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Sobre Consumo de Elastano
Reportagem publicada na Revista Textília edição '112' Maio⋅Junho⋅Julho 2019
Alimentação de elastano
No Brasil, o uso de elastano na malharia circular iniciou-se na década de 80. Apesar da complexidade em desenvolver e controlar o processo produtivo para um novo produto havia pouca variação dos parâmetros básicos:
Apenas um título de elastano estava disponível (40 den);
Um único polímero;
Uma única estrutura de malha (meia-malha com elastano vanisando a cada dois alimentadores);
Um único modelo de tensiômetro (Zivy analógico)
A recomendação era de controlar a alimentação do elastano via tensão (4,0 gF para o 40 den). Naquele panorama inicial, convencionou-se considerar o controle de tensão como suficiente para determinar a alimentação do fio. Entretanto, com o aumento das variáveis, este método já não se mostrava mais preciso e versátil o suficiente com o surgimento de algumas novidades:
Títulos mais finos passaram a ser usados (10, 15, 20, 30 den) e a maioria dos tensiômetros não consegue medir corretamente tensões baixas (a leitura costuma estar no extremo inferior da escala, na qual há menor precisão – vale lembrar que a maioria dos tensiômetros foi projetada para medir fios rígidos);
Novos produtores de elastano entraram no mercado e novos polímeros passaram a ser oferecidos, com diferenças significativas de tensão para um mesmo alongamento (em função da diferença no RM = Running Modulus, ou seja, tensão do fio em produção);
Novos modelos de tensiômetro foram lançados, com grandes diferenças de leitura de um modelo para outro;
Novos produtores de máquinas no mercado, com diferenças significativas na geometria de alimentação e no desenho do guia-fio;
Aumento na velocidade das máquinas circulares, o que potencialmente aumenta as variações de tensão.
Em 2010, a Hyosung, fabricante do elastano creora®, fez um estudo para isolar algumas das variáveis que afetam a leitura da tensão:
Tamanho da bobina: constatou-se que uma sutil variação da tensão ao longo da bobina, consequência, em grande parte, do %PR (Package Relaxation, ou pré-estiro do elastano durante o processo de formação da bobina) (Nota: em função disto, tornou-se procedimento padrão não misturar bobinas cheias com bobinas vazias, para evitar defeitos no produto como barramentos);
Temperatura do ambiente: para diferenças de temperaturas significativas no ambiente onde será utilizado o elastano (mais de 10°C), há uma mudança perceptível na tensão. É um dos poucos materiais com dilatação térmica negativa (retrai quando aquecido e dilata quando esfriado). Isto acaba causando leituras conflitantes nas regiões com grande amplitude térmica (Sudeste e Sul do Brasil);
Uniformidade de tensão entre alimentadores: pode haver diferenças significativas de tensão entre um alimentador e outro, chegando a 50% em casos extremos;
Fabricante/modelo de tensiômetros: as leituras de tensão não são comparáveis entre diferentes fabricantes (função da célula de carga/fundo de escala e do caminho do filamento);
Posição de leitura: tanto a proximidade do tensiômetro do guia-fio quanto o ângulo em relação ao filamento têm grande influência nos valores lidos;
Velocidade do tear: quanto maior a velocidade menor será a tensão do elastano.
Em função das dificuldades relatadas acima, a creora® recomenda a medição da alimentação do elastano via taxa de estiro/estiramento (como já é padrão em processos de recobrimento). Ela pode ser calculada via velocidade do fio medida pela própria máquina (presente no painel de máquinas mais modernas) ou, na inexistência deste, leitura via tacômetro:
A taxa de estiro ou estiramento ("Draw Ratio" = DR) é uma relação entre a velocidade inicial e a final de alimentação:
A velocidade inicial do elastano é mensurável com tacômetro de contato no alimentador positivo, ou por dispositivo de medição automático instalado nas máquinas;
A velocidade inicial e a final do fio rígido são idênticas (alongamento ≈ 0);
A velocidade final do elastano é idêntica à velocidade do fio rígido (ambos fios formam a malha simultaneamente);
Assim, a fórmula do estiro é:
Vantagens de na utilização da taxa de estiro/estiramento na regulagem do equipamento:
Baixa variação de leituras de um alimentador para outro (< 1%) = maior confiabilidade (comparado com os 20 ~ 40% do tensiômetro), garantindo o consumo constante perante as variações demonstradas;
Tacômetro é um aparelho mais simples e robusto, menos sujeito à perda de calibração;
Independe da temperatura ambiente, pois a regulagem é realizada por contato mecânico;
Permite o cálculo prévio da porcentagem de elastano (de posse do título real e do pré-estiro/PR% do elastano na bobina);
Permite comparar e uniformizar as regulagens de diferentes máquinas e fábricas (da mesma forma que o LFA/comprimento de ponto do fio rígido);
Regularidade da variação dimensional do produto acabado.
