57128180-nequatex

Direcţii noi de dezvoltare şi management

al calităţii în textile

NEQUATEX

Lucrare realizată în cadrul proiectului NEQUATEX - BILATERAL NETWORKING AND QUALITY

MANAGEMENT - TRAINING IN TEXTILES

Andrei BERTEA Demetra BORDEIANU

Romen BUTNARU Viorica PAPAGHIUC Mariana URSACHE

Cecilia SÎRGHIE Leeva van LANGENHOVE Johanna LOUWAGIE

Direcţii noi de dezvoltare şi management al calităţii în textile

NEQUATEX

PERFORMANTICA 2007

Editura PERFORMANTICA Institutul Naţional de Inventică, Iaşi [email protected] Iaşi, Bd. Carol I nr. 3-5 tel/fax: 0232-214763 Descrierea CIP a Bibliotecii Naţionale a României Leeva van Langenhove - coord Direcţii noi de dezvoltare şi management al calităţii în textile - NEQUATEX / Leeva van Langenhove; Iaşi : Performantica 2007 ISBN: 978-973-730-357-8 Consilier editorial: prof. dr. Traian Stănciulescu Secretar de redacţie: Octav Păuneţ Coperta: Carmen Anton Contribuţie la realizarea lucrării: Cap. 1, 2 Prof.dr.ing. Andrei Bertea*

Cap. 3 Prof.dr.ing. Viorica Papaghiuc*, Şef lucr.dr.ing. Cecilia Sîrghie**

Cap. 4 Prof.dr.ing. Romen Butnaru*, Prof.dr.ing. Andrei Bertea*

Cap. 5 Prof.dr.ing. Demetra Bordeianu*, Conf.dr.ing. Mariana Ursache*

* Universitatea Tehnică „Gh. Asachi” Iaşi ** Universitatea „Aurel Vlaicu” Arad *** University Ghent

EDITURĂ ACREDITATĂ DE CNCSIS BUCUREŞTI, 1142/30.06.2003

Copyright © 2007

Toate drepturile asupra acestei ediţii sunt rezervate autorilor

CUPRINS

INTRODUCERE .................................................................................9

CAPITOLUL 1 FAMILIA DE STANDARDE ISO 9000:2005 .....11 1.1. Introducere .............................................................................11 1.2. Standardizarea şi rolul ei în societatea contemporană ...........12 1.3. Familia standardelor ISO 9000 ...............................................13

1.3.1. Prezentare generală ...........................................................13 1.3.2. Istoric ISO 9000 ................................................................14 1.3.3. Noua ediţie a standardului ISO 9000:2005 .......................19 1.3.4. Standardul ISO 9001:2000................................................25 1.3.5. Standardul ISO 9004:2000................................................52

1.4. Critici aduse standardului ISO 9000 .......................................54 1.5. Perspective ale ISO 9000 ........................................................55 BIBLIOGRAFIE............................................................................60

CAPITOLUL 2 ISO/IEC 17025 – PREZENTARE GENERALĂ 61 2.1. Introducere ..............................................................................61 2.2. Alegerea dintre acreditarea laboratoarelor (ISO 17025) şi certificarea ISO 9001...........................................................62 2.3. Beneficii ale acreditării ISO 17025.........................................63

2.3.1. O recunoaştere a competenţei în realizare de teste ...........63 2.3.2. Promovarea laboratorului..................................................63 2.3.3. Un benchmark pentru performanţă ...................................64 2.3.4. Recunoaşterea internaţională a laboratorului ....................64

2.4. Informaţii cu privire la modalităţi de obţinere a acreditării ....66 2.5. Motive pentru alegerea unui laborator acreditat .....................67 2.6. Elemente esenţiale ale standardului ISO 170025....................68

2.7. Diferenţe între versiunile din 1999 şi 2005 ale standardului ..90 BIBLIOGRAFIE............................................................................95

CAPITOLUL 3 STANDARDE EUROPENE PENTRU ÎMBRĂCĂMINTEA DE PROTECŢIE ..............96

3.1. Noţiuni generale despre îmbrăcămintea de protecţie ..............96 3.1.1. Definirea echipamentului personal protectiv (EPP)..........96 3.1.2. Reguli generale..................................................................97 3.1.3. Standardizare.....................................................................97 3.1.4. Termeni şi definiţii referitoare la îmbrăcămintea de protecţie în general .......................................................99 3.1.5. Obligaţiile angajatorului (patronului) .............................101 3.1.6. Informaţiile furnizate de producător ...............................102 3.1.7. Clasificarea EPP..............................................................103 3.1.8. Certificarea ......................................................................106

3.2. Cerinţe de bază impuse îmbrăcămintei de protecţie .............108 3.2.1. Cerinţe de bază pentru igienă şi siguranţă.......................108 3.2.2. Cerinţe de bază referitoare la sănătate şi la ergonomie...109 3.2.3. Cerinţe referitoare la desemnarea mărimii ......................118 3.2.4. Cerinţe privind marcarea şi etichetarea...........................122

3.3. Recomandări europene referitoare la recepţia materiilor prime textile ..........................................................................137

3.3.1. Caracteristici ale materialelor textile ce pot fi identificate de o persoană cu experienţă, fără aparatură specifică ..............137

3.4. Testarea mecanică a materialelor textile- standarde şi metode ................................................................................ 155

3.4.1. Standarde Internaţionale pentru testarea materialelor textile..................................................................................155 3.4.2. Particularităţile materialelor ţesute .................................155 3.4.3. Particularităţile materialelor tricotate..............................156

3.4.4. Proprietăţile mecanice ale materialelor ...........................159 3.5. Îmbrăcăminte de avertizare cu vizibilitate mare, pentru uz profesional - cerinţe şi metode de testare..............172

3.5.1. Standardizare- EN 471/2003 ...........................................172 3.5.2. Stabilirea mărimilor şi marcarea .....................................179 3.5.3. Cerinţe impuse materialelor ............................................180

3.6. Îmbrăcăminte de protecţie faţă de ploaie ..............................185 3.6.1. Standardizare - EN 343/ 2003 ........................................185

BIBLIOGRAFIE..........................................................................192

CAPITOLUL 4 GEOTEXTILE .....................................................195 4.1. Introducere ............................................................................195 4.2. Geotextilele – încadrare şi clasificare ...................................199

4.2.1. Geotextilele – componentă importantă a geosinteticelor 200 4.2.2. Locul geotextilelor în cadrul textilelor tehnice ...............213 4. 2. 3. Clasificarea geotextilelor ..............................................221

4.3. Materiale şi tehnologii utilizate pentru obţinerea geotextilelor .................................................................................223

4.3.1. Materii prime...................................................................223 4.3.2. Procedee de fabricaţie .....................................................257

4.4. Funcţii ale geotextilelor ........................................................276 4.4.1. Separare...........................................................................276 4.4.2. Consolidare şi stabilizare ................................................281 4.4.4. Drenaj ..............................................................................283 4.4.5. Etanşare (barieră pentru fluide).......................................286 4.4.6. De protecţie ....................................................................288 4.4.7. Funcţii combinate............................................................289

4.5. Domenii de utilizare a geotextilelor......................................290 4.5.1. Utilizarea geotextilelor în construcţia drumurilor...........291 4.5.2. Utilizarea geotextile în protecţia împotriva inundaţiilor .293

4.5.3. Utilizarea geotextilelor pentru combaterea eroziunii solului ..............................................................................295 4.5.5. Trecere în revistă a principalelor domenii de utilizare a geotextilelor.................................................................298

4. 6. Principalele proprietăţi ale geotextilelor şi metode de analiză a acestora .................................................................309

4.6.1. Caracteristici descriptive ale geotextilelor ......................309 4.6.2. Caracteristici mecanice ...................................................310 4.6.3. Proprietăţi hidraulice .......................................................315 4.6.4. Alte proprietăţi ................................................................319 4.6.5. Comportarea pe termen lung a geotextilelor ...................321

BIBLIOGRAFIE .........................................................................325

CAPITOLUL 5. PRODUSE TEXTILE INTELIGENTE............327 5.1. Introducere ............................................................................327 5.2. Materiale inteligente .............................................................328

5.2.1. Senzori textili ..................................................................331 5.2.2. Materiale textile cu memoria formei...............................353 5.2.3. Materiale textile care îşi modifică faza ...........................361 5.2.4. Materiale cromice şi produse specifice ...........................368 5.2.5. Materiale textile conductive............................................372

5.3. Îmbrăcăminte inteligentă.......................................................380 5.3.1. Elemente generale ...........................................................380 5.3.2. Sisteme computerizate purtabile – îmbrăcăminte computerizată ..................................................................382 5.3.3. Aplicaţii ale produselor de îmbrăcăminte computerizată ....... 387

5.4. Concluzii ...............................................................................395 BIBLIOGRAFIE..........................................................................397

9

FOREWORD Dear reader, The book before you is the result of close cooperation between Flemish and Romanian scientists and textile experts. Both this book and the cooperation came into being thanks to the support of the Flemish government for the bilateral project Nequatex. The goal of this project was to help the Romanian textile sector to face the fierce competition in a European and global context. To this effect, the Department of Textiles of Ghent University (the Flemish promoter of the Nequatex project) offered trainings on many technical subjects and quality management topics. In both Flanders and Romania, training sessions, workshops and exchanges were organised. Simultaneously, networking activities with industry from both countries were organised. In today’s global and highly competitive textile and clothing market, companies need to be handed the right tools for survival (of the fittest). In order to assure sustainable production, textile and clothing companies need to constantly optimise and improve their management techniques and to continuously invest in new innovative technical skills and production techniques. The international standards ISO 9001 and ISO 17025, discussed in chapters 1 and 2 are very useful guides for good management practices. This book doesn’t merely explain the meaning of the requirements of these standards; it also provides practical guidelines for successful implementation. On the technical and innovative level, this book focuses on 3 hot topics in the textile and clothing world: Protective clothing, Geotextiles and Smart textiles. Since Protective clothing is meant to protect persons from risks, it is a matter that is regulated in European directives for CE-labelling. Anybody wanting to serve this market segment should understand clearly the technical and legal requirements involved. In the years to come, Romania will be further transformed into a competitive European country. This will require important investments in

10

infrastructure: buildings and road works. That will create new opportunities for textile companies, since in many construction works geotextiles are used, serving several purposes. This also is a CE-regulated product. This book provides a good technological basis for people who (intend to) use or produce geotextiles. Global competition forces European companies to move away from mass production and to find new products and applications. One way of doing so, is by adding additional properties (or functions) to the traditional textile materials. This can lead to the production of smart or intelligent textiles. This book explains what it takes to make a textile or garment ‘smart’. It provides plenty of ideas and examples. It should provide you with sufficient background knowledge to allow you to add more ideas and even more so to turn those into viable products customers will value. To help you with this, University professors from all over Europe want to share their scientific and technological knowledge with you. Innovative production requires an intense dialogue between industry and researcher. Hopefully this book can contribute to a lively exchange of knowledge and help to push Romanian Textile producers to a high European level. Eng. Johanna Louwagie Quality Manager Ghent University, Textile Department Belgium

11

CAPITOLUL 1 FAMILIA DE STANDARDE ISO 9000:2005

1.1. INTRODUCERE

În epoca modernă, accentul pus pe calitate, în cele mai diverse domenii, este tot mai mare. „Dacă secolul XX va rămâne în istorie drept secolul productivităţii, secolul XXI va fi cunoscut drept secol al calităţii”, prezice Dr. Joseph M. Juran, unul din părinţii noului concept de calitate. Evoluţia semnificaţiei termenului de „calitate” (qualitas, qualis – fel de a fi) este importantă de-a lungul timpului, trecând de la înţelesul primar ce derivă din numele ei (fel de a fi al unui lucru sau individ, însuşirile şi defectele acestuia), la percepţia avută astăzi în legătură cu calitatea: modul în care un produs sau un serviciu satisfac cerinţele clientului. Definiţia calităţii conform Organizaţiei Internaţionale pentru Standardizare (ISO) este: “Totalitatea particularităţilor şi caracteristicilor unui produs sau ale unui serviciu care poartă în ele capacitatea de a satisface o necesitate dată”. Livrarea de produse de calitate reprezintă în consecinţă un obiectiv esenţial al firmei, necesitând în acest scop o coordonare atentă a departamentelor şi a personalului. Aceasta impune o activitate de management şi necesită un sistem de management corespunzător care să reunească activităţile într-un circuit clar definit, pentru îndeplinirea cerinţelor de calitate impuse. Un sistem de management al calităţii care acoperă cele mai multe aspecte legate de derularea unei afaceri, fiind aplicabil aproape oricărui tip de firmă, în aproape orice sector de activitate şi care se concentrează asupra livrării de produse/servicii de calitate este sistemului de management ISO 9000. Termenul ISO 9000 se referă la un set de standarde de management a calităţii adoptat de mii de companii din peste o sută de ţări, deoarece acestea le ajută să atingă standarde de calitate recunoscute şi respectate în întreaga lume. Beneficiile utilizării acestui standard sunt numeroase: • Îndeplinirea politicii şi a obiectivelor întreprinderii; • Câştigarea încrederii clienţilor; • Creşterea satisfacţiei clienţilor; • Îmbunătăţirea continuă a performanţei generale;

Direcţii noi de dezvoltare şi management al calităţii în textile Nequatex

12

• Adaptare activă şi sistematică la modificările condiţiilor pieţei; • Satisfacţia angajaţilor; • Îmbunătăţirea performanţei; • Transparenţă şi eficienţa proceselor interne ale organizaţiei; • Evitarea erorilor în locul corectării lor; • Economisire de timp şi bani.

1.2. STANDARDIZAREA ŞI ROLUL EI ÎN SOCIETATEA CONTEMPORANĂ

Standardele sunt documente tehnice, elaborate de către toate părţile interesate (producători, consumatori, autorităţi publice, utilizatori) pe baza unor principii consacrate. Spre deosebire de reglementări, acestea nu sunt adoptate de către o autoritate publică, ci în cadrul unor organizaţii de standardizare private, independente şi, în cazul standardelor europene, organisme recunoscute oficial de Comisia Europeană. Standardele sunt documente care stabilesc un limbaj comun pentru toţi utilizatorii lor, în scopul promovării circuitului produselor şi serviciilor între vânzător şi cumpărător şi al protejării bunăstării generale. Pentru mediul de afaceri, standardizarea ajută la crearea unui limbaj comun pentru comerţ. Ea asigură compatibilitatea componentelor, indiferent de locul unde sunt realizate acestea, şi interoperabilitatea reţelelor, contribuind la reducerea costurilor de producţie şi de depozitare. Pentru consumatori, standardizarea micşorează costurile, prin reducerea timpului şi efortului dedicat căutărilor ce privesc stabilirea opţiunii, precum şi costurile în legătură cu neîncrederea, facilitând comparaţiile privind proprietăţile funcţionale. Pentru autorităţi publice, standardizarea oferă o oportunitate pentru reglementarea şi îmbunătăţirea guvernării, prin reducerea nivelului detaliilor de reglementare necesare atingerii obiectivelor de protecţie a sănătăţii, securităţii şi mediului. Standardele contribuie la reducerea riscului de blocare a evoluţiei tehnicii şi promovează know-how-ul. Standardizarea oferă numeroase avantaje: deschiderea pieţelor, stabilirea unor documente neutre de referinţă şi a unei terminologii comune. Activitatea de standardizare este de cea mai mare importanţă, întrucât oferă diverselor activităţi economice cadrul de a stabili o specificaţie care să le


13

satisfacă necesităţile. De asemenea, utilizarea standardelor poate stabili o relaţie de încredere într-un furnizor implicat în comerţul transfrontalier. Clienţii pot compara mai uşor şi într-un mod mai transparent diversele oferte dacă produsele pe care le cumpără satisfac cerinţele unor standarde. De aceea, standardele oferă un „teren” pentru toţi participanţii la economie şi rămân voluntare, spre deosebire de legislaţie.

1.3. FAMILIA STANDARDELOR ISO 9000 1.3.1. Prezentare generală Familia de standarde ISO 9000 a fost elaborată pentru a ajuta organizaţiile de orice tip sau mărime să implementeze şi să conducă eficace sisteme de management al calităţii. La baza dezvoltării familiei de standarde ISO 9000 stau 8 principii de management al calităţii, determinante pentru îmbunătăţirea continuă a performanţei şi deci pentru obţinerea succesului. Aceste 8 principii de management sunt: 1. Orientare către client – Organizaţiile (firmele) depind de clienţii lor şi de aceea trebuie să înţeleagă nevoile prezente şi viitoare ale acestora, să le respecte condiţiile şi să se străduiască să depăşească aşteptările lor. 2. Leadership (Conducerea) – Conducătorii sunt cei care imprimă unitatea obiectivelor şi direcţia unei organizaţii. Ei sunt cei care trebuie să creeze şi să menţină o atmosferă în care personalul să se implice complet în realizarea obiectivelor organizaţiei. Pentru aplicarea principiului de „leadership” o persoană ar trebui:

• să fie proactivă şi să conducă prin exemplu propriu; • să înţeleagă şi să răspundă la schimbările din mediul extern; • să ia în considerare nevoile tuturor părţilor interesate, inclusiv clienţi,

proprietari, personal, furnizori, comunităţi locale şi societatea în ansamblu;

• să stabilească o viziune clară pentru viitorul organizaţiei; • să stabilească valorile comune şi modelele de etică la toate nivelurile

organizaţiei; • să construiască încrederea şi să elimine teama;


14

• să asigure personalului resursele necesare şi libertatea de a acţiona cu responsabilitate şi răspundere;

• să inspire, să încurajeze şi să recunoască contribuţiile personalului; • să promoveze o comunicare deschisă şi onestă; • să educe, să instruiască şi să îndrume personalul; • să stabilească obiective şi ţinte îndrăzneţe; • să implementezi strategii pentru realizarea acestor obiective şi ţinte.

