidantes, reductoras e inertes.Su desventaja reside en él hecho de que su límite máximo de temperatura es de tan sólo370º C para un diámetro de 3,25 mm. Resultan adecuadas para mediciones debajo de 0ºC, pero se recomienda para ese propósito a las termocuplas Tipo E.

Las Termocuplas estándar:

Hay siete tipos de termocuplas que tienen designaciones con letras elaboradas por el Instrument Society of America (ISA). El U.S. National Bureau of Standardg (NBS), por su parte, ha preparado tablas de correlación temperatura fem para estas termocuplas, las que han sido publicadas por el American National Standards Institute (ANSI) y el American Society for Testing and Materials (ASTM).

Durante el año 1986. se ha procedido a uniformar las normas europeas DIN (alemanas), BS (inglesas), NF (francesas) y las antedichas ANSI (norteamericanas) en cuanto a la correlación de temperaturas y fem, así como en lo que hace a las tolerancias de estas fem en las distintas aleaciones.

TipoDenominación

ComposiciónRango de

temperaturas(1)

Diámetroapropiado

(2) (3)y símbolo

B Platino-rodio 30%vs. platino-rodio 6%

PtRh 30% -PtRh 6%

0 ...1.500(1.800)

0,35 y 0,5mm

0...10,094(13,585)

R Platino-rodio 13%vs. platino

PtRh 13% -Pt

0...1.400(1.700)

0,35 y 0,5mm

0.16,035(20,215)

S Platino-rodio 10%vs. platino

PtRh 10% -Pt 0...1300(1.600) 0,35 y 0,5

mm0...13,155(15,576)

J Hierro vs. constatán Fe - CuNi

-200 ... 700(900)

-200 ... 600(800)

3 mm 1mm

-7.89 ... 39,130(51,875)

-7.89 ... 33,096(45,498)

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KNiquel-cromo vs.

níquel (Chromel vs.Alumel )

NiCr - Ni0...1000(1.300)

0 ... 900(1.200)

3 ó 2 mm1,38 mm

0...41,269(52,398)

0...37,325(48,828)

T Cobre vs. constatán Cu - CuNi-200 ... 700

(900)0,5 mm -5,60 ... 14,86

(20,86)

ENiquel-cromo vs.

constatán (Chromelvs. constatán )

NiCr - CuNi-200 ... 600

(800)3 mm

-9,83 ... 53,11(68,78)

-8,83 ... 45,08(61,02)

Composición, rango de temperaturas, diámetros de alambre apropiado y fuerzas electromotrices (fem) correspondientes a distintas termocuplas. Los valores entre paréntesis son los admitidos en intervalos cortos (no permanentes)

(2) Los diámetros de alambres no son indicativos(3) Valores de fem (mV) en función de º C , referencia junta fría 0º C.

Las Termocuplas no estándar:

Hay muchos otros materiales que se utilizan para construir termocuplas además de aquellos que tienen asignada una denominación con letra por la ISA (IEC). Estas otras termocuplas exhiben características especiales que no se encuentran en los tipos estándar, lo cual las hace adecuadas para aplicaciones especiales. las características y la fem de salida pueden variar de un fabricante a otro, razón por la que se debe consultar al fabricante en relación a aplicaciones específicas.Hay una aleación en particular, que debernos considerar por separado. Se trata de la aleación hierro-constantán Fe - CuNi. quizás la más difundida antes de la homologación de las normas ANSI MC 96.1 (IPTS - 68) y DIN 43710, las más importantes a nivel mundial.

TERMISTORES

Mucho más económicos que las RTD son los termistores, aunque no son lineales son mucho más sensibles, compuestos de una mezcla sintetizada de óxidos metálicos, el

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termistor es esencialmente un semiconductor que se comporta como un "resistor térmico". Se pueden encontrar en el mercado con la denominación NTC (Negative Temperature Coeficient ) habiendo casos especiales de coeficiente positivo cuando su resistencia aumenta con la temperatura y se los denomina PTC (Positive Temperature Coeficient).En algunos casos, la resistencia de un termistor a la temperatura ambiente puede disminuir en hasta 6% por cada 1ºC de aumento de temperatura. Esta elevada sensibilidad a variaciones de temperatura hace que el termistor resulte muy adecuado para mediciones precisas de temperatura, utilizándoselo ampliamente para aplicaciones de control y compensación en el rango de 150ºC a 450ºC.Los termistores sirven para la medición o detección de temperatura tanto en gases, como en líquidos o sólidos. A causa de su muy pequeño tamaño, se los encuentra normalmente montados en sondas o alojamientos especiales que pueden ser específicamente diseñados para posicionarlos y protegerlos adecuadamente cualquiera sea el medio donde tengan que trabajar.Se los puede adosar fácilmente o montar con tornillos, ir roscados en superficies o cementados. Los alojamientos pueden ser de acero inoxidable, aluminio, plástico, bronce u otros materiales.

