CHAPTER 7: USABILITY TESTS
7.3 REFINED DESIGN: USERS
• Recuperación (caldera) • Máquina de papel Partiendo de la madera, se separan las fibras de celulosa de la lignina que las une, lo que se realiza por procedimientos mecánicos, químicos o semiquímicos, que dan origen a distintos pos de celulosa. Cuando la fuente de fibra es papel usado, éste se introduce en agua y se
5.3.1. Descripción del proceso
Las empresas de fabricación de papel suelen constar de las siguientes secciones: • Madera • Depuración y lavado • Ilustración 44: Proceso de fabricación del papel tifibras de celulosa tras depurarse de arenas, plásticos y demás impropios que acompañan al papel usado.
virgen, fibra reciclada o una combinación de e en ir suceden las fases de sedimentación de fibras y formación de una banda de papel, con eliminación de agua mediante gravedad, vacío y presión, para finalmente proceder a un secado térmico. Una última fase de acabado, logrará presentar el
e producto final en forma de bobinas.
Antes de que la pasta de papel alimente la denominada "máquina de papel" se procede a refinar a pasta de papel y a realizar la aditivación de la misma. A través del refinado se d f an algunas de las propiedades físicas de las fibras de celulosa para darle las características necesarias para la fabricación del papel, permitiendo que las fibras sean más flexibles y aumentando su superficie. El tratamiento consiste en introducir la pasta de papel, junto con agua, en un refinador donde se cortan las fibras de celulosa por acción de diversas cuchillas que se mueven en círculo. Por otra parte, la aditivación permite mejorar las características del papel elaborado añadiendo una serie de sustancias tales como colas, caolín, talco, yeso, colorantes, etc. Cada sustancia produce una serie de resultados específicos:
• colas: permite aumentar el grosor del papel, disminuir la porosidad y mejorar la blancura.
• colorantes: se utilizan para conseguir determinados colores del papel. • almidón: da mayor rigidez y resistencia al papel.
• caolín, talco, yeso: permiten mejorar las características de impresión, haciendo el papel más brillante, más opaco y más uniforme.
El procedimiento para producir papel reciclado o papel proveniente de pasta virgen es muy similar por lo que sólo se presenta una síntesis del proceso común. Tras superar los procedimientos descritos, la pasta de papel entra en la máquina de papel, un mecanismo complejo que se puede dividir en dos secciones principales: • Sección húmeda: la pasta de papel se dosifica sobre una malla metálica que se mueve por unos rodillos. En este proceso la pasta va perdiendo el agua que contiene por gravedad (en la mesa plana) y después por succión (producida por unos cilindros aspiradores).
• Sección seca: en esta sección se procede al secado del papel por medio de unos cilindros giratorios calentados con vapor de agua a baja presión por los cuales transita la hoja de papel. En este proceso, la hoja pierde hasta un 70% del agua que contenía.
agita, para obtener una suspensión de
Para fabricar el papel bien sea con fibra
ambas, al estar las fibras en una suspensión de agua, el resto del proceso consist retirándola. Se
húmeda
pap l como
l mo i ic
l: brillante. un mayor grado de blancura. El proceso consiste n d resistencia a
.2. Problemática
Antes de proceder al enrollado del papel en bobinas se pueden realizar diferentes operaciones de mejora de las propiedades del pape
• Calandrado: este procedimiento permite mejorar el acabado del papel mejorando la lisura de la superficie y haciendo el papel más El tratamiento se efectúa en la satinadora, máquina compuesta por cilindros de hierro colado con la superficie dura y brillante y cilindros con fibra con la superficie elástica y comprensible.
• Estucado: con esta operación se modifican las características del papel permitiendo mejorar los resultados de la impresión y alcanzando
en aplicar sobre una de las caras del papel una capa de adhesivos y pigmentos que forman una película de bar iz (el estuco) que da al papel gran finura y uniformi ad.
• Encolado en masa: permite aumentar la mecánica del papel al aplicar la hoja de papel una capa encolante formada principalmente por determinados tipos de almidones.
Una vez listas las bobinas de papel, se envían a las diferentes fábricas de productos de papel, para su conversión en los distintos productos: cartón, papel de impresión, papel sanitario, etc.
5.3
Ilustración 45: Proceso de Bobinadora‐Desbobinadora
obinadora de la máquina de papel. blece la tensión normal de red. una al inhibirse los impulsos. en modo regenerativo por que posee un elevado grado de susceptibilidad a los huecos de tensión. Determinado tipo de faltas provocan el fallo de conmutación de los los fusibles de protección de los mismos. El problema se ve agravado a medida que las exigencias de producción van requiriendo mayores velocidades de proceso.
5.3.3. Soluciones
Para determinar el grado de susceptibilidad del accionamiento de la desbobinadora tal y como opera en la realidad se procedió a simular el comportamiento del convertidor bajo diferentes condiciones de falta de red. Se simularon faltas de red trifásicas, bifásicas y monofásicas de profundidad y duración variables. En el caso de estudio se llegaron a las siguientes conclusiones: la profundidad máxima que provoca el disparo del convertidor corresponde a los límites de la siguiente tabla según las características del hueco. De las diferentes secciones de que se compone la fábrica motivo de estudio, el problema principal está localizado en la unidad bobinadora‐desbLa problemática que presentan los convertidores de corriente continua es diferente dependiendo de que el motor trabaje en tracción o en recuperación. En el primer caso los problemas pueden surgir cuando desaparece la falta y se resta
El súbito incremento de la tensión de alimentación del puente rectificador de tiristores puede dar origen a una sobrecorriente y el consiguiente disparo del relé de protección. Cuando el motor trabaja en recuperación de energía las consecuencias de la falta pueden llegar a ser mucho más graves. En este caso puede fallar la conmutación de los tiristores provocando corriente de cortocircuito. Tanto el relé de protección de mínima tensión como el de sobrecorriente resultan inoperantes produciéndose la fusión de los fusibles de protección de los tiristores
La desbobinadora está alimentada por un motor gobernado por un convertidor de corriente continua. La máquina controlada en tiro y por consiguiente su accionamiento opera continuamente
Falta Monofásica Bifásica Trifásica Profundidad 25% 12% 8% Tabla 6: Límites de disparo la te provoca faltas • Reduciendo la intensidad de excitación: dado que la velocidad del motor y del par no varían, la la r im l la • Modificando la relación de la reductora lo que implica una reducción de la tensión del motor. emplo reduciendo un 20% la velocidad del proceso, el límite en estas condiciones se muestra en la siguiente tabla:
Monofásica Bifásica Trifásica
La primera propuesta consistió en la supresión de la inhibición de los impulsos. El disparo de las protecciones inhibe los impulsos cebado de los tiristores del convertidor de inducido. Dado que el accionamiento de la desbobinadora opera en modo regenerativo, la inhibición de los impulsos cuando nsión del motor tiende a su valor nominal la inyección de corriente alterna al inducido del motor con la consiguiente fusión de los fusibles.
Otra medida para aumentar la inmunidad del equipo frente a de la red es la reducción de la tensión del inducido para que el convertidor opere con un menor ángulo de disparo. Se puede conseguir por tres vías:
reducción de fue za electromotriz p ica un aumento de corriente del inducido.
• Reduciendo la velocidad de proceso sobre todo en condiciones climatológicas adversas.
Por ej
Falta
Profundidad 47% 27% 25%
Tabla 7: Límites de segu dad
ri