3. Implicarea salariaţilor – Personalul de la toate nivelurile reprezintă esenţa unei organizaţii şi implicarea sa totală face ca abilităţile fiecăruia să fie utilizate în folosul organizaţiei. 4. Abordare bazată pe proces – Rezultatul dorit este realizat mai eficient atunci când activităţile şi resursele aferente sunt abordate procesual. 5. Abordarea procesuală a managementului – Identificarea, înţelegerea şi administrarea proceselor interdependente în mod procesual contribuie la realizarea eficientă a obiectivelor organizaţiei. 6. Îmbunătăţire continuă – Continua îmbunătăţire a performanţei globale a organizaţiei trebuie să constituie un obiectiv permanent al acesteia. 7. Abordarea luării deciziilor pe bază de fapte – Deciziile eficiente se bazează pe analiza datelor şi a informaţiei. 8. Relaţii reciproc avantajoase cu furnizorii – Între organizaţie şi furnizorii acesteia intervine o relaţie de interdependenţă, iar dacă aceasta aduce profit ambelor părţi creşte capacitatea ambilor de a crea valoare. 1.3.2. Istoric ISO 9000 Din momentul apariţiei lor şi până astăzi, standardele ISO 9000 au cunoscut importante modificări: s-a modificat structura lor, care s-a redus de la 20 de elemente la doar 8 secţiuni; s-a schimbat obiectivul lor, trecând de la asigurarea calităţii la satisfacerea consumatorului; s-a modificat terminologia în vederea creşterii aplicabilităţii la toate formele de organizaţii şi s-a modificat direcţia de la concentrarea pe planificare, control, teste şi îndepărtarea neconformităţilor, la concentrare pe obiective, procese, măsurători, analize şi îmbunătăţire. Câştigarea încrederii clienţilor, obligatorie o dată cu sporirea concurenţei, a condus la apariţia sistemelor de asigurare a calităţii. Primele reguli în acest sens au fost enunţate de către registrele navale paralele


15

societăţilor de asigurări, apoi de normele la care trebuiau să se supună recipienţii sub presiune. Contribuţii importante au domeniul militar - sistemul AQAP dezvoltat de NATO, cel al centralelor termo-energetice (standarde canadiene CSA-Z.299) şi unităţile din energetică nucleară, astfel că în scurt timp pachetul de norme s-a dezvoltat repede ajungând să fie standardizat la nivel internaţional prin familia ISO 9000, înlesnind pe această cale promovarea încrederii atât de necesare globalizării comerţului, a economiei, ca şi a securităţii utilizării unor produse. Adoptarea şi aplicarea regulilor de asigurare a calităţii a condus la apariţia organismelor neutre (de terţă parte), care confirmă respectarea cerinţelor de asigurare a calităţii prin operaţiile de certificare a acestor sisteme. Standardele ISO 9000 au fost iniţial concepute cu trei niveluri de dezvoltare a sistemului calităţii cuprinzând activităţile, aşa cum se poate observa din tabelul 1.1. Tabel 1.1. Niveluri de dezvoltare a sistemului calităţii în forma iniţială a ISO 9000 şi activităţi aferente

Standard Zona de activităţi acoperită ISO 9001 concepţie – execuţie – desfacere –service ISO 9002 execuţie – desfacere ISO 9003 verificări finale (după execuţie)

Alături de standardele ISO 9001–9003, cuprinzând cerinţele obligatorii pentru a genera încrederea clientului, a apărut standardul ISO 9004, la nivelul de ghid, vizând câştigarea încrederii managementului organizaţiei în aplicarea practicilor calităţii. Cele 20 de elemente (funcţiuni) ale sistemului calităţii conform standardului ISO 9001:1994 sunt următoarele: • Răspunderea conducerii; • Sistemul de management al calităţii; • Analiza contractelor; • Controlul concepţiei; • Controlul documentelor şi datelor; • Aprovizionarea; • Produse livrate de client • Marcarea şi trasabilitatea produselor;


16

• Conducerea proceselor; • Inspecţie şi încercări; • Supravegherea; • Stadiul verificărilor; • Controlul produselor neconforme; • Măsuri corective şi preventive; • Manipulare, ambalare, conservare, depozitare, expediţie; • Controlul înregistrărilor calităţii; • Audit intern; • Instruire; • Service (la client); • Metode statistice. Pentru fiecare element standardul stabileşte cerinţele ce trebuie îndeplinite, menţionându-se atât în titlul standardului cât şi în unele explicaţii că documentul constituie un model ce urmează a fi adaptat activităţilor organizării cazului în speţă. Revizuirea standardelor are loc la interval de cel puţin 5 ani, modificările introduse la începutul anului 2000, care au condus la modificări importante, fiind determinate de: • problemele semnalate de clienţi în utilizarea modelului celor 20 de elemente; • dificultăţi de aplicare pentru micile afaceri; • orientarea evidentă către fabricaţie; • proliferarea standardelor ghid; • creşterea nevoilor utilizatorilor şi clienţilor. Procesul de revizuire a familiei ISO 9000 actuale a avut în vedere următoarele acţiuni (fig. 1.1): • fuzionarea trei standardelor ISO 9001: 1994, ISO 9002: 1994 şi ISO 9003: 1994 intr-un singur standard, ISO 9001: 2000 • fuzionarea standardului ISO 8402 cu standardul ISO 9000-1 intr-un singur standard ISO 9000: 2000 • revizuirea standardului ISO 9004-1 care devine standardul ISO 9004: 2000 • fuzionarea standardului ISO 10011 (Partea 1, Partea 2 şi Partea 3) cu standardele ISO 14010, ISO 14011 şi ISO 14012 într-un singur standard ghid ISO 19011.


17

Figura 1.1. Rezultatele revizuirii din 2000 a colecţiei de standarde ISO 9000

În aceste condiţii, familia de standarde ISO 9000 are următoarea structură: • ISO 9000 - Sisteme de Management al Calităţii – Fundamente şi Vocabular; Stabileşte punctul de plecare pentru înţelegerea standardelor şi prezintă termenii şi definiţiile utilizate în familia ISO 9000, cu scopul de a înlătura interpretarea greşită a acestora, la utilizarea standardelor din această serie; • ISO 9001 - Sisteme de Management al Calităţii – Cerinţe; Standardul de cerinţe care se utilizează pentru a evalua abilitatea organizaţiei de a satisface cerinţele clientului şi cele ale reglementărilor aplicabile, prin care se urmăreşte satisfacţia clientului. Este, în prezent, singurul standard din familia ISO 9000 faţă de care se desfăşoară certificarea de terţă parte. • ISO 9004 - Sisteme de Management al Calităţii - Linii directoare pentru îmbunătăţirea performanţei; Standardul furnizează liniile directoare pentru îmbunătăţirea continuă a sistemului de management al calităţii, în beneficiul tuturor părţilor, prin creşterea satisfacţiei clienţilor. • ISO 19011 – Linii directoare pentru auditarea sistemelor de management al calităţii şi de management al mediului; Indică liniile directoare pentru a verifica abilitatea sistemului de a îndeplini obiectivele definite ale calităţii. Standardul este un ghid pentru auditul sistemelor de management al calităţii şi a sistemelor de management al mediului


18

Împreună, acestea formează un ansamblu coerent de standarde pentru sistemul de management al calităţii, care facilitează înţelegerea mutuală în comerţul naţional şi internaţional. Principalele modificări care au fost introduse de perechea de standarde ISO 9001: 2000 şi ISO 9004: 2000 referitoare la sistemul de management al calităţii sunt: • Structură nouă orientată către proces şi o secvenţă mai logică a conţinutului; • Un proces de îmbunătăţire continuă ca un pas important spre întărirea sistemului de management al calităţii; • Creşterea rolului managementului de vârf, incluzând:

• Angajamentul din partea managementului faţă de dezvoltarea şi îmbunătăţirea sistemului de management al calităţii; • Luarea în considerare a cerinţelor legale şi de reglementare; • Stabilirea unor obiective măsurabile la nivelul funcţiilor şi nivelurilor relevante.

• Termenul de "excluderi admisibile" a fost introdus ca o modalitate de a acoperi un spectru larg de organizaţii şi activităţi; • Cerinţa conform căreia organizaţia trebuie să monitorizeze informaţiile referitoare la satisfacţia şi / sau insatisfacţia clientului ca o metodă de măsurare a performanţelor sistemului; • Reducere semnificativă a volumului de documentaţie cerut; • Modificări / îmbunătăţiri ale terminologiei pentru o interpretare mai uşoară; • Creşterea compatibilităţii cu standardul pentru sistemul de management al mediului; • Referinţe specifice la principiile de management al calităţii; • Luarea în considerare a beneficiilor şi nevoilor tuturor părţilor interesate; • Adăugarea conceptului de autoevaluare organizaţională ca un element determinant pentru îmbunătăţire; • Sporirea atenţiei faţă de disponibilitatea resurselor; • Determinarea eficacităţii instruirii; • Măsurători extinse asupra sistemului, proceselor şi produsului; • Analiza datelor colectate referitoare la performanţa sistemului de management al calităţii.


19

Relaţia ce există între standardele ISO 9001 şi ISO 9004 este ilustrată de tabelul 1.2. Tabel 1.2. Corespondenţe ISO 9001 şi ISO 9004

Standard 9001:2000 Standard 9004:2000 Sporirea satisfacţiei clientului prin atingerea cerinţelor acestuia (inclusiv realizarea de produse ce satisfac cerinţele clientului)

Obţinerea de avantaje faţă de competiţie prin depăşirea cerinţelor clientului (inclusiv realizarea de produse care satisfac aşteptările la cel mai înalt nivel)

Caracter efectiv Eficienţă Set minim de cerinţe Cea mai bună practică Complianţă cu cerinţele care sunt auditabile

Ghid, nu cerinţe

Cerinţele fie sunt îndeplinite, fie nu sunt îndeplinite

Niveluri de excelenţă

Capacitatea de a atinge cerinţele clientului şi de a îmbunătăţi procesele prin reducerea riscurilor şi prevenirea greşelilor

Capacitate de a atinge performanţe superioare şi de a încânta clienţii

ISO 9000 a fost din nou revizuit în 2005, aducându-se schimbări minore standardului ISO 9001 (“amendamente”). Schimbări mai semnificative a suferit standardul ISO 9004 (“revizie”). 1.3.3. Noua ediţie a standardului ISO 9000:2005 ISO 9000:2005, Sisteme de management al calităţii – Aspecte fundamentale şi vocabular, deşi nu introduce modificări ale descrierilor elementelor fundamentale prezentate în ediţia trecută din 2000, cuprinde noi definiţii şi unele note explicative ce au fost lărgite sau adăugate, pentru a putea cuprinde mai multe documente recente din familia ISO 9000 şi pentru o aliniere cu acestea. Exemplele includ noţiuni ca: expert tehnic, cerinţă, competenţă, contract, auditor, echipa de audit, plan de audit şi scopul acestuia. Este îmbunătăţită compatibilitatea cu ISO 19011 şi ISO 14001:2004.


20

Youssef El Gamal, preşedinte al Subcomitetului 1, "Concepte şi terminologie", al Comitetului Tehnic ISO/TC 176, „Managementul calităţii şi asigurarea calităţii” explică: "Principalul motiv al acestei noi ediţii este de a furniza un singur şi neambiguu sens pentru cuvintele–cheie folosite în diferite standarde de sisteme de management şi în special ISO 9001:2000 (Sisteme de management al calităţii – Cerinţe) şi ISO 19011:2002 (Ghid pentru auditarea sistemelor de management al calităţii şi mediului). Prin colaborarea dintre ISO şi IEC (Comisia Internaţională pentru Electrotehnică), o serie de diagrame au fost îmbunătăţite în noua versiune. Destinatarii noii ediţii sunt: • furnizori, clienţi şi alţi parteneri – prin crearea unui limbaj comun în terminologia managementului calităţii; • persoane care evaluează sisteme de managementul calităţii sau le auditează pentru conformitate cu ISO 9001:2000 – auditori interni şi externi, organisme de certificare şi acreditare; • furnizori de consultanţă şi training în domeniul standardelor de calitate. Din punct de vedere al cuprinsului, ISO 9000:2005 este structurat ca şi vechea varianta din 2001 astfel: 1 Domeniu de aplicare 2 Principii fundamentale ale sistemelor de management al calităţii 2.1 Argumente pentru sistemele de management al calităţii 2.2 Cerinţe pentru sistemele de management al calităţii şi cerinţe pentru produse 2.3 Abordarea sistemelor de management al calităţii 2.4 Abordarea bazată pe proces 2.5 Politica referitoare la calitate şi obiectivele calităţii 2.6 Rolul managementului de la cel mai înalt nivel în cadrul sistemului de management al calităţii 2.7 Documentaţie 2.8 Evaluarea sistemelor de management al calităţii 2.9 Îmbunătăţire continuă 2.10 Rolul tehnicilor statistice 2.11 Sistemele de management al calităţii şi alte orientări ale sistemului de management 2.12 Relaţia dintre sistemele de management al calităţii şi modele de excelenţă 3 Termeni şi definiţii


21

3.1 Termeni referitori la calitate 3.2 Termeni referitori la management 3.3 Termeni referitori la organizaţie 3.4 Termeni referitori la proces şi produs 3.5 Termeni referitori la caracteristici 3.6 Termeni referitori la conformitate 3.7 Termeni referitori la documentaţie 3.8 Termeni referitori la examinare 3.9 Termeni referitori la audit 3.10 Termeni referitori la managementul calităţii pentru procesele de măsurare ANEXA A – Metodologia utilizata în elaborarea vocabularului Bibliografie Index alfabetic S-au introdus o serie de definiţii noi cum ar fi: • contract: acord care stabileşte obligaţii; • plan de audit: descriere a activităţilor şi a acordurilor pentru un audit; • domeniul auditului: amploarea şi limitele unui audit. NOTĂ: de obicei domeniul auditului include o descriere a locaţiilor fizice, a unităţilor organizaţionale, a activităţilor şi proceselor, ca şi a perioadei de timp acoperite. Unele definiţii au suferit mici modificări (cu litere groase), de ex.:

ISO 9000:2000 ISO 9000:2005 Capabilitate abilitatea unei organizaţii (3.3.1), sistem (3.2.1), sau proces (3.4.1) de a realiza un produs (3.4.2) care va îndeplini cerinţele (3.1.2) pentru acel produs

Capabilitate capacitatea unei organizaţii (3.3.1), sistem (3.2.1), sau proces (3.4.1) de a realiza un produs (3.4.2) care va îndeplini cerinţele (3.1.2) pentru acel produs

Îmbunătăţirea calităţii parte a managementului calităţii (3.2.8), concentrată pe creşterea abilităţii de a îndeplini cerinţele (3.1.2) calităţii

Îmbunătăţirea calităţii parte a managementului calităţii (3.2.8), concentrată pe creşterea abilităţii de a îndeplini cerinţele referitoare la calitate.

organizaţie grup de persoane şi facilităţi cu un ansamblu de responsabilităţi, autorităţi şi relaţii determinate

organizaţie grup de persoane şi facilităţi cu un ansamblu de responsabilităţi, autorităţi şi relaţii


22

conformitate îndeplinirea unei cerinţe (3.1.2). NOTA 1 – Această definiţie corespunde cu Ghidul 2 ISO/CEI, dar este formulată diferit pentru a se încadra în conceptele ISO 9000.NOTA 2 – Termenul "conformare" este sinonim, dar nerecomandat.

conformitate îndeplinirea unei cerinţe (3.1.2). NOTA - Termenul "conformare" este sinonim, dar nerecomandat.

informaţie date semnificative

informaţie date care au semnificaţie

înregistrare document (3.7.2) prin care se declară rezultate obţinute sau furnizează dovezi ale activităţilor realizate

înregistrare document (3.7.2) prin care se declară rezultate obţinute sau se furnizează dovezi ale activităţilor realizate

audit proces (3.4.1) sistematic, independent şi documentat în scopul obţinerii de dovezi de audit (3.9.4) şi evaluarea lor cu obiectivitate pentru a determina măsura în care sunt îndeplinite criteriile de audit (3.9.3). NOTA Auditurile interne, uneori denumite şi audituri de primă parte, sunt conduse de, sau în numele organizaţiei (3.3.1) însăşi pentru scopuri interne şi pot constitui baza pentru o organizaţie pentru declaraţia pe propria răspundere a conformităţii.(3.6.1). Auditurile externe includ ceea ce în general se numeşte "audit de secundă parte" sau "audit de terţă parte". Auditurile de secundă parte sunt conduse de părţi care au un interes în raport cu organizaţia, cum ar fi clienţi, sau de alte persoane în numele acestor

audit proces (3.4.1) sistematic, independent şi documentat în scopul obţinerii de dovezi de audit (3.9.4) şi evaluarea lor cu obiectivitate pentru a determina măsura în care sunt îndeplinite criteriile de audit (3.9.3). NOTA 1 – Auditurile interne, uneori denumite şi audituri de primă parte, sunt conduse de, sau în numele organizaţiei (3.3.1) însăşi pentru analiza efectuată de management sau pentru alte scopuri interne, şi pot alcătui baza pentru declaraţia de conformitate (3.6.1) a organizaţiei. În multe cazuri, în mod special în cazul organizaţiilor mici, independenţa poate fi demonstrată prin lipsa responsabilităţilor pentru activitatea care este în curs de auditare. NOTA 2 – Auditurile externe includ


23

părţi. Auditurile de terţă parte sunt conduse de organizaţii externe independente. Astfel de organizaţii furnizează certificarea sau înregistrarea conformităţii cu cerinţe cum ar fi acelea din ISO 9001 şi ISO 14001:1996. Atunci când sisteme de management (3.2.2) ale calităţii şi ale mediului sunt auditate împreună, acesta este numit un "audit combinat". Atunci când două sau mai multe organizaţii de audit cooperează pentru a audita în comun un singur auditat (3.9.8.), acesta este numit "audit comun".

acele audituri numite în general de secundă parte şi de terţă parte. Auditurile de secundă parte sunt conduse de părţi care au un interes în organizaţie, cum ar fi clienţii (3.3.5) sau alte persoane în numele acestora. Auditurile de terţă parte sunt conduse de organizaţii de auditare externe şi independente, cum sunt cele care furnizează certificarea/înregistrarea conformităţii cu ISO 9001 sau ISO 14001. NOTA 3 – Atunci când două sau mai multe sisteme de management (3.2.2) sunt auditate împreună, acesta este numit audit combinat. NOTA 4 – Atunci când două sau mai multe organizaţii de audit cooperează pentru a audita un singur auditat (3.9.8.), acesta se numeşte audit comun.

criterii de audit ansamblu de politici, proceduri (3.4.5) sau cerinţe (3.1.2) utilizate ca o referinţă.

criterii de audit ansamblu de politici, proceduri (3.4.5) sau cerinţe (3.1.2).

dovezi de audit înregistrări (3.7.6), declaraţii ale faptelor sau alte informaţii (3.7.1) care sunt relevante în raport cu criteriile de audit (3.9.3) şi verificabile.

dovezi de audit înregistrări (3.7.6), declaraţii ale faptelor sau alte informaţii (3.7.1) care sunt relevante în raport cu criteriile de audit (3.9.3) şi sunt verificabile.

constatări ale auditului rezultatele evaluării dovezilor de audit (3.9.4) colectate, în raport cu criteriile de audit (3.9.3)

constatări ale auditului rezultatele ale evaluării dovezilor de audit (3.9.4) colectate, în raport cu criteriile de audit (3.9.3)

auditor persoana care are competenţa (3.9.12)

auditor persoana care are aptitudini


24

de a efectua un audit (3.9.1) demonstrate şi competenţa (3.1.6 şi 3.9.14) de a efectua un audit (3.9.1)

echipa de audit unul sau mai mulţi auditori (3.9.9) care efectuează un audit (3.9.1).NOTA 1 – Un auditor din echipa de audit este în general desemnat ca auditor şef. NOTA 2 – Echipa de audit poate include auditori în curs de formare şi dacă este necesar, experţi tehnici (3.9.11). NOTA 3 – Observatorii pot însoţi echipa de audit, dar nu pot acţiona ca parte din aceasta.

echipa de audit unul sau mai mulţi auditori (3.9.9) care efectuează un audit (3.9.1) susţinuţi dacă este nevoie de experţi tehnici (3.9.11). NOTA 1 – Un auditor din echipa de audit este desemnat conducător al echipei de audit. NOTA 2 – Echipa de audit poate include auditori în curs de formare.

expert tehnic persoana care furnizează cunoştinţe sau experienţă profesională specifică în legătură cu subiectul de auditat

expert tehnic persoana care furnizează expertiza sau cunoştinţe specifice echipei de audit.

competenţă abilitatea demonstrată de a aplica cunoştinţe şi aptitudini

competenţă aptitudini personale demonstrate şi capacitate demonstrată de a aplica cunoştinţe şi abilităţi.

sistem de control al măsurării ansamblu de elemente corelate sau în interacţiune necesare pentru obţinerea confirmării metrologice (3.10.3) şi controlului continuu al proceselor de măsurare (3.10.2)

sistem de management al măsurării ansamblu de elemente corelate sau în interacţiune necesare pentru obţinerea confirmării metrologice (3.10.3) şi controlului continuu al proceselor de măsurare (3.10.2)

echipament de măsurare mijloc de măsurare, software, etalon, material de referinţă sau aparatură auxiliară sau combinaţii ale acestora necesare pentru a realiza un proces de măsurare (3.10.2)

echipament de măsurare instrument de măsurare, software, etalon de măsurare, material de referinţă sau aparat auxiliar, sau o combinaţie ale acestora necesară pentru a realiza un proces de măsurare (3.10.2)


25

funcţie metrologică funcţie cu responsabilitate organizaţională pentru definirea şi implementarea sistemului de control al măsurării (3.10.1)

funcţie metrologică funcţie cu responsabilitate organizaţională pentru definirea şi implementarea sistemului de management al măsurării (3.10.1)

NOTĂ – Termenul de "definire" are înţelesul de "specificare". Acesta nu este utilizat în sensul termenologic de "definire a unui concept" (în unele limbi, această distincţie nu este clară numai din context).

