LA TINTURA DE HILADOS: REVISIÓN DE ALGUNOS

LA TINTURA DE HILADOS: REVISIÓN DE ALGUNOS DE SUS FUNDAMENTOS
Por: José R. Nacimento Lima
El presente artículo busca examinar algunos elementos fundamentales para la ejecución exitosa de
las operaciones de la tintura de hilados y estudiar el desarrollo de los cambios que se han dado en el tiempo,
en el contexto de la inexorable modernidad en las operaciones que involucran este campo.
¿Qué es pués el término de modernidad que se opone, por definición, al del viejo estilo en el contexto
de las tintorerías de hilados?.
Los requisitos de reproducibilidad, nivelación del color, solideces y otros factores claves en la calidad
de los productos de las tintorerías, se han hecho cada vez más precisos y exigentes como respuesta a las
mismas exigencias de los mercados y a la ineludible necesidad de mejorar la competitividad en un mundo
cada vez más globalizado. La tintorería típica de antes, estuvo basada, casi con exclusividad, en algunos
principios (modernos para su época) como el establecimiento de límites de control de cada una de las
variables de la tintura cuya cerrada aplicación era un requisito para la reproducibilidad que se buscaba. Las
especificaciones de las capacidades de la bombas de las autoclaves, se manejaban muy en concordancia
con las exigencias de máquinas para el teñido rápido. Un elemento fundamental consistía en el uso de
métodos de tintura con la mayor standarización posible, según el substrato en coloración. Si debemos ser
más precisos, sin embargo, para identificar la característica básica de una tintorería de antaño, solo basta
verla como una unidad con un alto nivel de dependencia en la integridad del operario tintorero para el logro
de resultados confiables; obviamente la mínima disponibilidad de solo controladores simples y básicos de los
ciclos mecánicos y el nivel tecnológico de los mismos, definían por su lado esta restricción. El alto grado de
impredecibilidad como resultado de las operaciones de teñido y por ende en el flujo productivo ha sido talvez,
un resultado distintivo de las operaciones del viejo estilo.
Controladores
Progresivamente y de manera creciente, la disponibilidad de un amplio rango de controladores de
proceso ofreciendo diversos grados de automatización en la operaciones de tintura, es probablemente, desde
el punto de vista operativo, uno de los aspectos más importantes para definir, a la luz actual, el campo de
modernidad en las tintorerías en general y de los hilados en particular. El grado de control y automatización
que debe ser justificado, depende obviamente, de diversos factores en el que el desarrollo de cada proyecto
implica un estudio y análisis individual. Estos factores, normalmente están relacionados con la disponibilidad
del hardware y software realmente apropiados, la disponibilidad del soporte técnico, aparte de las
consideraciones básicamente económicas. Las instalaciones de tintura de las más recientes generaciones
normalmente se ofrecen con alguna forma de elementos electrónicos programables, ofreciendo diversos
grados de automatización. Con certeza, podemos afirmar entonces, que un elemento fundamental de
modernidad está relacionado con el extensivo uso de elementos electrónicos en diversos grados de
sofisticación. Hoy en día, la casi total automatización de una tintorería es disponible, desde el laboratorio, la
predicción instrumental y práctica de los colores, pasando por la preparación automática de los químicos y
colorantes, la dosificación, la multi-función de los programadores lógicos en las máquinas con sus controles
automáticos de ciclos, hasta el monitoreo y ajuste automático de la calidad de los efluentes, etc.. Las
tintorerías se consideran hoy como lugares altamente aptos para la robotización. El concepto del cuarto
centralizado de control de toda la instalación, es igualmente un nivel superior de automatización.
Física del color
Aunque el tiempo desde su introducción en las tintorerías ya se mide en décadas, los conceptos de la
Física del Color, han significado un profundo cambio en las prácticas, tanto de laboratorio como operativas.