Las configuraciones constructivas del termistor de uso más común son los glóbulos, las sondas y los discos.Formas constructivas de termistores NTC a. Tipo glóbulo con diferentes tipos de terminals - b. Tipo disco - c. Tipo barra .

NTC (Negative Termal Coefficient)

Fabricados de una mezcla de óxidos de Mn, Ni, Co, Cu, Fe y están moldeados en un cuerpo cerámico de varios tamaños, típicamente tienen una resistencia entre 50Ω y 1MΩ a 25ºC y una sensibilidad del 4%/ºC a 25ºC. El efecto de Coeficiente Negativo con la Temperatura puede resultar de un cambio externo

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de la temperatura ambiente o un calentamiento interno debido al efecto Joule de una corriente que fluye a través del termistor. La curva del termistor se puede linealizar con una resistencia montada en paralelo con la NTC

Circuito de linealización

PTC (Positive Temperature Coefficient)

Son resistencias que principalmente están compuestas de bario y estroncio con titanio.La adición de dopantes hace que la componente semiconductora dé una característica de resistencia con respecto a la temperatura, aunque son muy poco utilizados.

OTRAS CARACTERISTICASEn comparación con las termocuplas y las termorresistencias, el termistor no ofrece ventajas de exactitud de salida y estabilidad. Posiblemente, una ventaja importante esté en la extremadamente elevada sensibilidad del termistor a variaciones de temperatura

SENSORES RTDRTD significa Resistive Temperature Detector. Son sensores de temperatura cuyo principio físico se basa en la resistividad de los metales, es decir, en variación de la resistencia de un conductor con la temperatura. Esto se debe a que al incrementar la temperatura los iones vibran con mayor amplitud y así se dificulta el paso de los electrones a través del conductor.

La variación de la resistencia viene dada por la siguiente fórmula:R=R_0•(1+ ∝ • ∆T)Donde R_0 es la resistencia inicial.∆T= T-T_0 es decir variación de la temperatura.∝ es el coeficiente de temperatura del conductor. Debe ser alto.

Las características que deben tener los metales son un alto coeficiente de resistencia y alta resistividad para que tenga mayor sensibilidad y que haya una relación lineal entre la resistencia y la

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temperatura.El platino es el metal más óptimo, ya que, además de cumplir las características, tiene un rango de temperatura mayor; pero, puesto que es muy caro, se utilizan otros como el níquel o cobre.Los dos tipos de RTD son: bobinado que permite la contracción y dilatación del material sensible y laminado que tiene menor masa térmica, es más barato, aunque con menor estabilidad.

Las ventajas de utilizar este tipo de sensores es que tiene un margen de temperatura muy amplio; como tienen una gran sensibilidad, las medidas son dadas con mucha exactitud y repetitividad; presentan derivas en la medida de 0,1 ºC al año por lo que son muy estables en el tiempo. Los inconvenientes son que el coste es más alto que el de los termopares o termistores, también su tamaño será mayor limitando así su velocidad de reacción; son frágiles ante vibraciones, golpes…; se autocalientan más.Por tanto, los sensores RTD son los más apropiados para aplicaciones en las que la exactitud de la medida es lo importante.

Las aplicaciones básicas son en industria para medir la temperatura de automóviles, electrodomésticos, etcétera; en laboratorios de precisión; en ohmímetros y en termómetros utilizados donde hay ambientes exigentes.

BIBLIOGRAFIA http://www.slideshare.net/fidel1977/v-la-industria-textil-y-su-

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IMPLEMENTACIONYCAPACITACION.pdf http://www.textilespanamericanos.com/Ediciones/2007/

Septiembre-Octubre/Art%C3%ADculos/Revolucionaria_M%C3%A1quina_De_Tintura

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