Diagrama noţiunilor a fost adaptată la definiţiile modificate şi completată cu noile noţiuni. 1.3.4. Standardul ISO 9001:2000

1.3.4.1. Prezentare generală ISO 9001:2000 a devenit standardul mondial acceptat care asigură calitatea bunurilor şi serviciilor în relaţiile dintre clienţi şi furnizori. La sfârşitul lui decembrie 2005, 776608 de certificate de conformitate cu ISO 9001:2000 au fost eliberate în 161 de state, ceea ce reprezintă o creştere cu 18% faţă de numărul de 660132 de certificate, acordate în 2004 în 154 de state. Topul primelor zece sectoare de activitate care beneficiază de acreditarea ISO 9001 (la 30 aprilie 2003, conform bazei de date a DQS), este prezentat în figura 1.2. Acest standard promovează adoptarea unei abordări bazate pe proces în dezvoltarea, implementarea şi îmbunătăţirea eficacităţii sistemului de management a calităţii, în scopul creşterii satisfacţiei clientului, prin îndeplinirea cerinţelor acestuia, aşa cum se precizează în capitolul 02 al standardului. Majoritatea utilizatorilor apreciază această abordare, aşa cum rezultă şi din figura 1.3.


26

Figura 1.2. Ponderea primelor zece sectoare de activitate care beneficiază de acreditarea ISO

9001

Figura 1.3. Mod de percepţie a schimbărilor introduse în viziunea utilizatorilor

Modelul prezentat în figura 1.4 prezintă cerinţele standardului. Prin abordare bazată pe proces se înţelege aplicarea unui sistem de procese în cadrul unei organizaţii, identificarea şi interacţiunile acestor procese, precum şi conducerea lor, care să asigure control permanent asupra legăturii dintre procesele individuale ce compun sistemul, cât şi asupra modului în care acestea interacţionează.


27

Într-o astfel de abordare, este accentuată importanţa: • înţelegerii şi satisfacerii cerinţelor; • necesităţii de a considera procesele în funcţie de valoarea adăugată; • obţinerii de rezultate în ceea ce priveşte performanţa şi eficacitatea procesului; • îmbunătăţirii continue a proceselor pe baza măsurilor obiective.

Figura 1.4. Modelul unui sistem de management al calităţii bazat pe proces

Modelul propus de ISO 9000 evidenţiază faptul că intrarea în sistem o reprezintă cerinţele părţilor interesate (clienţi, societate, salariaţi, furnizori, proprietar), iar ieşirea din sistem este satisfacţia acestora. Succesiunea capitolelor urmează ciclul PDCA (fig. 1.5) care semnifică: P – plan – planificare în sensul de a stabili obiectivele şi procesele necesare obţinerii rezultatelor în concordanţă cu cerinţele clientului şi cu politicile organizaţiei; D – do – efectuează ceea ce s-a planificat; implementarea proceselor ; C – check – verifică prin monitorizarea şi măsurarea proceselor că ceea ce s-a planificat s-a realizat în raport cu politicile, obiectivele şi cerinţele pentru produs;


28

A – act – acţionează în sensul de a îmbunătăţi continuu performanţa proceselor.

Figura 1.5 Ciclul PDCA

1.3.4.2. Trecerea în revistă a cerinţelor standardului ISO 9001:2000 Standardul cuprinde 8 capitole, primele 3 având caracter introductiv, de prezentare a domeniului de aplicare şi de precizare a unor termeni şi definiţii. Capitolul 4, Sistemul de management al calităţii, cuprinde 2 subcapitole: Cerinţe generale Standardul precizează necesitatea existenţei unui sistem de management al calităţii documentat, care este permanent menţinut şi îmbunătăţit. Sunt precizate următoarele cerinţe: • identificarea proceselor care sunt implicate în sistem; • determinarea succesiunii proceselor, precum şi a modului în care acestea interacţionează; • determinarea de metode prin care organizaţia să se asigură că procesele identificate funcţionează corect; • asigurarea furnizării resurselor care sunt necesare atât pentru funcţionarea proceselor, cât şi pentru monitorizarea acestora; • monitorizarea şi îmbunătăţirea sistemului. Cerinţe referitoare la documentaţie Este stipulată existenţa unor anumite tipuri de documente în sistem, şi anume: • declaraţii documentate ce conţin politica referitoare la calitate;


29

• declaraţia privind obiectivele calităţii; • manualul calităţii; • proceduri documentate, cerute de standard (şase domenii ce trebuie acoperite); • înregistrări cerute de standard pentru a se dovedi îndeplinirea cerinţelor. Documentaţia poate fi în orice formă, şi pe orice mediu suport (hârtie sau electronic). Standardul cere ca Manualul Calităţii, care include domeniul de aplicare al sistemului de management al calităţii, procedurile documentate stabilite pentru acesta şi precizarea interacţiunilor şi succesiunii proceselor acestui sistem, să fie menţinut la zi. Eventualele excluderi de la clauzele standardului trebuie să fie menţionate în manual, cu argumentarea clară a motivelor excluderii. Manualul trebuie să facă referire sau să conţină proceduri obligatorii cerute de standard; acestea trebuind să acopere şase zone. Referitor la controlul documentelor, se stipulează necesitatea prevederii unei proceduri documentate care să definească controlul necesar pentru a menţine documentele în ordine, păstrate în bune condiţii, astfel încât să poată fi accesate rapid. Documentele trebuie aprobate înainte de emitere, fiind mereu urmărită necesitatea actualizării lor. Trebuie avut în vedere ca versiunile disponibile pentru folosire să fie versiunile curente ale documentelor. În cazul existenţei de documente externe, necesare pentru realizarea produsului sau furnizarea serviciului, trebuie descris felului în care sunt controlate acestea. În eventualitatea păstrării documentelor vechi, trebuie descris felul în care se previne folosirea lor accidentală. În ceea ce priveşte controlul înregistrărilor, standardul prevede necesitatea păstrării înregistrărilor pe o perioadă definită de timp, ca rezultat al necesităţii de a proba operarea corectă a sistemului de management al calităţii. Standardul indică necesitatea existenţei unei proceduri documentate, care să asigure că înregistrările referitoare la calitate sunt controlate în mod adecvat, cu privire la: • definirea înregistrărilor necesare; • modul şi locul de depozitare; • uşurinţa identificării; • precizarea duratelor de păstrare şi a modalităţilor de eliminare a lor.


30

Poate fi benefică stabilirea de responsabili pentru aceste acţiuni, chiar dacă standardul nu o cere în mod expres. Capitolul 5, Responsabilitatea managementului, are 6 subcapitole. Primul dintre ele, intitulat Angajamentul managementului, precizează că managementul de la cel mai înalt nivel trebuie să dovedească angajament privind comunicarea în organizaţie a importanţei satisfacerii cerinţelor clienţilor, prin dezvoltarea şi îmbunătăţirea sistemului de management al calităţii, prin elaborarea unei politici referitoare la calitate şi asigurarea stabilirii clare a obiectivelor calităţii. Managementul de vârf este responsabil de conducerea analizelor de management, precum şi de asigurarea resurselor necesare pentru sistem. Al doilea subcapitol, Orientarea spre client, arată că acest proces implică identificarea şi îndeplinirea cerinţelor clientului (inclusiv cele nespecificate, dar necesare pentru utilizarea specifică sau intenţionată), pentru îmbunătăţirea satisfacţiei acestuia. Se recomandă stabilirea de responsabilităţi precise sau a unui grup de persoane responsabile pentru determinarea cerinţelor clienţilor şi a aşteptărilor acestora. În subcapitolul al treilea, Politica referitoare la calitate, este specificat că intră în răspunderea managementului de vârf asigurarea că organizaţia are o politică relevantă pentru produsului sau serviciul oferit către client. Politica referitoare la calitate constituie cel mai important document din cadrul sistemului. Managementul de vârf trebuie să se asigure că politica include angajamentul pentru satisfacerea cerinţelor (din partea clientului, a celor legale, etc.) şi pentru îmbunătăţirea continuă a eficacităţii sistemului de management al calităţii, asigură un cadru pentru analiza obiectivelor calităţii şi a stabilirii acestora, este cunoscută de către personalul organizaţiei, din punct de vedere al implicaţiilor pe care le are ea, precum şi din punct de vedere al felului în care aceştia contribuie la atingerea obiectivelor, şi este analizată periodic. Subcapitolul Planificare se referă la obiectivele calităţii şi la planificarea sistemului de management al calităţii. Legat de obiectivele calităţii se arată că managementul de vârf trebuie să se asigure că obiectivele calităţii sunt stabilite pentru funcţii relevante ale organizaţiei, şi situate la nivelurile semnificative ale acesteia şi să stabilească obiectivele calităţii, care să fie măsurabile. O altă cerinţă aflată în responsabilitatea managementului de vârf se referă la măsurabilitate


31

obiectivelor stabilite (este inutilă existenţa unor obiective care să nu poată fi măsurate ulterior, în termeni de atingere sau nu a ceea ce a fost planificat), precum şi asigurarea concordanţei între obiective şi politica de calitate. Managementul de vârf trebuie să se asigure că sunt alocate resurse suficiente pentru atingerea obiectivelor stabilite. În ceea ce priveşte planificarea sistemului de management al calităţii, managementul de vârf trebuie să se asigure că planificarea sistemului de management al calităţii este efectuată în vederea îndeplinirii cerinţelor cu caracter general, precum şi a obiectivelor, iar atunci când apar modificări în sistem, trebuie să păstreze integritatea sistemului. Aceste modificări trebuie efectuate în manieră controlată, astfel încât sistemul să continue să întrunească cerinţele standardului. Subcapitolul Responsabilitate, autoritate şi comunicare se referă la „Responsabilitate şi autoritate”, „Reprezentantul managementului” şi „Comunicare internă”. Legat de responsabilitate şi autoritate, managementul de vârf trebuie să se asigure că responsabilităţile aferente funcţiilor cheie din cadrul organizaţiei sunt identificate (preferabil documentat, pentru a facilita o mai bună înţelegere a lor, respectiv o mai bună comunicare), respectiv comunicate în cadrul organizaţiei, astfel ca angajaţii să fie conştienţi de ierarhiile din organizaţie. De asemenea, ei trebuie să cunoască organizarea generală a companiei, sau să aibă acces la informaţiile aferente acestei teme. Referitor la reprezentantul managementului, în standard se specifică faptul că managementul de vârf trebui să numească o persoană din cadrul său care să acţioneze ca "Reprezentant al Managementului", având responsabilităţi în ceea ce priveşte: • asigurarea stabilităţii, implementării şi menţinerii proceselor sistemului de management; • raportarea către managementul de vârf a performanţei sistemului, cu precizarea necesităţilor de îmbunătăţire; • promovarea în cadrul organizaţiei a conştientizării privind necesitatea satisfacerii cerinţelor clienţilor; • asigurarea legăturii cu părţile externe în aspecte legate de sistemul de management al calităţii. Deşi standardul nu o precizează, se recomandă să existe o înregistrare privind desemnare Reprezentantul Managementului.


32

Asigurarea unei bune comunicări internă este responsabilitatea managementului de vârf, al cărui rol este de a asigura existenţa unei comunicări adecvate în cadrul organizaţiei, comunicare care să vizeze eficacitatea sistemului de management al calităţii Subcapitolul Analiza efectuată de management precizează că la intervale planificate de timp, managementul de vârf trebuie să analizeze modul în care funcţionează sistemului de management al calităţii din organizaţie, astfel încât să se asigure că sistemul este corespunzător, adecvat şi eficace. Cu acest prilej, trebuie luate în considerare oportunităţile de îmbunătăţire ale sistemul, incluzând aici şi politica referitoare la calitate şi obiectivele acesteia. Trebuie menţinute înregistrări ale unor astfel de analize. Privitor la elemente de intrare ale analizei de management, acestea trebuie definite (pot fi rezultate ale inspecţiilor, studii privind satisfacţia clientului, rapoarte de audit intern, etc.). Este necesar ca aceste elemente să cuprindă informaţii referitoare la: • rezultatele auditurilor; • feedback-ul de la client; • conformitatea proceselor; • conformitatea produsului/serviciului; • stadiul acţiunilor corective şi preventive; • rezultatele acţiunilor stabilite în cadrul unor analize anterioare de management; • schimbări ce ar putea afecta sistemul; • recomandări pentru îmbunătăţire. Elementele de intrare ale analizei de management nu trebuie să se limiteze la cele precizate anterior, acestea fiind doar cerinţele minimale. Elemente de ieşire ale analizei efectuate de management trebuie să includă decizii şi acţiuni cu referire la: • îmbunătăţiri asupra eficacităţii sistemului de management a calităţii şi a proceselor sale; • îmbunătăţiri asupra produselor realizate sau a serviciilor prestate de organizaţie, în raport cu cerinţele clientului; • necesarul de resurse. Şi în acest caz, standardul precizează doar cerinţele minimale, ce pot fi completate cu mai multe elemente de ieşire din analizele efectuate de management.


33

Capitolul 6, Managementul resurselor, cuprinde 4 subcapitole: „Asigurarea resurselor”, „Resurse umane”, „Infrastructura” şi „Mediu de lucru” Referitor la asigurarea resurselor, standardul precizează că organizaţia trebuie mai întâi să determine, şi apoi să se asigure că are resursele necesare adecvate pentru implementarea şi menţinerea sistemului de management al calităţii, în vederea creşterii satisfacţiei clientului ca urmare a îndeplinirii cerinţelor sale. În ceea ce priveşte resursele umane, în cazul activităţilor ce influenţează calitatea produsului, personalul utilizat trebuie să fie competent, competenţă manifestată pe mai multe niveluri: • din punct de vedere al studiilor; • din punct de vedere al instruirii; • din punct de vedere al abilităţilor; • din punct de vedere al experienţei adecvate. Competenţa personalului implicat în desfăşurarea de activităţi ce influenţează calitatea produsului trebuie determinată. Competenţa este o combinaţie dintre experienţă, abilităţi, studii şi instruire. Pentru a realiza nivelul de instruire adecvat, organizaţia trebuie să furnizeze instruirea necesară, iar eficacitatea instruirilor trebuie evaluată. Angajaţii trebuie să fie conştienţi de importanţa sarcinilor pe care le îndeplinesc şi de modul în care contribuie la îndeplinirea obiectivelor calităţii. Trebuie păstrate înregistrări corespunzătoare privind educaţia, instruirea, experienţa şi abilităţile personalului ce desfăşoară activităţi care influenţează calitatea. În legătură cu infrastructura, în standard se precizează că pentru realizarea conformităţii cu cerinţele produsului, organizaţia trebuie să determine, să pună la dispoziţie şi să menţină infrastructura necesară, ce cuprinde clădiri, spaţii de lucru şi utilităţile aferente, echipamentele necesare (hardware şi software) şi serviciile suport. Capitolul 7, Realizarea produsului, cuprinde subcapitolele „Planificarea realizării produsului”, „Procese referitoare la relaţia cu clientul”, „Proiectare şi dezvoltare”, „Aprovizionare” şi „Producţie şi furnizare de servicii”. În legătură cu planificarea realizării produsului se prevede că pentru realizarea produsului, organizaţia trebuie să planifice şi să dezvolte procesele


34

necesare, în acord cu cerinţele pentru celelalte procese ale sistemului de management al calităţii. La planificarea realizării produsului trebuie să se determine, după caz, următoarele: • obiectivele calităţii şi cerinţele pentru realizarea lor; • stabilirea de planuri adecvate pentru toate procesele şi subprocesele necesare realizării produsului şi alocarea resurselor necesare; • activităţile specifice de verificare, validare, monitorizare, inspecţie şi/sau testare, precum şi criteriile pentru acceptarea produsului; • identificarea înregistrările ce vor fi păstrate pentru a dovedi că produsul a fost realizat corespunzător; Elementele de ieşire ale acestei planificări trebuie să fie într-o formă adecvată metodei de operare a organizaţiei. Legat de procese referitoare la relaţia cu clientul, organizaţia trebuie să identifice cerinţele specificate de către client, atât cele asociate produsului, cât şi activităţilor de livrare şi post-livrare. Trebuie determinate şi acele cerinţe ce nu au fost specificate de client, dar necesare pentru utilizarea prevăzută sau intenţionată a produsului, atunci când aceasta este cunoscută, precum şi cele legale şi de reglementare legate de produs. Pentru analiza cerinţelor referitoare la produs, ce trebuie realizată anterior momentului în care organizaţia se angajează să livreze un anumit produs, trebuie să se urmărească definirea clară a cerinţelor referitoare la produs. În cazul special în care aceste cerinţe nu sunt definite în scris, organizaţia trebuie să identifice modalitatea de confirmare a cerinţelor verbale ale clientului. De asemenea, organizaţia trebuie să se asigure că are resursele necesare pentru a furniza ceea ce a cerut clientul. Organizaţia trebuie să definească felul în care sunt înregistrate modificările comenzii iniţiale, în vederea amendării documentelor relevante, şi să se asigure că personalul implicat este în cunoştinţă de modificarea cerinţelor. În standard se precizează necesitatea păstrării înregistrărilor referitoare la analiza asupra comenzii, precum şi a acţiunilor ulterioare acestei analize. Pentru buna comunicare cu clientul, organizaţia trebuie să identifice şi să implementeze modalităţi cât mai eficace de comunicare cu clienţii, urmărind în principal informaţiile despre produs, tratarea cererilor de ofertă, a contractelor sau comenzilor (inclusiv modificările suportate) şi feedback-ul de la client, incluzând aici şi eventualele reclamaţii. Proiectarea şi dezvoltarea impune ca organizaţia să identifice etapele de parcurs în proiectare şi dezvoltare, să stabilească modalităţile de analiză,


35

verificare şi validare specifice fiecărei etape şi să precizeze responsabilităţile şi autoritatea pentru proiectare şi dezvoltare. Comunicarea între diversele grupuri implicate trebuie menţinută la nivel optim prin controlul interfeţelor dintre acestea. Pe măsură ce procesul avansează, trebuie actualizate corespunzător elementele de ieşire ale planificării. Elemente de intrare pentru proiectare şi dezvoltare, ce reprezintă informaţii esenţiale pentru a putea proiecta şi dezvolta produsul, trebuie înregistrate şi înregistrările trebuie menţinute. Aceste elemente de intrare se referă la cerinţele de funcţionare şi performanţă, cerinţe legale şi reglementări aplicabile (cum ar fi cele legate de siguranţa în exploatare, ambalare, reciclare, marcaj CE, etc.), informaţii derivate din activităţi anterioare similare de proiectare. Elementele de ieşire ale proiectării şi dezvoltării (planuri, schiţe, etc.) trebuie stabilite de către organizaţie, astfel încât acestea să poată fi verificate în raport cu documentele de intrare. Aceste elemente de ieşire, care trebuie aprobate înainte de eliberarea lor, trebuie să satisfacă cerinţele cuprinse în elementele de intrare, să furnizeze informaţii în legătură cu aprovizionarea, producţia şi furnizarea serviciului, să conţină sau să se refere la criterii de acceptare a produsului, şi să specifice caracteristicile produsului esenţiale pentru utilizare corectă şi sigură. Organizaţia trebuie să analizeze progresele realizate în activitatea de proiectare şi dezvoltare, în conformitate cu modalităţile planificate, urmărind capabilitatea rezultatelor proiectării şi dezvoltării de a satisface cerinţele şi de a identifica problemele, cu propunerea măsurilor ce se impun pentru corectarea lor. La realizarea analizelor trebuie să participe reprezentanţii funcţiilor interesate în etapele analizate. Înregistrările rezultate din astfel de analize trebuie păstrate. Verificarea proiectării şi dezvoltării, realizată conform modalităţilor planificate (unde se specifică când se fac astfel de verificări, cum, şi de către cine), urmăreşte stabilirea satisfacerii de către elementele de ieşire a cerinţelor impuse de elementele de intrare. Înregistrările aferente verificărilor realizate sau a oricăror alte acţiuni necesare trebuie păstrate. Validarea proiectării şi dezvoltării, pe care organizaţia o face în conformitate cu modalităţile planificate, trebuie să se asigure că produsul rezultat satisface cerinţele pentru aplicări specificate sau utilizări intenţionate,


36

atunci când acestea se cunosc. Ori de câte ori este posibil, validarea se realizează anterior livrării sau implementării produsului. Există situaţii în care validarea include analiza feedback-ului post-livrare de la client, ceea ce poate conduce la modificări ulterioare ale proiectării sau schimbări în produs. Înregistrările aferente rezultatelor validării şi ale oricăror acţiuni necesare trebuie păstrate. Modificările intervenite în proiectare şi dezvoltare trebuie controlate. Orice modificare a proiectului trebuie identificată şi înregistrată. Anterior implementării modificărilor, acestea trebuie analizate, verificate şi validate, după caz, şi aprobate. Se are în vedere efectul pe care modificările ce se operează îl au asupra elementelor de proiect realizate până în acel moment. Trebuie menţinute înregistrări ale rezultatelor analizei modificărilor şi a oricăror alte acţiuni necesare. Legat de aprovizionare, standardul precizează că organizaţia trebuie să se asigure că produsul aprovizionat corespunde cerinţelor specificate, motiv pentru care se efectuează controlul produsului aprovizionat şi al furnizorului, natura acestui control fiind dependentă de semnificaţia pe care produsul aprovizionat o are în ansamblul produsului final. Pentru a alege furnizori adecvaţi, trebuie stabilite criterii de selecţie, evaluare şi reevaluare a acestora. Se recomandă comunicarea în termeni foarte precişi şi clari către furnizor a cerinţelor organizaţiei. Rezultatele evaluării furnizorilor se păstrează. Informaţiile pentru aprovizionare trebuie să includă descrieri şi informaţii clare referitoare la produsul de aprovizionat, cu specificarea cerinţelor pentru aprobarea produsului, pentru calificarea personalului şi cele privitoare la sistemul de management al calităţii. Documentele de aprovizionare trebuie să fie analizate din punct de vedere al gradului lor de adecvare, înainte de comunicarea lor către furnizor. Chiar dacă standardul nu specifică obligativitatea existenţei înregistrărilor, existenţa şi menţinerea lor este recomandabilă. Standardul cuprinde referiri privitoare la verificarea produsului aprovizionat. Pentru ca produsul aprovizionat să satisfacă cerinţele specificate, trebuie stabilite şi implementate proceduri de inspecţie a acestuia. Atunci când se decide verificarea produsului la furnizor, trebuie specificate înţelegerile avute în vedere la verificare şi metoda de eliberare a produsului.