Las múltiples funciones que se integran en un equipo de Física del Color han hecho posible la introducción
de criterios de bases científicas en el arte tradicional de teñir. La función predictiva, la evaluación precisa de
la combinabilidad de los colorantes de los diferentes Indices de Color para una mejor racionalización de las
gamas y mejores resultados de tintura, las posibilidades de control automático de los stocks de colorantes, la
misma función de control de aceptación final, se cuentan como aportes importantes de esta herramienta. Las
investigaciones prácticas de la aplicación de estos conceptos, en las tintorerías de avanzada, ha hecho
posible el desarrollo de softwares que permiten un acercamiento cada vez más fino de estas funciones por la
retro-alimentación de los resultados prácticos en las plantas y ligado a esto, la aplicación de un sistema
administrativo integral en estas tintorerías. A pesar del tiempo de la introducción de los conceptos de Física
del Color, los equipos, en muchas instalaciones que las ostentan, muestran todavía un reducido uso de su
potencial técnico y tecnológico. Vale la pena indicar también, la disponibilidad de simuladores de tintura que
definen diferenciadamente los agoramientos individuales de los colorantes en las tricomías, entregando una
valiosa información para la optimización de las recetas y la tintura propiamente dicha.
Factores/Variables y límites de control
Al margen del siempre inquietante e inexorable desarrollo tecnológico, el objeto de todo este avance
y su justificación fundamental es mejorar la productividad y reducir los costos de procesamiento en las
unidades de tintura. Esto es el ineludible resultado del incremento de los niveles de reproducibilidad de los
colores, con ahorros sustantivos resultantes en ciclos, colorantes, auxiliares, mano de obra, mejora en el
tiempo de servicio, etc., que se generan por una mayor exactitud en el control de las variables de los
procesos que menciono líneas arriba. La filosofía de las prácticas Bien a la Primera tiene su fundamento
igualmente en los conceptos que revisamos.
Revisemos rápidamente este tema de los factores de éxito en las operaciones de las tintorerías, cuyo
control, con la mayor exactitud que nos ofrecen los elementos disponibles de control son (y siempre lo han
sido) claves para una buena operación de tintura. Estos elementos o factores por controlar tienen orígenes,
bases y orientaciones de diferente naturaleza, una distribución arbitraria del suscrito sería como sigue:
(a) Factores de origen pre-tintura: Los factores que influyen en la tintura y que tienen su origen fuera
de la tintorería, podrían resumirse en los siguientes:
(1)-Cambios en la calidad de las materias primas
(2)-Color y variaciones de color de los materiales por teñir
(3)-Factores de la hilatura y las torsiones de los hilados o hilos
(4)-La titulación de los hilados
(5)-Las consideraciones de estabilización de los materiales sintéticos (si se trabajan estos)
(6)-Cambios de proveedores
(7)-Densidades de los paquetes, dimensiones y pesos
De todos estos factores, los items 3 y 4 son elementos de la vida diaria y cualquier variación de color
que podrían ser inducidas por estos, normalmente son bien conocidas por los tintoreros. Cuando estas
variaciones son muy significativas, en casos extremos, los tintoreros prefieren mantener recetas separadas.
El color base de los hilados influye igualmente en el color final y las variaciones de color generadas por el
color en crudo normalmente son mayores que cuando se trabajan con materiales pre-blanqueados. Sin
embargo, más significativo y de mayor efecto en el color, es la variación de la afinidad del colorante que
resulta de la calidad de los materiales del hilado referido en el item 1. Estos factores están normalmente fuera
del control de las tintorerías y requieren un seguimiento administrativo apropiado. Igualmente, las técnicas de
estabilización de los hilados sintéticos tienen cierta influencia en la reproducibilidad y la nivelación. Las
características de tintura pueden ser variablemente influenciadas también por las variaciones de temperatura
y los tiempos de fijación de los sintéticos que podrían generar un problema de doble tonalidad. Sin embargo,
la disponibilidad actual de fibras muy bien pre–estabilizadas por los productores de fibra, prácticamente ha
eliminado este problema. Las condiciones de los paquetes (bobinas cruzadas) para la tintura son elementos
claves para un proceso exitoso. La densidad es importante, tanto como la uniformidad de densidades en un
mismo paquete y entre los paquetes. La regularidad de las dimensiones y el correcto control de las
densidades debe permitir un flujo uniforme del baño de tintura a través de las bobinas. Este factor es mucho
más crítico en la búsqueda de una máxima nivelación en la tintura de hilos que serán usados en tejedoras
rectilíneas. El mercado de maquinaria para el enconado pre tintura, ofrece hoy en día, equipos altamente
confiables y que ofrecen paquetes de uniformidad de densidades y dimensiones muy cercanas a la
perfección. Siempre se ha considerado que un flujo en la maquina de teñir equivalente a aproximadamente
30 litros/kg/minuto con conos de +- 170 mm, ofrece normalmente teñidos bien nivelados y sin causar daños
mecánicos a los substratos.