Nota 1: ainda que se considere a medição de tensão desnecessária para regular a alimentação do elastano, ela continua sendo um parâmetro importante para comparar alimentadores entre si (p. ex. detecção de eventuais diferenças no caminho ou pontos de atrito sobre o filamento).
Nota 2: cada fabricante tem sua recomendação de estiro para cada título e polímero. Estas informações, assim como o título real e %PR devem ser solicitadas diretamente ao fornecedor do elastano.
Usando o Sistema SGT da Operacional
para o cálculo de Consumo de Elastano
O SGT, por ser um sistema especialista, trabalha no nível do detalhe tanto em cálculos de consumo como de produção. Utilizando conceitos de engenharia têxtil e contando com apoio e cooperação de fornecedores de insumos têxteis, sabemos como atender as necessidades mais específicas da área.
Um exemplo dessa cooperação é a utilização do elastano, nesse case apresentado, na produção de malhas circulares. Conceitos de estiramento do elastano estão inseridos dentro da estrutura do sistema e por isso ele pode determinar valores de produção e consumo com maior precisão e de uma maneira simples e segura.
Para melhor organização das informações, o SGT segrega as engenharias em diferentes níveis. Os dados informados inerentes ao produto e não alteráveis durante o processo estão no nível da engenharia de produto. Já a engenharia de processo é utilizada para indicar os valores referentes da interação do produto com o processo no qual ele será produzido. O processo é separado pelos grupos de máquina, como veremos mais adiante.
O cadastro de itens (malha, fio, etc.) faz parte da engenharia de produto. No cadastro do item é possível informar dados referentes a detalhes da malha e dos fios.
A) Cadastro de itens, fio e malha:
O cadastro de itens tem como funcionalidade permitir a definição das estruturas das máscaras para posterior separação dos vários tipos de produtos. Serão definidos os códigos para itens de estoque, criando uma codificação com um tamanho único para cada tipo de item e com lógica para registro, análise, extração de dados e movimentação de estoque.
Nos detalhes do cadastro de itens, especificamente neste caso analisado para fios, são informados os títulos reais do fio comprado ou produzido. Ele será utilizado nos cálculos de consumo, produção, etc. O sistema oferece ao usuário a possibilidade de determinar a unidade de medida do título e isso a qualquer momento, pois o sistema entende essa unidade e ajusta todas as fórmulas internas para ela. Isso facilita o trabalho do usuário, pois ele não necessita ficar fazendo contas por fora do sistema, aumentando a segurança e clareza dos dados.
B) Ajustes de dados conforme o lote do fio
Uma das particularidades do sistema é o controle de dados da engenharia no lote de fio utilizado na fábrica, refinando assim os cálculos de consumo e produção. Com a possibilidade de informar o título real do fio no lote adquirido e o % de estiragem na bobina (PR – Package Relaxation) faz com que o sistema calcule com uma precisão muito maior o consumo de fio do estoque e, portanto, ter um custo real mais aprimorado não ficando preso a índices para cálculos de consumo que muitas vezes não tem uma origem clara.
C) Engenharia de Processo:
Na engenharia do processo da malha, dentre outros dados, são informados os fios que compõem a malha e a interação deles no processo, além disso, quando da utilização do elastano, é informado ainda ao sistema com qual fio rígido da composição da malha ele interage. Deste modo o sistema pode aplicar o % de estiramento da bobina junto com o índice de estiro do elastano sobre o comprimento do ponto do fio rígido e assim determinar automaticamente o comprimento do ponto do elastano e o seu LFA, sem a necessidade de cálculos por parte do usuário.
Após determinar os dados da engenharia, existe a possibilidade de consultar já o resumo da Ficha Técnica e todos os dados que serão utilizados nas Ordens de Produção. É possível notar que a composição real, levando em conta os dados informados pelos fornecedores de fio, é um pouco diferente da composição comercial, o que indica a precisão com que o sistema trabalha.