37

În subcapitolul privitor la producţia şi furnizare de servicii, se indică faptul că organizaţia trebuie să asigure controlul diverselor elemente privind realizarea produsului, urmărind: • existenţa informaţiilor care precizează caracteristicile produsului (astfel încât inspecţiile sau testele funcţionale să poată fi realizate în condiţii optime); • existenţa instrucţiunilor de lucru (în formă scrisă, diagrame, desene, mostre, etc.), dacă acest lucru este necesar; • utilizarea echipamentului adecvat de lucru, precum şi disponibilitatea şi utilizarea dispozitivelor de măsurare şi monitorizare; • existenţa procedurilor specifice pentru activităţi de eliberare a produsului, livrare şi post livrare. Atunci când se realizează produse sau servicii care nu pot fi verificate sau monitorizare prin măsurare ulterioară, este necesară validarea proceselor ce le generează. Din această categorie fac parte procesele ale căror vicii devin aparente doar la utilizarea produsului sau la furnizarea serviciului (atunci când testele pentru a se stabili nivelul de calitate nu pot fi realizate decât prin distrugerea produsului, sau când testările presupun date cu caracter subiectiv). Măsurile preliminare pe care organizaţia trebuie să le stabilească vizează: • precizarea de criterii pentru analiza şi aprobarea proceselor; • aprobarea echipamentele şi a nivelului de calificare a personalul implicat în astfel de activităţi. • ce metode sau proceduri trebuie urmate pentru realizarea produsului sau serviciului; • ce înregistrări trebuie păstrate; • revalidarea. În cazul validării unor procese speciale, trebuie păstrate înregistrări. După cum este cazul, organizaţia trebuie să identifice produsul pe durata realizării sale (prin etichetare, etc), şi să identifice stadiul produsului în raport cu cerinţele de măsurare şi monitorizare. În unele situaţii, este necesară asigurarea trasabilităţii în ceea ce priveşte materialele de la furnizor folosite în diferite produse. În acest caz, organizaţia trebuie să definească metodele adecvate pentru identificarea unică a bunurilor, începând cu comanda clientului, trecând prin procesul de aprovizionare, de realizare a produsului şi terminând cu livrarea la client. Înregistrările necesare trebuie păstrate pentru a demonstra trasabilitatea.


38

Precizările din standard cu privire la proprietatea clientului se aplică organizaţiilor care primesc bunuri de la client (bunuri ce vor fi încorporate în produsul final, sau diverse date, cum ar fi desene sau schiţe, planuri, etc). Proprietatea clientului (care include şi proprietatea intelectuală), pusă la dispoziţie pentru a fi utilizată sau incorporată în produs, trebuie identificată, verificată şi protejată. Dacă sunt descoperite probleme sau proprietatea clientului este deteriorată sau pierdută pe perioada în care aceasta se află sub controlul organizaţiei, trebuie raportat clientului acest lucru şi trebuie păstrate înregistrări aferente. În ceea ce priveşte păstrarea produsului, organizaţia trebuie să se asigure că toate produsele (cât şi părţile lor componente) îşi conservă conformitatea pe durata procesării interne şi a livrării. Pentru aceasta se realizează identificarea, manipularea, ambalarea, depozitarea şi protejarea produsului. Prezenta clauză se referă şi la responsabilitatea organizaţia în etapele ulterioare inspecţiei finale a produsului, paşi care să asigure că produsul nu se deteriorează. Atunci când livrarea este parte a înţelegerii cu clientul, organizaţia este responsabilă de securitatea livrării. Dacă se foloseşte o firmă de transport, aceasta trebuie evaluată din punct de vedere al capabilităţii. Referitor la controlul dispozitivelor de măsurare şi monitorizare, standardul precizează că organizaţia trebuie să determine măsurările şi monitorizările necesare a fi efectuate asupra produsului, precum şi asupra dispozitivele ce vor fi folosite. Trebuie totodată precizate procese prin care să se asigure de posibilitatea efectuării monitorizărilor şi măsurărilor, şi de existenţa conformităţii modului de realizare al acestora cu cerinţele stabilite. Pentru obţinerea de rezultate valide, este necesar ca echipamentele de măsurare să fie etalonate sau verificate în mod regulat (cu periodicitate specificată sau înainte de utilizare), stabilindu-se conformitatea cu etaloane de măsură trasabile până la etaloane naţionale sau internaţionale. Dacă astfel de etaloane lipsesc, baza folosită pentru etalonare sau înregistrare trebuie înregistrată. Înregistrările aferente etalonărilor trebuie păstrate. Pentru determinarea stării de etalonare a unui dispozitiv de măsurare, acestea trebuie identificate. Dispozitivele de măsurare trebuie, după necesităţi, ajustate sau reajustate, prevenindu-se ajustările accidentale ce ar putea invalida rezultatul măsurării, şi asigurându-se protejarea lor în timpul manipulării, întreţinerii şi depozitării împotriva degradărilor şi deteriorărilor.


39

Dacă se depistează un echipament defect, trebuie luată în considerare perioada de timp în care se presupune că acesta a realizat verificări. Este posibilă rechemarea produselor verificate deja, atunci când consecinţele pot fi foarte severe. Indiferent de situaţie, este necesară menţinerea de înregistrări privind o astfel de situaţie. Capitolul 8, Măsurare, analiză şi îmbunătăţire, cuprinde subcapitolele „Generalităţi”, „Măsurare şi monitorizare”, „Controlul produsului”, „Analiza datelor” şi „Îmbunătăţire”. La primul subcapitol se indică faptul că organizaţia trebuie să identifice şi să planifice activităţile de măsurare, monitorizare, analiză şi îmbunătăţire, pentru a putea demonstra conformitatea produsului, pentru a asigura conformitatea sistemului de management al calităţii şi pentru continua îmbunătăţire a acestuia. Pentru aceasta organizaţia trebuie să precizeze tehnicile ce urmează a le utiliza, inclusiv tehnicile statistice, cu precizarea amplorii utilizării acestora. Chiar dacă standardul nu cere în mod explicit utilizarea de tehnici statistice, ci doar investigarea necesităţii de a folosi astfel de tehnici, utilizarea lor este recomandabilă. Legat de măsurare şi monitorizare, organizaţia trebuie să utilizeze, în evaluarea performanţei sistemului de management al calităţii feedback-ul de la client, realizând monitorizarea informaţiilor cu privire la percepţia clientului asupra satisfacerii cerinţele sale. Metodele folosite pentru obţinerea acestor informaţii, cât şi pentru utilizarea lor, trebuie determinate. Pentru a se asigura că sistemul de management al calităţii este conform cu modalităţile planificate şi întruneşte cerinţele standardului ISO 9001:2000, respectiv pentru determinarea nivelului de implementare, organizaţia trebuie să efectueze la intervale planificate audituri interne. Planificarea auditurilor se face pe baza unui plan de audit, la a cărui elaborare se iau în considerare starea şi importanţa proceselor de auditat, precum şi rezultatele auditurilor anterioare. Trebuie definite criteriile, domeniile auditării, frecvenţa şi metodele de audit, iar la selectarea auditorilor se ţine seama de independenţa şi imparţialitatea lor (nu se admite ca auditorii sa fie implicaţi în activitatea pe care o auditează), precum şi de nivelul de competenţă pe care trebuie să-l manifeste. Standardul stipulează necesitatea unei proceduri documentate de stabilire a responsabilităţilor şi cerinţelor pentru planificarea şi efectuarea auditurilor, pentru raportarea rezultatelor şi menţinerea înregistrărilor.


40

Funcţiile responsabile pentru gestionarea neconformităţilor depistate în timpul auditului trebuie să decidă necesitatea de acţiuni corective şi trebuie să le implementeze, dacă au fost stabilite. Trebuie păstrate înregistrări privind auditurile interne. Pentru măsurarea şi monitorizarea proceselor trebuie să existe metode adecvate de lucru, care să demonstreze capabilitatea procesele de realizare a rezultatelor planificate, iar atunci când acest lucru nu se realizează, trebuie întreprinse acţiuni corective pentru asigurarea conformităţii. Legat de măsurarea şi monitorizarea produsului, în standard se precizează că în diverse stadii ale proceselor de realizare a produsului, conform cu modalităţile planificate, organizaţia trebuie să monitorizeze şi să măsoare caracteristicile produsul, pentru a-i determina nivelul de conformitate. Înregistrările inspecţiilor şi testelor realizate, care trebuie să identifice persoana responsabilă pentru eliberarea produsului către următoarea fază de producţie sau către client, trebuie păstrate. Eliberarea produsului către client trebuie efectuată numai după ce toate inspecţiile planificate au fost efectuate, iar rezultatele acestora sunt corespunzătoare, excepţie făcând cazurile în care s-a aprobat altfel de o autoritate relevantă. Referitor la controlul produsului neconform, organizaţia trebuie să se asigure că produsul neconform nu este folosit sau livrat accidental la client, şi în acest scop el trebuie precis identificat. Trebuie documentate modalităţile de control, cât şi responsabilităţile şi autorităţile aferente tratării produsului neconform, iar înregistrările privind natura neconformităţii şi metodele de tratare trebuie menţinute. Tratarea produsului neconform presupune fie întreprinderea de acţiuni de eliminare a neconformităţilor detectate, fie autorizarea utilizării, eliberării sau acceptării lui cu derogare dată de o autoritate relevantă, fie prin întreprinderea unei acţiuni care să împiedice aplicarea sau utilizarea intenţionată iniţial. Se menţin înregistrările referitoare la natura neconformităţilor şi acţiunile ulterioare întreprinse, inclusiv derogările. Produsul neconform corectat trebuie reverificat astfel încât să se dovedească faptul că satisface cerinţele impuse. Dacă un produs neconform a fost livrat către client, organizaţia trebuie să decidă măsuri adecvate, corelate cu efectele curente şi potenţiale ale neconformităţii. În ceea ce priveşte analiza datelor, standardul indică faptul că, pentru a stabili nivelul de adecvare al sistemului de management al calităţii, organizaţia


41

trebuie să determine, să colecteze şi să analizeze date relevante. În acest mod se poate determina unde poate fi aplicată îmbunătăţirea continuă a eficacităţii sistemului. Analiza datelor trebuie să furnizeze informaţii privind satisfacţia clienţilor, conformitatea produsului cu cerinţele, caracteristicile proceselor şi tendinţele acestora, informaţii specifice legate de furnizori, precum şi oportunităţile pentru acţiuni preventive. Referindu-se la îmbunătăţire, se cere îmbunătăţirea continuă a eficacităţii sistemului de management al calităţii din organizaţie. În acest scop organizaţia trebuie să acţioneze pentru îmbunătăţirea: • politicii referitoare la calitate şi a obiectivelor calităţii; • rezultatele auditurilor (fie interne sau externe); • analizei datelor; • acţiunii corective şi preventive; • analizei efectuată de management. Pentru a preveni reapariţia neconformităţilor, trebuie eliminate cauzale acestora, iar acţiunile corective întreprinse în acest scop trebuie să fie corelate cu efectul neconformităţilor depistate. Într-o procedură documentată, se stipulează necesitatea definirii cerinţelor pentru analiza neconformităţilor, determinarea cauzelor acestora, evaluarea necesităţii de acţiuni corective, stabilirea şi implementarea lor. Standardul stipulează necesitatea înregistrării rezultatelor acţiunii întreprinse şi analiza acestor rezultate. Organizaţia trebuie să acţioneze pentru eliminarea cauzelor problemelor potenţiale, iar acţiunea preventivă trebuie corelată cu amploarea efectul potenţial al problemei. Este obligatoriu pentru organizaţie să stabilească o procedură documentată pentru: • identificarea neconformităţii potenţiale şi a cauzelor lor; • analiza necesităţii de a acţiona pentru prevenirea neconformităţilor; • identificarea şi implementarea acţiunii preventive; • înregistrarea rezultatelor şi analiza acţiunii întreprinse.

1.3.4.3. Conceptul de orientare spre procese Cap. 4.1 din ISO 9001:2000 are ca principal obiectiv abordarea orientată spre procese, termenul de proces fiind definit în ISO 9001:2000 ca "ansamblu de activităţi interconectate care transformă intrări în ieşiri". Aceste activităţi cer alocarea resurselor, cum ar fi oameni şi materiale (figura 1.6).


42

Figura 1.6. Schema proces

Conform acestei abordări, un sistem de management al calităţii poate fi conceput ca un singur proces complex, care foloseşte numeroase elemente de intrare pentru a produce elementele de ieşire. Acest proces este, la rândul său, alcătuit din subprocese, fiecare dintre acestea foloseşte intrări de la alte procese pentru a genera elemente de ieşire, care sunt folosite mai departe de alte procese.

Figura 1.7. Exemplu al unei succesiuni de procese

Un avantaj major al abordării pe baza de proces constă în managementul şi controlul interacţiunilor între aceste procese şi interfeţele între ierarhiile funcţionale ale organizaţiei.


43

Aşa cum se observă din figura 1.6., datele de intrare, dar şi cele de ieşire, pot fi materiale (echipamente, componente, materii prime, etc.) sau imateriale (energia, software, instruiri). Datele de ieşire pot să fie şi nedorite, cum ar fi deşeurile şi poluarea. O listă incompletă de tipuri de elemente de intrare/ieşire este următoarea: • produse; • servicii; • informaţii; • documente; • rapoarte; • înregistrări; • rezultate; • nevoi; • aşteptări (perspective); • cerinţe; • reclamaţii; • comentarii; • feedback; • resurse; • măsurători; • autorizări; • decizii; • planuri; • idei; • soluţii; • propuneri; • instrucţiuni. O analiză detailată a standardului scoate în evidenţă faptul că un sistem de management al calităţii ISO 9001:2000 este alcătuit din cel puţin 21 de procese:

1. procesul de management al calităţii 2. procesul de management al resurselor 3. procesul de cercetare a reglementărilor 4. procesul de prospectare a pieţei


44

5. procesul de proiectare a produsului 6. procesul de aprovizionare 7. procesul de producţie 8. procesul de aprovizionare al serviciilor 9. procesul de protejare al produsului 10. procesul de evaluare a nevoilor clientului 11. procesul de comunicare cu clientul 12. procesul comunicaţiilor interne 13. procesul de control al documentelor 14. procesul de păstrare al înregistrărilor 15. procesul de planificare 16. procesul de instruire 17. procesul de audit intern 18. procesul de revizuire a managementului 19. procesul de monitorizare şi măsurare 20. procesul de management al neconformităţilor 21. procesul îmbunătăţirii continue

Pentru a dezvolta un sistem de management al calităţii ce întruneşte cerinţele standardului ISO 9001:2000, fiecare dintre procesele menţionate mai sus trebuie creat sau modificat. Pentru acesta, trebuie să se:

1. proiecteze fiecare proces; 2. să se documenteze fiecare proces; 3. să se implementeze fiecare proces 4. să se susţină fiecare proces; 5. să se monitorizeze fiecare proces; 6. să se controleze fiecare proces; 7. să se îmbunătăţească fiecare proces.

Beneficiile abordării bazate pe proces pot fi sumarizate astfel: • Orientarea proceselor pentru a obţine rezultatele planificate; • Orientarea pe probleme practice, nu pe puncte din standarde; • Capacitatea de a concentra eforturile spre un randament ridicat şi implicit eficienţă; • Implicarea tuturor compartimentelor, funcţiilor; • Furnizarea încrederii clienţilor şi altor părţi interesate în privinţa performanţei constante a organizaţiei; • Transparenţa operaţiilor în cadrul organizaţiei;


45

• Costuri mai mici şi durate mai scurte, prin utilizarea eficientă a resurselor; • Punctele slabe, abaterile vor fi analizate prin prisma procesului, nu prin prisma compartimentului sau a persoanei; • Echipele responsabile de proces analizează, optimizează şi documentează procesele; • Se va utiliza potenţialul de cunoaştere şi experienţă al salariaţilor; • Omul este în punctul central; motivare şi comunicare mai bune; • Mai buna calificare a angajaţilor prin a învăţa făcând; • Rezultate îmbunătăţite; • Punctul de pornire pentru TQM (Managementul Calităţii Totale) • Încurajarea implicării salariaţilor şi clarificarea responsabilităţilor lor. Schematic, schimbările în ceea ce priveşte orientarea spre proces a proceselor organizaţiei este prezentată în figura 1.8.

Figura 1.8. Rolul orientării spre proces a proceselor organizaţiei

1.3.4.4. Tratarea excluderilor în ISO 9001 2000 Un aspect interesant de urmărit este cel legat de tratarea excluderilor, care intervin atunci când una sau mai multe cerinţe ale acestui standard nu pot fi aplicate datorită naturii unei organizaţii şi a produsului său. În standard (la capitolul 1.2) se precizează că „atunci când se fac excluderi, declararea conformităţii cu acest Standard nu este acceptabilă decât dacă aceste excluderi sunt limitate la cerinţele de la capitolul 7 şi dacă astfel de excluderi nu afectează abilitatea organizaţiei, sau responsabilitatea sa de a furniza un produs care să satisfacă cerinţele clientului şi ale reglementărilor aplicabile”.


46

De exemplu, unui furnizor de servicii care lucrează într-un birou, folosind doar un calculator, o imprimantã şi un fotocopiator nu i se poate cere sã calibreze aceste maşini. Măsura în care o excludere „nu afectează abilitatea organizaţiei, sau responsabilitatea sa de a furniza un produs care să satisfacă cerinţele clientului şi ale reglementărilor aplicabile” poate fi evaluată prin luarea în considerare a următoarelor aspecte: • cine este clientul? • care este produsul? • care sunt cerinţele (precizate sau nu) referitoare la produs? Este de reţinut că cerinţa 1.2 poate fi aplicată unor cerinţe specifice ale capitolului 7 „Realizarea Produsului”, aplicându-se în special părţii 7.5 şi 7.6. De exemplu, o organizaţie care nu desfăşoară activităţi post livrare poate exclude doar subpunctul f de la clauza 7.5, şi anume „implementarea activităţilor de eliberare, livrare şi post livrare.” Toate excluderile trebuie cuprinse în manualul calităţii (cu justificările corespunzătoare) şi trebuie să fie în corespondenţă cu scopul manualul organizaţiei. Atunci când se ia în discuţie excluderea de cerinţe din manualul calităţii, trebuie foarte atent evaluat impactul acestora în ceea ce-l priveşte pe consumator. Dacă există impact asupra acestuia, excluderea nu se justifică, atât timp cât cerinţa de asigurare a conformităţii produselor livrate consumatorului este un element cheie a standardului.