(b) Fatores inherentes a la tintorería: Muchas investigaciones han concluido en una correlación de
tolerancias en el control de estos factores para lograr un aceptable grado de reproducibilidad. Se
encontraron que fundamentalmente, son séis los factores a cotrolar para asegurar una buena
tintura:
• Antes del ciclo de tintura
-Peso de los colorantes
-Peso del hilado por teñir
-Cantidad de electrolito
•
Dentro del ciclo de tintura
-Temperatura y su gradiente
-Volúmen del baño
-Tiempo de teñido
Experimentalmente se halló que los tres primeros factores son de mayor significado que los últimos
tres. Consecuentemente, los tres primeros factores exigen una mayor exactitud en los controles. No hay duda
que el peso del colorante es el principal factor individual para la reproducibilidad (considerándose que bajo
este factor están inmersos, aparte del peso del colorante, la standadrización de la gama y la efectividad de su
disolución).
Para concluir esta parte, poner un proceso bajo control implica tomar un correcto conocimiento de
todas las variables o factores que influyen en los resultados, establecer los efectos particulares de cada
factor, definir las tolerancias o límites de control para la obtención del resultado deseado e introducir los
medios, mecanismos y métodos para asegurar que los factores se mantienen dentro de las tolerancias
establecidas. El resultado final no es otro que el efecto global de la exactitud y cuidado puesto en los
controles.
Infra-estructura físca - edificios
La configuración física de las tintorerías, hoy en día, es un elemento igualmente clave para las
operaciones de tintura de hilados. Evidentemente, en el pasado, la atención de las necesidades básicas de
los edificios se veía restringida a lo medianamente necesario, bastaba tener una plataforma, al nivel del piso
o suspendida a una altura del piso, provista de los elementos de cargado y descargue y cubrir las
necesidades de provisión de la energía, agua y vapor. Bajo esta configuración, el trabajo de mantenimiento
de las máquinas era una tarea pesada y difícil de llevarse a cabo en las horas normales de trabajo.
Típicamente, la ubicación de los tanques de adición era sobre una plataforma encima de los tanques de stock
con pequeñas escaleras de conexión, limitando su uso consistente.
Ahora, la palabra flexibilidad y el óptimo uso de los espacios en las facilidades son sinónimos de
eficiencia y los edificios y las instalaciones toman muy en cuenta este requerimiento. Un concepto de edificios
que se maneja desde hace algunos años, es el de la mayor integración posible que facilite el mayor grado de
atomatización y la interacción secuencial de las operaciones de tintura: Laboratorio - Almacenes – Mezcla y
disolución – Alimentación (en algunos casos por medios gravitacionales) – Operación de tintura –
Operaciones pos teñido (hidroextracción y secado) – Servicios - Mantenimiento. La utilización del concepto
de tintorería de pisos múltiples parece ser la que se acercó con mayor proximidad a estas necesides de
flexibilidad y funcionalidad. Muchas tintorerías que se han edificado desde sus bases han optado por una
tintorería de tres niveles.