1.3.4.5. Documente necesare conform ISO 9001 2000 Două dintre principalele obiective ale reviziei din 2000 a colecţiei de standarde ISO 9000 au fost: • dezvoltarea unui set de standarde simplificat, în egală măsură aplicabil pentru toate organizaţiile, fie ele mici sau mari; • cantitatea şi gradul de detaliere al documentaţiei necesare să fie mai relevante pentru rezultatele dorite în ceea ce priveşte activităţile organizaţiei. Dovadă a faptului că ISO 9001:2000 a atins aceste obiective este şi faptul că s-a procedat la o semnificativă reducere a necesarului de documentaţie faţă de versiunea din 1994, organizaţia având mai multă libertate în a-şi alege modul de documentare a sistemului propriu de management al calităţii. Fiecare organizaţie individuală este acum capabilă să stabilească minimul de documentaţie pentru a demonstra desfăşurarea în condiţii de


47

eficienţă a planificării, desfăşurării şi controlului proceselor sale, şi implementarea şi continua îmbunătăţire a eficienţei sistemului de management al calităţii. Este de subliniat că ISO 9001 cere un sistem de management al calităţii documentat, şi nu „o colecţie de documente”. Obiectivele fundamentale ale documentării activităţii unei organizaţii sunt: • comunicarea de informaţii. Tipul şi amploarea documentării vor depinde de natura produselor şi proceselor organizaţiei, de gradul de formalizare al sistemelor de comunicare, de nivelul deprinderilor de comunicare în cadrul organizaţiei, şi de cultura organizaţională. • evidenţa conformităţii, în vederea stabilirii de dovezi că s-a realizat efectiv ceea ce s-a planificat. • împărtăşirea cunoştinţelor, cu rol în diseminarea şi păstrarea experienţei organizaţiei. Un exemplu în acest caz îl poate reprezenta o specificaţie tehnică, se poate fi ulterior folosită ca punct de plecare pentru proiectarea şi dezvoltarea unui produs nou. Caracterul flexibil al standardului transpare şi din clauza 3.7.2, care precizează că documentele pot fi în formă diversă: pe hârtie, pe bandă magnetică, pe disc optic, sub formă de fotografie, ca mostră etalon. Clauza 4.1. Cerinţe generale din ISO 9001:2000 precizează că: „organizaţia trebuie să stabilească, să documenteze, să implementeze şi să menţină un sistem de management al calităţii şi să îmbunătăţească continuu eficacitatea acestuia în conformitate cu cerinţele acestui Standard Internaţional”. În clauza 4.2.1. Generalităţi se explică ce anume trebuie să includă documentaţia sistemului de management al calităţii: a) declaraţii documentate ale politicii privitoare la calitate şi ale obiectivelor calităţii; b) un manual al calităţii; c) proceduri documentate cerute în acest Standard Internaţional; d) documente necesare organizaţiei pentru a se asigura de eficacitatea planificării, operării şi controlului proceselor sale şi e) înregistrări cerute de acest Standard Internaţional. Notele care însoţesc clauza precizează clar faptul că standardul reclamă o procedură documentată, adică stabilită, documentată, implementată şi menţinută, a cărei amploare este dependentă de mărimea organizaţiei şi tipul activităţilor, de complexitatea proceselor şi de interacţiunea acestora şi de


48

competenţa personalului. Toate documentele aparţinând sistemului de management al calităţii trebuie controlate conform clauzei 4.2.3 din ISO 9001:2000, sau, în cazul înregistrărilor, în conformitate cu clauza 4.2.4. Următoarele categorii de documente sunt parte a unui sistem de management al calităţii documentat: a) documente referitoare la declaraţiile de politică de calitate şi obiective ale organizaţiei: • cerinţele privitoare la politica de calitate sunt definite în clauza 5.3. a ISO 9001:2001, în timp ce controlul modului de documentare a politicii de calitate se face conform cerinţelor clauzei 4.2.3. La o primă revizuire a politicii de calitate a unei organizaţii pentru atingerea cerinţelor ISO 9001:2000, o atenţie specială trebuie acordată clauzei 4.2.3 (c), (d) şi (g). • cerinţele referitoare la obiectivele de calitate sunt definite de clauza 5.4.1 a ISO 9001:2000. Documentarea obiectivelor calităţii fac subiectul cerinţelor de control ale clauzei 4.2.3. b) Manualul calităţii: • Clauza 4.2.2 a ISO 9001:2000 specifică conţinutul minimal pentru un manual al calităţii. Fiecare organizaţie va decide asupra formatului şi structurii manualului, care va depinde de dimensiunile, specificul şi complexitatea organizaţiei. Pot fi cazuri în care organizaţia să decidă folosirea manualului calităţii şi pentru alte scopuri decât simpla documentare a sistemului de management al calităţii. • În cazul unei organizaţii de mici dimensiuni, poate fi potrivit ca manualul calităţii să cuprindă descrierea întregului său sistem de management al calităţii într-un singur manual, care să includă toate procedurile documentate cerute de standard. • Organizaţiile mari, multi-naţionale, pot avea nevoie de mai multe manuale, la nivel global, naţional sau regional, şi de o mai complexă ierarhizare a documentaţiei. • Manualul de calitate este un document care trebuie controlat în conformitate cu clauza 4.2.3. c) Proceduri documentate: • ISO 9001:2000 cere în mod specific ca organizaţia să aibă "proceduri documentate" pentru următoarele şase activităţi:

• 4.2.3 Controlul documentelor; • 4.2.4 Controlul înregistrărilor;


49

• 8.2.2 Audit intern; • 8.3 Control al neconformităţii produselor; • 8.5.2 Acţiuni corective; • 8.5.3 Acţiuni preventive.

• Aceste proceduri documentate trebuie să fie controlate în conformitate cu cerinţele clauzei 4.2.3 • Pentru unele organizaţii poate fi convenabilă combinarea procedurilor pentru mai multe activităţi într-o singură procedură documentată (de exemplu acţiunile corective şi cele preventive). Pot exista şi situaţii în care o anumită organizaţie să considere necesar ca documentarea unei singure activităţi să se facă folosind mai multe proceduri documentate (de exemplu Auditurile interne). • Pentru organizaţiile de mari dimensiuni sau cu activitate complexă poate fi necesară stabilirea de proceduri documentate suplimentare în scopul implementării unui sistem de management al calităţii eficient. • Alte organizaţii pot avea nevoie de proceduri suplimentare, dar dimensiunile şi/sau cultura organizaţiei pot permite implementarea eficientă fără a fi necesară documentarea. În acest caz, pentru a demonstra conformitatea cu ISO 9001:2000, organizaţia trebuie să poată oferi probe obiective (nu neapărat documentate) că sistemul de management al calităţii a fost efectiv implementat. d) Documente necesare organizaţiei pentru a asigura planificarea, operarea şi controlul eficient al proceselor sale: • Pentru ca o organizaţie să demonstreze implementarea eficientă a sistemului de management al calităţii, poate fi necesară producerea de documente în afara procedurilor documentate. Totuşi, singurele documente indicate specific în ISO 9001:2000 sunt:

• Politica de calitate (clauza 4.2.1.a); • Obiectivele calităţii (clauza 4.2.1.a); • Manualul calităţii (clauza 4.2.1.b).

• În cazul anumitor cerinţe ale ISO 9001:2000 organizaţia poate îmbunătăţi sistemul de management al calităţii şi poate demonstra conformitate prin elaborarea de alte documente, chiar dacă acestea nu sunt specificate expres de standard, cum ar fi:

• Scheme sau diagrame ale proceselor şi/sau descrieri ale proceselor;

• Diagrame ale organizaţiei;


50

• Specificaţii; • Instrucţiuni de lucru sau de testare; • Documente conţinând comunicări interne; • Planificări de producţie; • Liste aprobate de furnizori; • Planuri de testare şi control; • Planuri de calitate.

• Toate documentele de acest tip trebuie să fie controlate în conformitate cu clauzele 4.2.3 şi/sau 4.2.4, după caz. e) Înregistrări: • Organizaţiile sunt libere să dezvolte propriile înregistrări pe care le consideră necesare pentru a demonstra conformitatea proceselor, produselor sau sistemului de management al calităţii. • Cerinţele de control a înregistrărilor diferă de cele pentru alte documente, controlul lor trebuind realizat conform clauzei 4.2.4 a ISO 9001:2000. • Exemple de înregistrări cerute în mod specific de ISO 9001:2000: 5.6.1 Managementul reviziilor 6.2.2 (e) Educaţia, training, deprinderi şi experienţă. 7.1 (d) Înregistrări care să furnizeze dovezi că procesele de realizare şi produsul satisfac cerinţele. 7.2.2 Rezultate ale reviziei cerinţelor referitoare la produs şi acţiunile ce decurg din revizie. 7.3.2 Design-ul şi dezvoltarea intrărilor legate de cerinţele produsului. 7.3.4 Rezultatele reviziilor privind proiectarea şi dezvoltarea şi orice acţiuni necesare. 7.3.5 Rezultatele verificărilor proiectării şi dezvoltării şi orice acţiuni necesare. 7.3.6 Rezultatele ale validării proiectării şi dezvoltării şi orice acţiuni necesare. 7.3.7 Rezultatele ale revizuirii modificărilor de proiectare şi dezvoltare şi orice acţiuni necesare. 7.4.1 Rezultatele evaluării furnizorilor şi orice acţiuni ce decurg de aici. 7.5.2 (d) Care să consemneze demonstrarea validităţii proceselor atunci când rezultatele nu pot fi verificate prin măsurare sau monitorizare ulterioare. 7.5.3 Identificarea unică a produsului, acolo unde trasabilitatea este cerută.


51

7.5.4 Proprietatea clientului care s-a pierdut, distrus ori s-a dovedit nepotrivită pentru utilizare. 7.6 (a) Baza utilizată pentru calibrare sau verificare a echipamentelor de măsură în cazul inexistenţei de standarde de măsurare cu caracter internaţional sau naţional. 7.6 Validitatea rezultatelor măsurărilor anterioare, atunci când echipamentul de măsură este depistat neconform cu cerinţele. 7.6 Rezultate ale calibrării şi verificării echipamentului de măsură. 8.2.2 Rezultatele auditului intern şi a acţiunilor de urmărire. 8.2.4 Indicarea persoanei sau persoanelor ce autorizează eliberarea produsului. 8.3 Natura neconformităţilor produsului şi orice acţiuni întreprinse ulterior, inclusiv derogările obţinute. 8.5.2 Rezultatele acţiunilor corective. 8.5.3 Rezultatele acţiunilor preventive. Pentru organizaţiile aflate în proces de implementare a sistemului de management al calităţii şi care vor să îndeplinească cerinţele, este necesară documentarea proceselor până la nivelul necesar pentru a obţinerea operării şi controlului eficiente. Aceste procese includ procesele de management, resurse, producţie şi măsurare care sunt relevante pentru operarea eficientă a sistemului de management al calităţii. Este de dorit ca forţă conducătoare care să conducă la definirea necesarului de documentare a sistemului de management al calităţii să fie analiza proceselor. Pentru organizaţiile care doresc să-şi adapteze sistemul de management al calităţii existent, este de reţinut că nu este obligatorie rescrierea întregii documentaţii pentru atingerea cerinţelor ISO 9001:2000, în special atunci când organizaţia are structurat sistemul de management al calităţii pe baza modului efectiv de operare, cu folosirea unei abordări orientate pe procese. În cazul organizaţiilor ce nu au folosit abordarea orientată pe procese este necesar să se acorde o atenţie specială definirii propriilor procese, a secvenţelor şi interacţiunilor lor. Deoarece ISO 9001:2000 este mai puţin restrictiv decât predecesorul său din 1994, organizaţia poate întreprinde simplificări şi/sau consolidări ale documentelor existente pentru a simplifica sistemul de management al calităţii. În cazul organizaţiilor ce doresc să demonstreze conformitate cu cerinţele ISO 9001:2000 în vederea certificării/înregistrării sau din alte motive, este necesar să se ofere dovezi referitoare la implementarea efectivă a


52

sistemului de management al calităţii, fără ca aceasta să implice o documentare extinsă. Organizaţia trebuie să poată oferi probe obiective ale eficienţei proceselor sale şi a sistemului de management al calităţii, fără ca aceste dovezi obiective să depindă în mod necesar de existenţa unor proceduri documentate, înregistrări sau alte documente (excepţie făcând cele expres reclamate de standard). În unele cazuri, cum ar fi clauza 7.1 (d) „Planificarea realizării produsului” sau clauza 8.2.4 „Monitorizarea şi măsurarea produsului”, depinde de organizaţie să stabilească care înregistrări sunt necesare pentru a oferi probele obiective. 1.3.5. STANDARDUL ISO 9004:2000 Standardul ISO 9004:2000 intitulat Sisteme de Management al Calităţii – Linii Directoare pentru Îmbunătăţirea Performanţelor este complementar standardului ISO 9001:2000. ISO 9004:2000 tratează fiecare cerinţă a standardului ISO 9001:2000 şi furnizează ghiduri asupra cerinţelor, acestea având de regulă caracter general, dând astfel organizaţiei posibilitatea de a le alege pe cele pe care le consideră de cuviinţă. Standardul ISO 9004:2000 conţine o secţiune dedicată autoevaluării organizaţiei care a implementat un sistem de management al calităţii, utilă în special în situaţia în care experienţa în managementul calităţii este limitată. Deşi întrebările din chestionarul de autoevaluare au un caracter destul de general, acestea pot fi defalcate astfel încât să satisfacă necesităţile organizaţiei. În secţiunea A.2 intitulată Nivele de Maturitate a Performanţei, este inclus un tabel care descrie nivelele de maturitate în care se poate încadra un sistem de management al calităţii. Sunt definite cinci nivele, după cum urmează: Nivelul 1 – Sistem informal. Organizaţiile cu astfel de sisteme de management al calităţii au rezultate imprevizibile şi sunt caracterizate de lipsa de dovezi privind calitatea. Sunt organizaţii care îşi conduc afacerile în mod haotic, în loc să-şi managerieze afacerile. Nivelul 2 – Abordare Reactivă Cuprinde organizaţiile care au sisteme bazate pe corecţii pentru rezolvarea problemelor. Datele privind rezultatele îmbunătăţirilor sunt luate în considerare relativ rar şi în formă incompletă, organizaţiile din această


53

categorie conducându-se după regula "produ şi corectează". Consecinţe ale acestei abordări sunt costurile de producţie mari şi precaritatea sau chiar inexistenţa comunicării pe verticală. Angajaţii sunt priviţi ca simple maşini, iar superioritatea managerilor asupra lor este totală. Nivelul 3 – Sistem Formal şi Stabil Cuprinde cel mai mare număr de organizaţii, care sunt caracterizate de o abordate sistemică a proceselor, şi care prezintă semne vizibile de îmbunătăţiri sistematice (îmbunătăţire continuă, chiar dacă frecvent de mică amploare). Sunt disponibile date privind conformitatea cu obiectivele stabilite. Managerii unor astfel de organizaţii iau în considerare trendul pe care se află procesele şi au o bună înţelegere a sensului activităţilor organizaţiei, fără a fi renunţat în totalitate la abordarea de tip reactiv. O parte a managementului mijlociu al organizaţiilor au participat sau participă la cursuri de dezvoltare a abilităţilor manageriale. Organizaţiile din nivelul 3 au maxime şi minime în viaţa lor, fără a fi capabile întotdeauna să înţeleagă cauzele specifice. Ele se bucură pentru maxime şi se supără pentru minime. Nivelul 4 – Îmbunătăţire Continuă Susţinută Este un nivel la care acced organizaţiile care au învăţat lecţiile nivelului 3 de maturitate, şi au înţeles că managementul mijlociu are un rol cheie în organizaţie, iar angajaţii sunt parte integrantă a organizaţiei, cu necesităţi şi aşteptări proprii, pe care organizaţia trebuie să încerce să le satisfacă. Există un nivel bun de comunicare în cadrul acestor organizaţii, indiferent de direcţie. Multe date sunt analizate, iar deciziile bune se iau pe bază de fapte, nu ipoteze. Accentul în astfel de organizaţii cade pe calitatea înaltă a produselor şi există semnale că luptă pentru a satisface aşteptările, dincolo de satisfacerea cerinţelor. Organizaţiile acestui nivel au viziuni asupra viitorului, iar misiunile lor sunt adecvate de cele mai multe ori. Îmbunătăţirile există de cele mai multe ori; acestea pot fi mici sau mari, iar organizaţia găseşte resursele necesare pentru ele. Planificarea este un aspect important al vieţii organizaţiei. Nivelul 5 – Cea Mai Bună Performanţă în Clasă La acest nivel, organizaţiile realizează benchmarking-uri pentru a-şi demonstra competitivitatea în faţa concurenţei. Procesele organizaţiei sunt integrate puternic. Viitorul acestor organizaţii este sigur, iar clienţii au o mare încredere în produsele sau serviciile oferite de organizaţie. Fiecare persoană din organizaţie este implicată în procese nu pe bază de constrângeri, ci din conştiinţă, iar personalului i se furnizează instruirile necesare la nivel înalt, funcţie de necesităţile specifice. Satisfacerea cerinţelor clienţilor este o practică


54

curentă, iar anticiparea aşteptărilor acestora este o preocupare permanentă. Noile produse sunt realizate după cercetări extinse asupra aşteptărilor iniţiale, devenind în acest fel cerinţe curente pentru organizaţie. Astfel de organizaţii furnizează cele mai bune exemple de cum să manageriezi o afacere, în loc să o conduci.

1.4. CRITICI ADUSE STANDARDULUI ISO 9000 O situaţie statistică cu privitoare la gradul de satisfacere al organizaţiilor ce utilizează ISO 9000 este prezentată în figura 1.9.

Figura 1.9. Grad de satisfacere al organizaţiilor ce utilizează ISO 9000

Numeroase companii au găsit trecerea la ISO 9000 dificilă, ceea ce, asociat cu dubiile existente cu privire la valoarea fundamentală a standardului, a condus la unele critici, între care:

• procesul de certificare este costisitor şi reclamă mult timp; • pentru implementarea sa este necesar personal numeros; • aderarea la ISO 9000 face procesele mai coerente; pentru partizanii

îmbunătăţirii continue, acest fapt poate fi interpretat ca o dificultate în îmbunătăţirea şi readaptarea proceselor;


55

• critică adusă standardului este ilustrată de proverbul: “atunci când ai un ciocan, fiecare problemă pare a fi un cui”; s-a argumentat incompatibilitatea ISO 9000 cu domeniile care reclamă creativitate, cum ar fi, de exemplu ingineria software;

• managerii incompetenţi continuă să conducă de la nivelul biroului lor, folosind numeroase rapoarte dar fără să ştie ce se petrece la nivelul producţiei. ISO 9000, ar putea, în anumite situaţii, să permanentizeze astfel de comportări. În loc să fie privite ca o oportunitate de a îmbunătăţi lucrurile, auditurile devin destul de des, prin însăşi structura lor, prilejuri de confruntare.

• Numeroase companii se înregistrează la ISO 9000 sub presiunea pieţei, fie că ISO 9000 este sau nu potrivit activităţii care o desfăşoară;

• ISO 9001:2000 nu oferă foarte multe indicaţii cu caracter practic, axându-se pe principii cu caracter general. Pentru a crea un standard cu aplicabilitate cvasi-generală, peste tot unde a fost posibil au fost evitate cerinţele şi uneltele cu caracter specific. Acesta este un motiv al proliferării standardelor specifice diferitelor industrii, frecvent mai practice şi care oferă indicaţii mai clare privitoare la modul în care trebuie utilizate uneltele calităţii.

• este mai uşor să produci documente decât să îmbunătăţeşti procesele însăşi.

1. 5. PERSPECTIVE ALE ISO 9000

Deşi versiunea 2005 a standardului este relativ recent apărută, procesul de continuă îmbunătăţire a standardului se desfăşoară mai departe. Se aşteaptă ca ediţia din 2008 să conducă la modificări relativ minore pentru ISO 9001 (“amendament”), modificări mai importante aşteptându-se pentru ISO 9004 (“revizie”). Specificaţiile pentru ISO 9001 şi ISO 9004 au fost aprobate de ISO/TC176 din septembrie 2005, iar activitatea pentru primul draft a început în cadrul întrunirii plenare ISO/TC176 din Panama, desfăşurată în octombrie 2005. Principalele obiective ale ISO 9001:2008 sunt: • îmbunătăţirea prezentului standard; • asigurarea unei mai mari clarităţi şi uşurinţe de utilizare, cu îmbunătăţirea compatibilităţii cu ISO 14001:2004.


56

Faptul că în cazul standardului ISO 9001 se vorbeşte de amendamente şi nu de revizie vrea să sublinieze caracterul minor al modificărilor care se aşteaptă a se produce. Aceste amendamente se vor concentra asupra cazurilor de mare beneficiu / impact redus, îmbunătăţirile de tip mare beneficiu / mare impact fiind rezervate pentru versiunea din 2012. Încadrarea modificărilor standardului în diverse categorii de impact este prezentată în tabelul 1.3: Tabel 1.3. Categorii de impact ale modificărilor aduse standardului ISO 9000

Categorie de

impact Criteriu

Înalt

• cerinţe adiţionale sau reduse care afectează semnificativ numeroşi utilizatori; • necesitatea reviziei urgente a standardelor SMC înrudite; • necesitatea modificării ample a documentaţiei organizaţiei; • compatibilitate scăzută cu ISO 14001; • inconsistenţă în cadrul familiei de standarde ISO 9000; • necesitatea recertificării sau a unei îndelungate perioade de tranziţie; • necesitatea unei instruiri de durată a utilizatorilor;

Mediu

• cerinţe adiţionale sau reduse care afectează nesemnificativ unii utilizatori; • posibil impact asupra înţelegerii pentru numeroşi utilizatori; • necesitatea unor schimbări limitate asupra documentaţiei sistemului de management a calităţii al organizaţiei; • necesitatea unor eventuale revizii ale altor standarde ale sistemului de management al calităţii; • nu este necesară o instruire de durată a utilizatorilor; • creează cerinţe minimale pentru recertificare sau perioadă de tranziţie

Scăzut

• fără cerinţe adiţionale sau reduse; • fără impact asupra majorităţii utilizatorilor; • nu este necesară instruirea utilizatorilor; • necesare schimbări minore ale documentaţiei organizaţiei.


57

La rândul lor, beneficiile pot fi încadrate în trei categorii de importanţă (tabel 1.4): Tabel 1.4. Categorii de importanţă a beneficiilor înregistrate în urma modificărilor produse în structura ISO 9000

Categorie de impact Criteriu

Înalt

• se adresează unei nevoi larg exprimate de utilizatori prin îmbunătăţirea clarităţii şi eliminarea confuziilor; • corectează erori din prezentul standard; • elimină inconsistenţe în cadrul ISO 9001; • elimină inconsistenţe în cadrul familiei ISO 9000; • elimină erori majore de traducere.

Mediu

• îmbunătăţeşte claritatea în ceea ce priveşte nevoi larg exprimate de utilizatori, fără însă să elimine confuzii sau dificultăţi de traducere; • îmbunătăţeşte claritatea ca răspuns la problemele ridicate de unii utilizatori; • creşte compatibilitatea cu ISO 14001; • demonstrează intenţia de a răspunde la dorinţa de a realiza îmbunătăţiri în ceea ce priveşte compatibilitatea între ISO 9001 şi ISO 14001, chiar dacă alinieri semnificative nu sunt o prioritate pentru acest amendament; • reduce problemele de traducere.

Scăzut

• îmbunătăţeşte claritatea pentru un număr redus de cereri de îmbunătăţire; • îmbunătăţiri minore ale clarităţii în beneficiul corectitudinii traducerii sau interpretării; • schimbări care nu se adresează unei anumite nevoi specifice a utilizatorului.

Principalele strategii avute în vedere pentru ISO 9001:2008 urmăresc: • menţinerea abordării orientate spre proces; • menţinerea standardului la o formă generică, putând fi aplicat la organizaţiile de dimensiuni diverse din orice sector de activitate; • compatibilitatea cu ISO 14001: 2004 va fi menţinută şi chiar îmbunătăţită;


58

• se va menţine corespondenţa între ISO 9001 şi ISO 9004; • schimbările vor fi restrânse pentru a limita impactul asupra utilizatorilor; • se vor introduce modificări doar acolo unde se aşteaptă beneficii clare; • schiţele standardului amendat vor face subiectul verificărilor faţă de specificaţiile de proiectare, şi va fi validat de utilizatori. Corespondenţa între standardul ISO 9001:2000 amendat şi ISO 9004:2000 revizuit are în vedere: • lipsa de conflicte între standarde; • cele doua standarde sunt armonizate, dar sunt funcţionale şi luate individual; • armonizarea conceptelor şi a terminologiei; • tranziţie uşoară de la un standard la altul • ambele standarde pot fi uşor aplicate în cadrul acelui sistem de management al calităţii. Compatibilitate cu ISO 14001 înseamnă că elementele comune ale celor două standarde pot fi implementate de către organizaţii în comun, în totalitate sau parţial, fără duplicări inutile sau impunerea de cerinţe contradictorii. Din acest punct de vedere, nu se consideră a reprezenta conflicte între cele două standarde: • diferenţele de text în elementele comune sau de terminologie; • numerotarea diferită a clauzelor; • diferenţa între modele sau structuri; • includerea de ghiduri, note sau anexe diferite. În ceea ce priveşte ISO 9004:2008, obiectivele acestuia urmăresc: • identificarea oportunităţilor de îmbunătăţire şi inovare; • creşterea performanţei organizaţiei în ceea ce priveşte satisfacţia clientului şi a altor părţi interesate; • stabileşte obiective legate de satisfacerea clientului, loialitatea acestuia şi calitatea produsului; • distribuirea celor opt principii ale managementului calităţii dincolo de cerinţele specificate de ISO 9001; • realizarea eficienţei sistemului de management al calităţii; • îmbunătăţirea relaţia dintre sistemul de management al calităţii cu alte sisteme de management din cadrul organizaţiei; • monitorizarea şi măsurarea performanţei organizaţiei în raport cu viziunea, misiunea şi obiectivele sale;


59

• obţinerea excelenţei în performanţă. În ediţia din 2008 a standardului ISO 9004 se aşteptă luarea în considerare de aspecte cum ar fi: • aspecte sociale/etice; • misiunea şi viziunea organizaţiei; • adaptabilitate/agilitate (capacitatea de a modifica substanţial organizaţia şi produsele şi procesele acesteia ca răspuns la apariţia de oportunităţi/ameninţări); • managementul cunoaşterii; • conectarea obiectivelor şi a acţiunilor la rezultate.


60

BIBLIOGRAFIE

1. Jay Schlickman, ISO 9001:2000 Quality Management SystemDesign, © 2003 ARTECH HOUSE, IN, 85 Canton Street Norwood, MA 02062

2. Pierre D. Landry, Pierre F. Caillibot, Denis Pronovost, Robert T. Marshall, David Zimmerman, Malcom J. Phipps, The ISO 9000:2000 Essentials, 3rd Edition, A practical handbook for implementing the ISO 9000 Standards, Published by Canadian Standards Association, Toronto, Ontario, 2001

3. Jay Schlickman, ISO 9001:2000, Quality Management. System Design, Artech House, Inc., 2003

4. David Hoyle, ISO 9000 Quality Systems Handbook, Fourth Edition – Completely revised în response to ISO 9000:2000, Butterworth-Heinemann, Linacre House, Oxford, 2001

5. Jack MCGovern, Nina Brokaw, How Can DoD Benefit from the New ISO 9000?, International Standardization, January – February 2001, p. 66 – 69

6. Shannon Macey, An integrated model for performance management based on ISO 9000 and business excellence models, Halifax, 2001

7. Boris Mutafelija, Harvey Stromberg, Systematic process improvement using ISO 9001:2000 and CMMI, Artech HouseInc., 2003

8. Wilhelm Brakhahn, Ulrike Vogt, ISO 9000 pentru servicii, Editura tehnică, 1998

9. Ray Tricker, ISO 9000 pentru întreprinderi mici şi mijlocii, Editura ALL BECK, 1999

10. Jim Wade, Is ISO 9000 really a standard?, ISO Management Systems, May – June 2001, p. 17 – 21

11. http://www.iso9001help.co.uk 12. http://www.praxiom.com/ 13. http://www.iso-9000.ro 14. http://www.dhutton.com/ 15. http://www.iso.ch/iso/en/iso9000-14000/ 16. http://www.driso.co.uk 17. http://www.praxiom.com/

61

CAPITOLUL 2 ISO/IEC 17025 – PREZENTARE GENERALĂ

2.1. INTRODUCERE

ISO/IEC 17025 este un standard relativ recent introdus de Organizaţia

Internaţională de Standardizare şi de Comisia Internaţională de Electrotehnică (1999), care înlocuieşte un număr de standarde şi ghiduri mai vechi, incluzând ISO/IEC Guide 25, EN 45001 şi ANSI/NCSL-Z540.

Comunitatea laboratoarelor din întreaga lume, prin Organizaţia internaţională de standardizare (ISO), a exprimat prin ISO 17025 elementele esenţiale pentru un sistem de management a laboratoarelor. Acest standard oferă schema cadru pentru un sistem de management a calităţii pentru laboratoarele de analize, încercări şi etalonări. În plus faţă de cerinţele privind sistemul calităţii, documentaţia şi personalul, acest standard îndrumă laboratoarele de etalonare astfel: • să analizeze incertitudinea fiecărei măsurări; • să includă incertitudinea în procedurile de etalonare; • să furnizeze incertitudinile odată cu rezultatele sau certificatele de etalonare

ISO 17025 este cel mai important standard de metrologie pentru produse de testare şi măsurare. Aproape toate organismele naţionale de standardizare şi acreditare din lume l-au adoptat. Un număr tot mai mare de companii îl cer, iar câteva industrii l-au incorporat chiar în standardele sectoriale specifice (de exemplu standardul QS 9000 al producătorilor de automobile).

Standardului ISO/CEI este recunoscut ca referenţial internaţional pentru evaluarea competenţei laboratoarelor de încercări şi etalonări. Aceste laboratoare joacă un rol esenţial în domeniul comerţului, al dezvoltării şi fabricării produselor, precum şi al protecţiei consumatorilor.

Acest standard a fost preluat şi în România ca SR EN ISO/CEI 17025:2001 Cerinţe generale pentru competenţa laboratoarelor de încercări şi etalonări.

Acest standard se adresează: • Laboratoarelor de încercări; • Laboratoarelor de etalonare;


62

• Laboratoarelor de analize medicale; • Laboratoarelor de analize microbiologice, fizice şi chimice pentru industria alimentară. 2.2. ALEGEREA DINTRE ACREDITAREA LABORATOARELOR (ISO

17025) ŞI CERTIFICAREA ISO 9001 Acreditarea laboratoarelor foloseşte criterii şi proceduri special dezvoltate pentru determinarea competenţei tehnice. Evaluatori cu specializare tehnică conduc o evaluare profundă a tuturor factorilor dintr-un laborator care influenţează producerea de teste sau date de calibrare, pe baza standardului ISO/IEC 17025, folosit pentru evaluarea laboratoarelor în întreaga lume. Organismele de acreditare a laboratoarelor folosesc acest standard în mod special pentru evaluarea factorilor relevanţi pentru competenţa tehnică a laboratorului, incluzând: • competenţa tehnică a personalului; • validitatea şi corectitudinea alegerii metodelor de testare; • trasabilitatea1 măsurătorilor şi calibrarea în conformitate cu standardele naţionale; • corectitudinea alegerii, exactitatea calibrării şi întreţinerea echipamentelor de testare; • mediul de testare; • mostrarea, manipularea şi transportarea probelor; • asigurarea calităţii datelor de testare şi calibrare. Prin acest proces, acreditarea laboratorului urmăreşte să asigure pe cei ce beneficiază de datele produse în acel laborator de acurateţea şi încrederea testelor şi calibrărilor realizate aici. Standardul ISO 9001 este larg folosit în organizaţiile din domeniul producţiei şi serviciilor, pentru evaluarea sistemului lor de management al calităţii produselor sau serviciilor ce le furnizează. Certificarea sistemului de management al calităţii unei organizaţii în conformitate cu ISO 9001 presupune confirmarea respectării standardelor de management a respectivului sistem, fără a da nici o asigurare cu privire la competenţa tehnică a unui laborator. În

1 Trasabilitatea reprezintă capacitatea de a face corelaţie între rezultatul unei măsurători şi etaloanele de referinţă, de preferat cele din sistemul internaţional de unităţi (SI).


63

schimb, acreditarea laboratoarelor acoperă şi elementele de sistem al calităţii certificate prin ISO 9001.

2.3. BENEFICII ALE ACREDITĂRII ISO 17025 2.3.1. O recunoaştere a competenţei în realizare de teste

Prin acreditare laboratoarele primesc recunoaşterea formală a competenţei lor, fiind astfel posibil ca clienţii să identifice şi să aleagă cu uşurinţă cele mai de încredere servicii de testare, măsurare şi calibrare. Pentru menţinerea acestei recunoaşteri, laboratoarele sunt reevaluate periodic de către organismele de acreditare, pentru a asigura astfel continuarea încadrării în cerinţe. Laboratoarele pot fi solicitate să participe în programe de testare între aceste reevaluări, pentru o demonstraţie suplimentară a abilităţii lor tehnice.

Laboratoarele acreditate eliberează de obicei rapoarte de testare sau calibrare care poartă logo-ul organismului de acreditare, ca dovadă a acreditării lor. Clienţii sunt încurajaţi să ia informaţii cu privire la natura testelor sau măsurătorilor pentru care un laborator este acreditat, şi pentru ce domeniu de valori sau de incertitudine. Această informaţie este de regulă specificată în scopul de acreditare a laboratorului, eliberat de organismul de acreditare, ceea ce permite clienţilor să găsească şi să selecteze laboratoarele sau serviciile de testare potrivite cu nevoile lor.

2.3.2. Promovarea laboratorului

Acreditarea constituie o eficientă unealtă de marketing pentru

organizaţiile din domeniul testării, calibrării şi măsurării, şi un adevărat paşaport pentru prezentare de oferte către doritorii de teste în laboratoare verificate independent.

Acreditarea laboratoarelor se bucură de o înaltă apreciere, pe plan naţional cât şi internaţional, ca indicator relevant al competenţei tehnice. Există tot mai multe domenii de activitate unde folosirea laboratoarelor acreditate a devenit uzuală.

Numeroase organisme de acreditare publică o listă a laboratoarelor ce le-au acreditat, care include şi informaţii legate de capabilităţile de testare ale respectivelor laboratoare, precum şi adresele lor de contact, ceea ce constituie o formă suplimentară de promovarea a serviciilor laboratoarelor acreditate.


64

În cele din urmă, printr-un sistem internaţional de acorduri, laboratoarele acreditate primesc recunoaştere internaţională, ceea ce conferă datelor produse de ele recunoaştere în schimburile comerciale internaţionale. În acest mod se reduc costurile pentru manufacturieri şi exportatori, care nu mai sunt obligaţi să facă testare produselor în afara graniţelor.

2.3.3. Un benchmark pentru performanţă

Acreditarea este utilă pentru laboratoare prin aceea că le permite să

determine dacă îşi desfăşoară activitatea corect şi la standarde corespunzătoare, oferindu-le o metodă de evaluare pentru menţinerea competenţei.

Multe laboratoare operează în izolare faţă de alte laboratoare similare, şi foarte rar primesc evaluări tehnice independente ca măsură a performanţelor proprii.

O evaluare efectuată de către un organism de acreditare verifică toate aspectele legate de activităţile unui laborator cu privire la producerea de date exacte. Sunt discutate zonele unde se pot face îmbunătăţiri, şi un raport detailat este furnizat la sfârşitul fiecărei întâlniri. Unde este necesar, activităţi de urmărire a modificărilor sunt monitorizate de organismul de acreditare, astfel încât să fie luate măsurile de corecţie potrivite.

Pe lângă beneficiile oferite laboratoarelor de testare şi calibrare, organizaţiile producătoare pot folosi acreditarea propriilor laboratoare pentru a se asigura de corectitudinea testelor efectuate. 2.3.4. Recunoaşterea internaţională a laboratorului

Numeroase ţări din întreaga lume au una sau mai multe organizaţii

responsabile de acreditarea laboratoarelor naţionale pe baza standardului ISO/IEC 17025, în acest mod realizându-se o abordare uniformă a determinării competenţei laboratoarelor. Ca urmare a acestei uniformizări, a devenit posibilă stabilirea de înţelegeri între state, bazate pe evaluarea mutuală şi acceptarea sistemului de acreditare a partenerului. Aceste acorduri internaţionale, numite MRA (Mutual Recognition Arrangements) sunt cruciale în realizarea acceptării între diverse ţări a datelor de testare şi calibrare.

Recent, aproape 40 de organisme de acreditare a laboratoarelor au semnat o înţelegere multilaterală de recunoaştere, numită ILAC Arrangement, care măreşte semnificativ gradul de acceptare a datelor între ţările semnatare.


65

În acest mod datele ce însoţesc bunurile exportate sunt mai uşor acceptate pe pieţele externe, cu reduceri semnificative ale costurilor, atât pentru producător cât şi pentru importator.

Organismul român de acreditare este RENAR, un organism nonguvernamental, de tip Asociaţie fără scop patrimonial, având ca funcţiune principală acreditarea organismelor din infrastructura de evaluarea conformităţii.

RENAR funcţionează în baza OG nr. 38/ 1998 aprobată cu completări şi modificări prin Legea nr. 245/ 2002 şi modificată prin OG nr. 3/ 2004 aprobată de Legea nr. 246/ 2004 şi Ordin MEC nr. 317/ 2002 modificat şi completat prin Ordin MEC nr. 270/ 2004 şi reprezintă organismul naţional de acreditare, recunoscut de Guvernul României prin intermediul Agenţiei Naţionale pentru Ştiinţă, Tehnologie şi Inovare ca fiind Organismul Naţional de acreditare pentru infrastructură şi evaluare a conformităţii, operând pentru şi în numele acestuia în domeniu.

RENAR este organism unic de acreditare a laboratoarelor de încercări / analize, laboratoarelor metrologice, organisme de inspecţie şi certificare (sistemele calităţii, produse şi servicii, personal, sisteme de management de mediu). Asociaţia de Acreditare din România – RENAR este membru al tuturor organismelor internaţionale care coordonează acest domeniu

RENAR a fost acceptat la Adunarea Generala din 25 noiembrie 1999, datorita competenţei sale şi alinierii totale la standardele europene, ca Membru Plin al Cooperării Europene pentru Acreditare, EA. RENAR este membru al: • Cooperarea Europeană pentru Acreditare EA (European Cooperation for Accreditation) • Cooperarea Internaţională pentru Acreditarea Laboratoarelor (International Laboratory Accreditation Cooperation) • Forumul Internaţional pentru Acreditare (International Accreditation Forum).

Renar a declanşat de asemenea procesul de evaluare pentru semnarea Protocolului European de Recunoaştere Multilaterală din cadrul EA

RENAR este membru al: • Consiliul Interministerial pentru Infrastructura Calităţii; • Consiliul Interministerial pentru Pregătirea Aderării României la UE;


66

• Membru fondator al Fundaţiei pentru Premiul Naţional al Calităţii "J.M. JURAN".

În calitate de coordonator al activităţii de Acreditare din România, RENAR este instrumentul fundamental pentru autorităţile publice româneşti în obţinerea unui nivel corespunzător al încrederii în procedurile de evaluare a conformităţii, în rapoartele de încercare şi certificare, facilitând pe această bază libera circulaţie a produselor, atât în domeniu reglementat, cât şi în cel nereglementat.