Bajo estos diseños, normalmente el área inferior está dividido en el área para mantenimiento y
servicios y el área para el almacenaje en volúmen de productos químicos y colorantes, ambos con acceso
directo a los pasajes principales de la tintorería. Las máquinas nomalmente instaladas en supensión sobre
soportes apropiados en el área de trabajo, dejan un excelente acceso para un servicio de mantenimiento y
reparaciones que reduce los costos considerablemente en relación al estilo antigüo. Todos los servicios
eléctricos, agua y vapor se encuentran en esta localización base, junto con los sistemas de recuperación de
calor y el almacenaje de agua caliente (si es aplicable). Es práctica común que el diseño de los almacenes
de productos químicos y colorantes en volúmen considere el acceso directo a un elevador que se conecte
también directamente al almacén de producción o sistema de suministro para el mezclado y disolución.
Aunque, la concepción del sistema de suministro de productos al área de producción, conocido con el
nombre de Pater-Noster es ya de larga data, hay evidencias que su utilización aún ofrece ventajas
importantes en la organización y operación de los almacénes de servicio.
El segundo nivel, bajo este diseño, considera el parque de maquinarias y la sala de control. El lay out
de las máquinas de tintura, generalmente, no obedece a una distribución particular, salvo que existan
restricciones muy especiales para algún tamaño particular de autoclaves. Esta no restricción en la mezcla de
máquinas tiene su base en que el tecle sirve a las máquinas traversando libremente lo que no exige
alineamiento de los centros de las máquinas. Este hecho, conjuntamente con una correcta estructura del
piso, provee flexibilidad para acomodar cualquier tamaño de máquina ante la necesidad de expansión futura.
Hay otras consideraciones adicionales para esta parte, pero no es relevante levantarlas en este docuimento.
El cuarto central de control, el Laboratorio con las facilidades de Física del Color, y el área de la Jefatura,
bajo estos conceptos, son parte de este nivel y es normal que estén posicionados tan cerca como sea posible
del parque operativo de máquinas, para el mejor ejercicio del control y la mejor integración de las
operaciones.
El tercer nivel, normalmente es un mezanine que acomoda las áreas del almacén de suministro y los
tanques de stock y adición para cada una de las máquinas del parque de autoclaves. Obviamente, este
almacén incorpora el cuarto central de pesado de colorantes. El sistema de estantes Pater-Noster (aunque
no es imprescindible) hace un buern uso del espacio vertical y normalmente ocupa muy poco espacio
horizontal. Esta unidad, - la del almacen de servicio - exige el uso de aire acondicionado para garantizar el
correcto valor de color de los tintes. La actualización automática de los stocks de los colorantes exije
igualmente la conexión de este sistema con las facilidades de los programas de control de stocks de las
unidades de Física del Color.
Una infra-estructura según los criterios y conceptos vertidos en este corto documento, está destinada
a facilitar la automatización progresiva de las tintorerías; la misma que en muchos de los casos exitosos,
generalmente ha tomado algunos años.
Pos Tintura
Solo una corta referencia a las operaciones de hidro-extracción y secado. Al margen de los aspectos
básicos de la calidad del secado, ambas operaciones tienen un particular significado en los términos del
servicio, entendido como rapidez de entregas. Luego de muchos años de muy poco desarrollo de los
conceptos de hidro-extracción vía las máquinas centrífugas por lotes, hoy existen máquinas de hidroextracción individual, semi automáticas de elevada felxibilidad y excelente control de la remosión del agua. El
resultado es una operación simple, rápida y confiable.
Por el lado de las máquinas de secar, se ha visto un progresivo desarrollo tecnológico, desde los
armarios, los sistemas combinados rapid-drayer en autoclaves y otra variedad de sistemas hasta los
secadores de radio frecuencia, que han probado su efectividad y calidad. Desde el punto de vista de calidad
y servicio, este sistema se ha mostrado muy apropiado para el secado de los hilados y la flexibilidad y
rapidez son realmente de primer nivel.
Hasta aquí esta corta revisión de algunos conceptos y algo de historia en el tema. Obviamente, la
amplitud de la materia hace imposible cubrir a cabalidad todos las aristas de las operaciones de una tintorería
de hilados en este corto documento. Sin embargo, el que suscribe espera haber generado en el lector
especializado, el interés para una investigación de mayor alcance en el contexto de sus propias acciones y a
la luz de sus prácticas de rutina.
JRNL
Agosto 2008