2.4. INFORMAŢII CU PRIVIRE LA MODALITĂŢI DE OBŢINERE A

ACREDITĂRII Atunci când se doreşte acreditarea, primul lucru ce trebuie făcut este

contactarea organismului de acreditare corespunzător, pentru a afla dacă pot acredita respectiva gamă de servicii de testare. Acreditarea se poate oferi pentru: • laboratoare ce desfăşoară orice fel de testare, evaluare, calibrare sau măsurare; • laboratoare private sau de stat; • simple operaţii realizate de o persoană sau mari organizaţii multidisciplinare; • operaţii realizate pe teren (în afara unui laborator) sau laboratoare temporare.

Acreditarea poate fi acordată tuturor activităţilor de testare şi/sau calibrare a unui laborator sau numai unora dintre acestea. Procesul de acreditare implică o profundă evaluare a tuturor elementelor laboratorului care contribuie la producerea de date de testare exacte şi de încredere. Activitatea de evaluare poate lua una sau mai multe zile, şi implică folosirea de asesori cu specializare tehnică, ce evaluează tipurile specifice de teste sau măsurători care sunt efectuate, pe baza standardului ISO/IEC 17025. Sunt astfel evaluaţi factorii relevanţi pentru capacitatea laboratorului de a produce date de testare şi/sau calibrare precise, cum ar fi: • competenţa tehnică a personalului; • validitatea şi alegerea corectă a metodelor de testare; • trasabilitatea măsurătorilor şi calibrarea la standardele naţionale; • mediul de testare;


67

• eşantionarea, manipularea şi transportul probelor testate; • asigurarea calităţii datelor de testare şi calibrare.

La sfârşitul evaluării este prezentat un raport de evaluare detailat, cu sublinierea tuturor zonelor care reclamă atenţie şi acţiuni de corecţie necesar a fi realizate anterior recomandării laboratorului pentru acreditare.

O dată acreditat, laboratorul este reevaluat periodic pentru a se asigura încadrarea continuă în cerinţe, şi pentru a verifica menţinerea aplicării cerinţelor impuse de standard. Laboratorului i se poate cere să participe la programe de testare a nivelului de expertiză, desfăşurate între reevaluări, pentru o demonstrare suplimentară a competenţei tehnice.

2.5. MOTIVE PENTRU ALEGEREA UNUI LABORATOR ACREDITAT

La alegerea unui laborator care să corespundă nevoilor de testare,

calibrare sau măsurare, este necesar să existe certitudinea că acel laborator va furniza date exacte şi de încredere. Competenţa tehnică a unui laborator depinde de numeroşi factori, între care: • calificarea, instruirea şi experienţa personalului; • existenţa echipamentelor necesare, corect calibrate şi întreţinute; • proceduri adecvate de asigurare a calităţii; • practici corecte de eşantionare; • proceduri corect alese de testare; • metode de testare valabile; • trasabilitatea măsurătorilor la standardele naţionale; • proceduri exacte de înregistrare şi raportare a rezultatelor; • facilităţi de testare corespunzătoare.

Motivele pentru care un producător, furnizor, exportator sau client trebuie să fie în cel mai înalt grad interesat de competenţa tehnică a laboratorului unde îşi efectuează testele sunt următoarele: • reducerea riscului;

Actualmente, peste tot în lume, clienţii caută asigurarea că produsele, materialele sau serviciile pe care le produc sau le cumpără satisfac propriile aşteptări sau sunt specifice unor anumite cerinţe. Aceasta înseamnă că produsul este trimis la un laborator care să-i determine caracteristicile în raport cu un anume standard sau specificaţie. Pentru producător sau


68

furnizor, alegerea unui laborator competent din punct de vedere tehnic reduce riscul de a produce sau furniza produse cu defecte.

• evitarea retestărilor costisitoare; Testarea produselor şi materialelor poate fi costisitoare şi consumatoare de timp, chiar atunci când este realizată corect de prima dată. Dacă testarea nu este corect realizată, costurile şi duratele implicate în retestare pot fi chiar mai mari, dacă produsul nu s-a încadrat în specificaţii sau nu a corespuns cerinţelor. Şi nu este vorba doar de sporirea costurilor, ci şi de afectarea imaginii furnizorului sau producătorului. Există şi posibilitatea de a trebuie acoperite daune, mai ales dacă este implicată siguranţa publică sau există pierderi financiare pentru client. Alegerea unui laborator competent din punct de vedere tehnic reduce, dacă nu chiar elimină, necesitatea retestării.

• sporirea încrederii clienţilor; Încrederea în produsul unei firme este sporită dacă clienţii ştiu că acesta a fost în amănunt testat de către un laborator competent, acreditat de către un organism independent specializat.

• reducerea costurilor şi îmbunătăţirea acceptanţei în schimburile internaţionale;

Printr-un sistem de acorduri internaţionale, laboratoarele acreditate cunosc recunoaştere internaţională, ceea ce face ca datele pe care le produc să fie uşor acceptate pe pieţele externe. Această recunoaştere ajută la reducerea costurilor pentru producători şi exportatori, care nu mai sunt nevoiţi să efectueze retestări în ţara unde are loc importul.

2.6. ELEMENTE ESENŢIALE ALE STANDARDULUI ISO 170025 –

CONDIŢII DE TEHNICE ŞI DE CALITATE PE CARE LABORATOARELE DE ÎNCERCARE/ ETALONARE TREBUIE SĂ LE

ÎNDEPLINEASCĂ PENTRU A OBŢINE ACREDITAREA Acreditarea SR EN ISO 17025 reprezintă evaluarea independentă a

sistemului de management al calităţii şi a competenţei tehnice a laboratorului. În acest mod se confirmă competenţa laboratorului faţă de:

• clienţi; • organismul de acreditare; • autorităţile de reglementare.

Istoricul evoluţiei acestui standard este prezentat în figura 2.1.


69

Figura 2.1. Evoluţia ISO 17025

Se poate observa că ediţia curentă a standardului, ISO/CEI 17025:2005, înlocuieşte ediţia din 1999, care a servit ca referenţial pentru „acreditarea” (aprobarea) a aproximativ 25000 de laboratoare din întreaga lume, care efectuează încercări şi analize ale produselor, precum şi etalonări ale instrumentelor de măsură.

Noua ediţie din 2005 îmbunătăţeşte ISO/CEI 17025:1999, în scopul asigurării compatibilităţii sale cu cerinţele standardului ISO 9001:2000, Sisteme de management al calităţii – Cerinţe. Acest demers devenise necesar datorită adoptării generalizate a sistemelor de management al calităţii, conforme cu ISO 9001:2000, incluzând întreprinderile şi organizaţiile care se adresează laboratoarelor de încercări şi etalonări.

Standardul precizează, de asemenea, că cele două documente sunt compatibile, nu interschimbabile. Deşi laboratoarele le pot adopta pe amândouă drept cadru pentru a furniza încredere clienţilor cu privire la modul în care îşi desfăşoară activităţile, ele pot utiliza numai ISO/CEI 17025 pentru demonstrarea competenţei lor tehnice.

Laboratoarele pot alege să fie acreditate în conformitate cu ISO/CEI 17025 sau să fie certificate în conformitate cu ISO 9001:2000 sau cu ambele, însă demersul de certificare şi cel de acreditare vor rămâne distincte. Ele vor fi


70

însă considerabil facilitate – atât pentru laboratoare, cât şi pentru evaluatori – datorită coerenţei stabilite între cele două standarde. Nu s-a adus nici o modificare de fond cerinţelor tehnice. Modificările efectuate se referă, în principal, la cerinţe de management care figurează în document, pentru a reflecta conţinutul lui ISO 9001:2000. Se pune accentul pe responsabilităţile managementului, pe angajamentul de îmbunătăţire permanentă a eficacităţii sistemului de management, pe satisfacţia clienţilor, pe comunicarea internă şi externă (cu clienţii) referitor la sistemul de management.

Peter von Leemput consideră că „laboratoarele care şi-au descris şi şi-au controlat procesele, potrivit cerinţelor ISO/CEI 17025:1999, vor trebui să aducă modificări minore procedurilor lor, pentru a se asigura că noile orientări ale cerinţelor de management sunt satisfăcute”.

Organizaţia Internaţională pentru Cooperarea în Domeniul Acreditării Laboratoarelor (ILAC) a stabilit o perioadă de tranziţie de doi ani începând cu data publicării noii ediţii – 12 mai 2005, pentru ca laboratoarele acreditate să satisfacă cerinţele standardului. Structura standardului cuprinde 5 părţi şi anexe. Primele au rol introductiv şi de precizare a cadrului, şi cuprind: 1. Scop 2. Referinţe normative 3. Termeni şi definiţii Ultimele două părţi constituie esenţa standardului, referindu-se la cele două categorii de cerinţe ale acestuia: 4. Cerinţe de management 5. Cerinţe tehnice În ceea ce priveşte scopul, în standard se precizează că îndeplinirea de către un laborator a cerinţelor ISO/IEC 17025:2005 implică îndeplinirea cerinţelor de competenţă tehnică şi de sistem de management care să permită producerea constantă de măsurători şi calibrări valide.

Cerinţele de management cuprinse în standard sunt scrise într-un limbaj potrivit laboratoarelor, şi corespund cerinţelor ISO 9001:2000.

Acest scop este statuat într-un document comun al ISO, ILAC şi IAF, semnat de conducătorii celor trei instituţii în iunie 2006 (figura 2.2). Referinţele normative sunt reprezentate de următoarele documente indispensabile:


71

Figura 2.2. Document comun al ISO, ILAC şi IAF

• ISO/IEC 17000, Evaluarea conformităţii — Vocabular şi principii generale


72

• VIM, Vocabular internaţional de bază şi termeni generali în metrologie, furnizat de BIPM2, IEC3, IFCC4, ISO5, IUPAC6, IUPAP7 şi OIML8.

În cele ce urmează vor fi trecute în revistă definiţiile celor mai uzitaţi termeni prezenţi în standardul ISO/IEC 17025: a) acţiune corectivă - acţiune întreprinsă pentru eliminarea cauzelor unor neconformităţi, defecte sau altor situaţii nedorite existente, în scopul prevenirii repetării acestora; b) autorizare (a unui laborator) - recunoaşterea oficială a faptului că un laborator este competent să execute anumite teste sau anumite tipuri de măsurări; c) audit – proces sistematic, independent şi documentat, în scopul obţinerii de dovezi şi evaluarea acestora cu obiectivitate pentru a se determina măsura în care sunt îndeplinite anumite criterii anterior stabilite; d) auditor – persoana care are competenţa de a efectua un audit (efectuează în totalitate sau în parte operaţiile cerute pentru evaluarea unui laborator); e) măsurare (test) – operaţie tehnică de determinare a uneia sau mai multor caracteristici ale unui produs, în conformitate cu o procedură specificată; f) măsurări comparative interlaboratoare – organizarea, efectuarea şi evaluarea testelor asupra aceloraşi eşantioane sau efecte ori asupra unora similare de către doua sau mai multe laboratoare, în conformitate cu condiţii predeterminate; g) metoda de măsurare – procedura tehnică specificată pentru efectuarea unei măsurări; h) organism de autorizare (a laboratoarelor) – structura funcţională care conduce şi administrează un sistem de autorizare a laboratoarelor şi acordă autorizarea; i) raport de măsurare – document care prezintă rezultatele măsurării şi alte informaţii relevante privind măsurarea; j) trasabilitate – proprietate a rezultatului unei măsurări sau a unei valori de referinţă prin care este definită relaţia sa cu mărimi de referinţă stabilite, de 2 BIPM – Bureau International des Poids & Mesure 3 IEC – International Electrotechnical Commission 4 IFCC – International Federation of Chemical Chemistry & Laboratory Mediciene 5 ISO – International Organization for Standardisation 6 IUPAC – Internatinal Union of Pure and Applied Chemistry 7 IUPAP – International Union of Pure and Applied Phisics 8 OIMIL – International Organization of Legal Metrology


73

obicei etaloane naţionale sau internaţionale, printr-un lanţ continuu de comparări cu incertitudini determinate. Deosebit de importante sunt capitolele 4 şi 5 ale standardului. Capitolul 4 se referă la condiţiile de management, care sunt grupate în 14 categorii: 1. Organizare şi management; 2. Sistemul calităţii; 3. Controlul documentelor; 4. Analiza comenzilor, ofertelor şi contractelor; 5. Subcontractarea încercărilor; 6. Aprovizionarea cu servicii şi materiale; 7. Servicii către clienţi; 8. Reclamaţii; 9. Controlul încercărilor neconforme; 10. Acţiuni corective; 11. Acţiuni preventive; 12. Controlul înregistrărilor; 13. Audituri interne; 14. Analiza efectuată de management. Legat de cerinţele de organizare şi management, în standard se precizează următoarele condiţii pe care laboratorul trebuie să le îndeplinească: • să fie entitate legal constituită; • să identifice potenţialele conflicte de interese (dacă laboratorul este inclus într-o organizaţie); • să deţină organigrama în care să fie definite organizarea şi structura de personal. • să deţină suficient personal calificat pentru toate tipurile de activităţi (cerinţe descrise în fişa postului); • să fie definite responsabilităţile şi competenţele managementului tehnic; • să fie numit un responsabil cu calitatea; • să fie numiţi locţiitori pentru funcţiile de conducere;

Sistemul calităţii se referă la existenţa declaraţiei privind politica calităţii (care să cuprindă angajamentul de bună practică profesională şi de asigurare a calităţii serviciilor de încercări; angajamentul de aplicare a cerinţelor standardului şi angajamentul privind cunoaşterea şi implementarea cerinţelor de calitate de către tot personalul implicat în activitatea de încercare) şi a Manualului Calităţii.


74

În ceea ce priveşte controlul documentelor, acestea sunt, conform ISO 9000-2005, “informaţii scrise sau pe suport electronic care definesc, descriu sau raportează o activitate, o procedură sau un rezultat”. Principalele categorii de documente sunt prezentate în figura 2.3.

Figura 2.3. Principalele categorii de documente

Pentru a îndeplini cerinţele standardului, documentele generate în laborator trebuie să fie: • unic identificate prin:

cod / număr; data editării; data reviziei; numerotarea paginilor; autoritatea emitentă .

• revăzute/revizuite periodic • distruse când nu mai sunt valabile • exemplarul original şi documentele însoţitoare trebuie să fie reţinute în dosarul de istorie.

În ceea ce priveşte analiza cererilor de ofertă, a ofertei şi contractelor, laboratorul trebuie să dovedească faptul că utilizează metode de analiză adecvate, documentate, care răspund solicitărilor clientului, deţine personalul


75

calificat şi competent şi îndeplineşte cerinţele de ordin financiar, legal şi de timp.

Contractele sau înţelegerile dintre client şi laborator, care trebuie să incorporeze cerinţele ISO 9000, trebuie să fie semnate de ambele părţi, iar orice modificare trebuind să fie semnalată clientului.

Subcontraractarea încercărilor, conform standardului, poate fi de două tipuri: • temporară, datorată :

supraîncărcării; incapacităţii temporare; lipsei de experienţă.

• permanentă. Pentru selectarea laboratoarelor subcontractate se procedează la audit şi

certificat de acreditare, laboratorul răspunzând în faţa clienţilor de activitatea subcontractanţilor. Legat de aprovizionarea cu servicii şi materiale, laboratorul trebuie să posede proceduri privind aprovizionarea şi stocarea reactivilor, echipamentelor, materialelor consumabile şi serviciilor.

Furnizorii trebuiesc evaluaţi, iar înregistrările aferente păstrate. Pentru identificarea produsului cumpărat trebuie să existe documente însoţitoare precum: ordinul de cumpărare, documentele însoţitoare ale mărfii, certificatul de calitate.

O altă cerinţă a standardului legată de aprovizionare este cea privitoare la inspectarea produselor aprovizionate şi a serviciilor înainte de a fi utilizate.

În ceea ce priveşte relaţia cu clientul, aceasta trebuie să fie caracterizată de deplină transparenţă, permiţându-se accesul clientului în laborator pentru a asista la efectuarea testelor şi acordând acestuia sfaturi tehnice şi interpretarea rezultatelor.

În plus, clienţii trebuie informaţi cu privire la orice abatere sau întârziere de la efectuarea analizei, iar în final trebuie solicitat feedback (pozitiv sau negativ) de la client. În cazul existenţei de reclamaţii, fie că sunt primite de la clienţi, de la organismul de acreditare sau de la autoritatea de reglementare, trebuie urmaţi următorii paşi pentru rezolvarea lor: • investigarea preliminară pentru a identifica natura şi veridicitatea reclamaţiei;


76

• rezolvarea problemei care a generat reclamaţia; • iniţierea de acţiuni corective, dacă este cazul; • raportarea către management a stadiului de rezolvare a reclamaţiei.

Pentru controlul încercărilor neconforme, care pot să apară în Sistemul Calităţii (audit intern sau extern, reclamaţii ale clienţilor, observaţiile personalului sau analiza managementului) sau în cursul operaţiilor tehnice (calibrarea instrumentelor, datele de validare, verificarea rapoartelor de încercare), procedura trebuie să includă: • raportarea şi înregistrarea neconformităţii; • începerea investigaţiei, eventual suspendarea activităţii; • iniţierea acţiunilor corective; • repetarea încercării. Acţiunile corective, care au, conform ISO 9000-2005, „rolul de a elimina cauzele unei neconformităţi potenţiale şi de a preveni reapariţia unei situaţii nedorite”, trebuie să incorporeze cerinţele ISO 9000 şi să urmărească următoarele etape pentru implementarea lor: • investigarea cauzelor de bază care au generat probleme; • stabilirea şi implementarea acţiunilor corective; • monitorizarea rezultatelor pentru se stabili eficienţa acţiunii corective întreprinse.

Legat de acţiunile preventive pe care laboratorul trebuie să le întreprindă, şi care conform definiţiei existente în ISO 9000–2005, reprezintă „procese pro-active de identificare a surselor potenţiale de neconformităţi tehnice sau privind Sistemul Calităţii”, trebuie să se aibă în vedere: • analiza de piaţă; • feed-back-ul de la clienţi; • analizele de management; • participarea la scheme de comparare/ schimburi de experienţă.

Conform standardului ISO/IEC 170025, laboratorul trebuie să desfăşoare o activitate riguroasă de control al înregistrărilor, prin înregistrare înţelegând, conform ISO 9000–2005, „dovada scrisă privind activităţile desfăşurate şi rezultatele care au fost obţinute”.

Clasificarea înregistrărilor este prezentată în figura 2.4.


77

Figura 2.4. Clasificarea înregistrărilor

Legat de înregistrările tehnice şi de calitate, laboratorul trebuie să deţină

proceduri pentru: • identificare; • completare; • acces; • păstrare; • depozitare; • eliminare.

Înregistrările trebuie să fie lizibile, protejate de distrugere, pierdere sau degradare datorată condiţiilor de mediu şi protejate împotriva accesului neautorizat. Măsuri similare se iau şi în cazul înregistrărilor pe suport electronic pentru a se evita pierderea lor sau modificarea datelor originale .

În ceea ce priveşte auditul intern, definit ca „un proces sistematic, independent şi documentat pentru a verifica şi a obţine dovezi că activităţile de laborator sunt conforme cu solicitările Sistemului de Management al Calităţii şi ale standardului referenţial”, trebuiesc îndeplinite condiţiile: • să fie efectuat de personal instruit; • să fie planificat cel puţin o dată pe an; • să verifice cerinţele de management şi cele tehnice din cadrul sistemului de management al calităţii; • să propună acţiuni corective.


78

Analiza efectuată de management trebuie să fie organizată anual şi trebuie să aibă în vedere: • acţiunile corective şi preventive; • rezultatele auditurilor interne şi externe ; • feedback-ul de la clienţi; • reclamaţii; • rezultatele comparaţiilor interlaboratoare ; • modificări în volumul şi profilul de activitate.

Constatările analizelor efectuate de management vor reprezenta pentru anul viitor scopurile, obiectivele şi planurile de acţiune. Cerinţele tehnice, care se regăsesc în partea a cincia a standardului, cuprind 10 categorii: 1. Generalităţi 2. Personal 3. Local şi condiţii de mediu 4. Metode de testare şi calibrare şi metode de validare 5. Echipamente 6. Trasabilitatea măsurătorilor 7. Eşantionare 8. Manipularea obiectelor de încercare şi etalonare 9. Asigurarea calităţii rezultatelor încercărilor şi etalonărilor 10. Raportarea rezultatelor

În partea de generalităţi, se precizează că validitatea rezultatelor generate de un laborator depinde de factorul uman (cunoştinţe, experienţă, aptitudini), de infrastructura (local şi condiţii de mediu, echipament) şi de standardul de funcţionare fixat de organism (performanţa metodelor de încercare şi de asigurarea calităţii practicate). Aceşti factori trebuiesc luaţi în considerare în metodele de dezvoltare, proceduri, training-uri şi calificări de personal, în selecţionarea şi calibrarea echipamentului.

Organismul trebuie să specifice: • Cerinţele reglementare cărora li se supune; • Categoriile de clienţi şi cerinţele specifice, dacă este cazul; • Utilizarea rezultatelor, dacă este cunoscută.

În ceea ce priveşte condiţiile tehnice legate de personal, în standard se precizează că personalul din conducerea laboratorului asigură competenţa şi


79

autorizează folosirea echipamentului (inclusiv data), realizarea testelor, evaluarea rezultatelor, semnarea rapoartelor;

Este necesar ca laboratorul să aibă suficient personal cu competenţa necesară desfăşurării tuturor activităţilor, prevenindu-se utilizarea excesivă a personalului colaborator (a cărui competenţă este dificil de evaluat) şi evitându-se supraîncărcarea personalului permanent .

Managementul laboratorului trebuie să formuleze obiective cu privire la studiile, instruirea şi îndemânarea personalului laboratorului şi să stabilească un sistem documentat de instruire care să asigure că fiecare persoană este instruită sub aspect tehnic şi de management, iar cunoştinţele sunt menţinute şi actualizate în conformitate cu politica sa.

Trebuiesc menţinute fişe ale postului pentru personalul managerial, tehnic şi auxiliar cheie, implicat în încercări şi/sau etalonări şi să existe cerinţe (fişe de post) şi înregistrări (dosare personale) privind instruirea, experienţa şi cunoştinţele personalului, inclusiv pentru cel autorizat să formuleze opinii sau recomandări.

Pentru menţinerea dosarelor de personal trebuie să existe instrucţiuni care să documenteze cine, unde şi cum ţine dosarele, cum şi când se actualizează şi care sunt condiţiile de acces.

Managementul trebuie să autorizeze personal specific pentru efectuarea unor tipuri particulare de eşantionare, încercare şi/sau etalonare, pentru emiterea rapoartelor de încercare şi a certificatelor de etalonare, să formuleze opinii şi interpretări şi să lucreze cu tipuri particulare de echipament. Privitor la cerinţele tehnice legate de local şi condiţiile de mediu, standardul specifică faptul că infrastructura laboratorului trebuie să faciliteze efectuarea corectă a încercărilor şi/sau etalonărilor, iar condiţiile de mediu nu trebuie să afecteze negativ calitatea cerută a oricărei măsurări (această cerinţă este valabilă atât pentru sediului permanent al laboratorului, cât şi pentru laboratoarele mobile).

Documentaţia laboratorului trebuie să identifice condiţiile speciale de mediu cerute de anumite metode şi să precizeze modul de realizare a acestora.

Accesul în laborator trebuie astfel organizat astfel încât să nu se afecteze rezultatul încercărilor prin variaţia condiţiilor de mediu sau contaminare şi să se asigure confidenţialitatea rezultatelor şi proprietatea clientului. Regulile de acces trebuie să facă distincţia între accesul personalului permanent în orele de program şi accesul pe bază de permis.


80

În plus, instrucţiunile de curăţenie, igienizare şi decontaminare trebuie detaliate pe activităţi şi riscuri, cu eliminarea riscul de contaminare încrucişată şi satisfacerea cerinţele de siguranţă. Legat de metodele de testare şi calibrare, standardul impune laboratoarelor să folosească metode şi proceduri adecvate pentru toate încercările, inclusiv eşantionarea, manipularea, transportul, depozitarea şi pregătirea obiectelor pentru încercare, cât şi pentru estimarea incertitudinii de măsurare şi tehnicile statistice de analiză a datelor. Metodele şi procedurile menţionate trebuie aplicate în reglementări sau în criteriile faţă de care se evaluează conformitatea. În cazuri justificate, se acceptă abateri de la metode şi proceduri, dacă se demonstrează că modificarea nu afectează performanţele metodei şi că personalul poate aplica metoda modificată. În aceste cazuri organismul trebuie să aibă o politică şi o procedură. De asemenea, laboratorul trebuie să aibă instrucţiuni privind funcţionarea şi utilizarea tuturor echipamentelor importante şi pentru manipularea şi pregătirea obiectelor pentru încercare şi/sau etalonare, atunci când absenţa unor astfel de instrucţiuni ar putea periclita rezultatele. Toate instrucţiunile, standardele, manualele şi datele de referinţă relevante trebuie menţinute la zi şi trebuie să fie uşor accesibile personalului. În ceea ce priveşte alegerea metodelor, laboratorul trebuie să folosească metode de încercare şi/sau etalonare, inclusiv de eşantionare, care satisfac necesităţile clientului şi care sunt adecvate scopului încercărilor şi/sau etalonărilor (realizează parametrii de performanţă stabiliţi), fiind preferate cele publicate (standarde naţionale, regionale sau internaţionale). Activităţile de încercare ale laboratorului trebuiesc declarate, nominalizându-se încercările, domeniul de produse de încercat, tipurile de determinări efectuate, metodele / echipamentele / tehnicile utilizate, domeniul (de valori) şi incertitudinea de măsurare (unde este cazul). Trebuie de asemenea declarat grupul sau persoana ce decide asupra metodelor practicate şi a gradului de detaliu în documentarea lor.

Procedura de încercare trebuie să cuprindă: specificarea cerinţelor, prelevare / eşantionare, pregătirea probei, determinare cantitativă, achiziţia şi analiza datelor, interpretarea datelor, raportare / comentarii.

În cazul schimbării referenţialului de încercare trebuie documentată politica şi procedura de tranziţie la noile metode de încercare.


81

Dacă laboratorul intenţionează să folosească metode proprii (neincluse în standarde de metodă), este obligatorie obţinerea acordului scris al client (în caz contrar trebuie menţionat în raportul de încercare).

Pentru a demonstra că sunt adecvate scopului propus, este necesară validarea9 următoarelor categorii de metode: metode nestandardizate, metode dezvoltate în laborator, metode standardizate folosite în afara gamei lor propuse şi extinderea şi modificarea metodelor standardizate. Validarea se face înainte de utilizarea pe probe reale, revalidarea fiind necesară dacă se schimbă analistul, condiţiile de încercare ori domeniul de aplicare, sau după o perioada lungă de neutilizare.

Validarea metodelor se poate face prin: • test interlaboratoare (de către organisme sectoriale sau de standardizare); • încercare între laboratoare similare (peer validation); • în laboratorul propriu (in house validation).

Laboratorul trebuie să aibă o procedură documentată de proiectare a experimentelor de validare (protocol) şi înregistrări detaliate ale rezultatelor experimentale obţinute. O atenţie deosebită trebuie acordată evaluării incertitudinii determinărilor. Incertitudinea unui rezultat este un indicator al calităţii sale, şi prin estimarea sa se pot compara rezultatele generate de mai multe laboratoare, sau de un laborator cu specificaţii date sau etaloane caracterizate. Aceste informaţii pot de multe ori preveni dublarea muncii sau repetarea încercărilor

Din acest motiv, în standard se precizează că laboratoarelor de măsurare şi/sau calibrare trebuie să aibă şi să aplice o procedură de estimare a incertitudinii măsurătorilor sau calibrărilor.

Atunci când natura metodelor de încercare nu permite un calcul riguros, metrologic şi statistic al incertitudinii de măsurare, laboratorul trebuie cel puţin să încerce să identifice toate componentele de incertitudine şi să facă o estimare rezonabilă, asigurându-se că forma de raportare a rezultatelor nu va furniza o impresie greşita cu privire la incertitudine. Estimarea rezonabilă trebuie să se bazeze pe cunoaşterea performanţei metodelor şi a domeniului de măsurare şi să utilizeze experienţa anterioară şi datele de validare.

9 Validarea = confirmare prin examinare şi furnizarea de dovezi obiective de indeplinire a cerintelor speciale pentru o utilizare specifica.


82

Nivelul de rigoare în estimarea incertitudinii măsurătorilor depinde de cerinţele metodei de testare, de pretenţiile clientului, de existenţa unor limite înguste pe care se bazează decizia de conformitate cu o anumită specificaţie. Laboratorul trebuie să-şi declare politica privind estimarea şi declararea incertitudinii de măsurare şi să identifice persoanele/funcţiile care aplică procedura de estimare, verifică, respectiv validează rezultatele.

Pentru estimarea incertitudinii laboratorul trebuie să aibă: • o descriere transparentă a procedurii de evaluarea a rezultatului. De câte ori este posibil, această descriere trebuie să fie în forma unui model matematic. Evaluarea rezultatului şi modelul depind de procedura de măsurare şi de definiţia măsurândului. • schema logică a încercării. • identificarea mărimilor ce afectează rezultatul şi a interdependenţelor lor. Se poate utiliza o diagramă cauză efect sau un tabel de corelaţii. • descriere transparentă a cunoştinţelor privind mărimile ce intervin în modelul matematic (formula de calcul). Se pot utiliza distribuţia probabilităţilor şi evaluările statistice pentru a descrie limitările cunoaşterii. Trebuie utilizate estimări rezonabile ale tuturor cunoştinţelor anterioare • metodă sistematică de compunere a influenţelor. Se utilizează legea de propagare a erorii.

Referitor la controlul datelor, acesta trebuie efectuat sistematic asupra tuturor calculelor şi transferurilor de date. Laboratorul trebuie să aibă instrucţiuni pentru verificarea calculelor şi transferului de date, care să cuprindă: • cine şi când verifică; • cum se fac verificările; • ce înregistrări sunt generate.

Dacă se folosesc tehnici statistice de prelucrare a datelor rezultate din încercare, trebuie dovedită competenţă în alegerea metodei statistice şi aplicarea ei. Trebuie să existe fişe de post pentru personalul având autoritatea şi responsabilitatea introducerii datelor, prelucrării statistice şi raportării rezultatelor. Sistemele computerizate trebuie să fie adecvate activităţilor cărora le sunt dedicate. Utilizarea tehnicilor statistice şi controlul datelor trebuie să fie incluse în programul anual de audit intern.

Laboratorul trebuie să: • identifice implicarea computerelor în încercare/ măsurare/ prelucrare date;


83

• definească hardware-ul folosit ; • identifice sistemele şi sub-sistemele specifice; • declare modul de stabilire a gradului de adecvare a software-ului

O altă categorie de cerinţe de natură tehnică impuse laboratoarelor de standard se referă la dotarea acestora. Laboratoarele trebuie să fie dotate cu toate echipamentele de eşantionare, măsurare şi încercare necesare efectuării corecte a încercărilor (inclusiv eşantionarea, pregătirea obiectelor de încercat, procesarea şi analiza datelor din încercare şi/sau etalonare). Echipamentele necesare trebuie să se situeze la nivelul de performanţă solicitat de metode, pentru a putea genera rezultate valide sub limitele contractuale sau legale. Laboratorul poate închiria echipamente, cu condiţia ca acestea să satisfacă cerinţele şi să existe personal competent şi instruit care să le utilizeze.

Echipamentul trebuie folosit de personal autorizat. Instrucţiuni aduse la zi privind folosirea şi întreţinerea echipamentului (inclusiv manuale relevante oferite de producător) trebuie să fie disponibile personalului care le utilizează.

Fiecare componentă a echipamentului folosit pentru testare şi calibrare, semnificativă pentru rezultatele măsurătorilor, şi soft-ul aferent, vor fi identificate în mod unic.

Pentru fiecare echipament semnificativ pentru test sau calibrare şi soft-ul aferent se vor păstra înregistrări ce vor conţine cel puţin: • identitatea echipamentului şi a soft-ului; • numele producătorului, tipul, seria sau altă identificare cu caracter unic; • verificarea că echipamentul corespunde specificaţiilor; • locaţia curentă; • instrucţiunile producătorului, dacă sunt disponibile, sau referinţe asupra locului unde se află acestea; • date, rezultate şi copii ale rapoartelor şi certificate ale tuturor calibrărilor, reglajelor şi criteriilor de acceptare, precum şi data viitoarei calibrări; • planul de întreţinere, şi întreţinerea la zi; • defecţiuni, modificări, reparaţii suferite de echipament.

Laboratorul va avea proceduri pentru manipularea sigură, transportul, depozitarea, folosirea şi planificarea întreţinerii echipamentelor de măsurare pentru asigurarea funcţionarii corecte şi pentru evitarea contaminării sau deteriorării. În cazul echipamentelor folosite în afara laboratorului pot fi necesare proceduri suplimentare.


84

Echipamentul care a fost supus la suprasolicitări sau utilizare eronată, care dă rezultate suspecte sau care s-a demonstrat că este defect va fi scos din funcţiune şi va fi izolat pentru a preveni utilizarea sau va fi clar etichetat ca defect. Laboratorul va examina efectul defectului asupra testelor anterioare şi va institui procedura de "Control a activităţii nonconforme“.

Atunci când calibrările conduc la un set de factori de corecţie, laboratorul va avea proceduri pentru a asigura updatarea corespunzătoare a copiilor (de exemplu în software).

Echipamentele pentru testare şi calibrare, incluzând hardware-ul şi software-ul, vor fi ferite de ajustări care ar invalida rezultatele testelor şi/sau calibrărilor. Un alt aspect semnificativ asupra căruia se insistă în standard este cel privitor la trasabilitatea măsurătorilor. Aşa cum s-a indicat anterior, toate echipamentele folosite pentru încercări şi/sau etalonări trebuie să fie etalonate înainte de a fi puse în funcţiune. Trasabilitatea se referă la cerinţa de a face corelaţia între rezultatul măsurării şi etaloanele de referinţă, de preferinţă cele din sistemul internaţional de unităţi (SI defineşte unităţi pentru masă (kg), lungime (m), timp (s), temperatură termodinamică (°Kelvin), curent electric (A), intensitate luminoasă (cd) şi cantitate de substanţă (mol)).

Trasabilitatea la etaloane de referinţă comune permite laboratoarelor să realizeze acelaşi set de condiţii fixe necesare pentru măsurare.

Trasabilitatea se stabileşte cu un nivel declarat de incertitudine, fiecare noua verigă mărind incertitudinea de măsurare. Trasabilitatea face legătura şi asigură comparabilitate între măsurări făcute în laboratoare diferite sau la momente de timp diferite.

Pentru ca o măsurare să fie trasabilă, toate măsurările asociate cu valorile din ecuaţia măsurării (formula de calcul) trebuie să fie trasabile. Dacă mărimi care nu sunt prezente în formula de calcul (temperatura, pH, etc.) influenţează semnificativ rezultatul, trebuie asigurată şi trasabilitatea măsurărilor efectuate pentru a controla aceşti parametri.

Laboratorul trebuie să: • dovedească trasabilitatea la etaloanele naţionale a rezultatelor măsurărilor pentru care solicită acreditarea; • aibă un program de etalonare ale cărui elemente principale sunt: perioada de etalonare (stabilită de utilizator), locul unde se face etalonarea şi etalonul de referinţă utilizat, respectiv incertitudinea de realizat.


85

Elementele ale unei trasabilităţi valide constau în: • racordul mijlocului de măsurare la un lanţ de trasabilitate, care la capătul superior este constituit de un etalon primar, oficial validat; • caracter neîntrerupt al lanţului şi implicit a transmiterii unităţilor de măsură realizate; • aceste operaţii sunt realizate cu incertitudini stabilite.

Trasabilitatea măsurărilor poate fi asigurată prin folosirea unor servicii de etalonare ale altor laboratoare, care pot demonstra competenţă, capacitatea şi trasabilitatea măsurării.

Stabilirea trasabilităţii la mărimi fizice cum ar fi masa, volum, lungime, temperatură, timp, se face prin utilizarea etaloanelor de transfer, la nivelul de incertitudine dorită necesar pentru măsurare. Etaloanele trebuie să fie însoţite de un certificat de etalonare.

Laboratorul trebuie să-şi declare politica privind asigurarea trasabilităţii şi să documenteze modul de menţinere şi verificare a stării de etalonare a echipamentelor.

Dacă laboratorul nu are propriul etalon, furnizorul de etalonare trebuie să emită un certificat de etalonare care să includă valorile incertitudinii. În plus, laboratorul trebuie să-şi monitorizeze permanent funcţionarea echipamentului utilizând etaloane proprii, stabile, pentru a dovedi ca operează în limitele de incertitudine de la etalonare.

În România, etalonările efectuate de către laboratoare din cadrul Biroului Român de Metrologie Legala (Institutul Naţional de Metrologie, laboratoarele interjudeţene sau judeţene) se consideră că satisfac cerinţele de trasabilitate.

Pentru etalonările care nu pot fi făcute, în mod curent, în cadrul unităţii, etalonarea trebuie să asigure încrederea în măsurări prin stabilirea trasabilităţii la etaloane de măsură adecvate, cum ar fi: • folosirea de materiale de referinţă certificate, furnizate de un producător capabil să prezinte o caracterizare fizică şi chimică a materialului, demnă de încredere; • folosirea metodelor specificate şi/sau a etaloanelor reciproc acceptate, descrise clar şi acceptate de toate părţile interesate;

În măsurările chimice şi biologice, un caz special de trasabilitate îl reprezintă identificarea şi confirmarea identităţii probei de interes prin


86

comparare cu date de referinţă obţinute în condiţii foarte asemănătoare cu cele din laborator. Este cazul spectrelor IR, MS, NMR, al cromatogramelor, etc.

Etalonarea se face faţă de etaloane chimice de puritate cunoscută preparate gravimetric, cu condiţia ca validarea să fi stabilit că metoda măsoară ceea ce se doreşte să se măsoare şi că ecuaţia măsurării utilizată în calculul rezultatului este validă.

Există măsurări de parametri fizici sau chimici pentru care etalonarea se face faţă de materiale de referinţă certificate (respectând ghidurile ISO 30-35). Materialele de referinţă sunt MR însoţite de un certificat şi se deosebesc de celelalte etaloane chimice prin: • trasabilitate demonstrabilă la etaloane interne sau internaţionale; • o declaraţie de incertitudine; • etalonarea faţă de materiale de referinţă certificate matriciale (cu matrice asemănătoare probei), de exemplu pentru determinări spectrale XRF. Materialele de referinţă matriciale nu se recomandă pentru etalonare deoarece sunt scumpe, matrici suficient de asemănătoare cu probele sunt rare, iar incertitudinile asociate sunt de regulă prea mari pentru a fi utilizate în etalonare.

Legat de eşantionare, standardul precizează că laboratorul trebuie să aibă un plan şi proceduri de eşantionare şi să-şi definească politica privind eşantionarea, inclusiv gradul de flexibilitate la cerinţele clienţilor.

În cazul în care eşantionarea este sub autoritatea şi responsabilitatea sa, laboratorul trebuie să documenteze modul în care se asigură că: • personalul este competent şi instruit; • există echipamentele necesare pentru efectuarea diferitelor tipuri de eşantionare, conform standardelor de prelevare; • dispozitivul de măsurare incorporat în echipamentul de eşantionare este etalonat; • procedurile de eşantionare sunt adecvate probei, tipului de încercare şi exactităţii necesare; • proba prelevată este reprezentativă; • modele statistice utilizate sunt adecvate, cunoscute, urmate şi declarate; • se stabileşte cantitatea de probă optimă, ţinând cont de eventuala necesitate de a păstra contraprobă; • există instrucţiuni pentru verificarea şi înregistrarea echipamentului de prelevare sau a rezultatelor încercării;


87

• sunt definite condiţiile de ambalare şi condiţionare; • sigiliu, dacă este cazul; • proba este unic identificată; • s-au luat precauţii de siguranţă; • sunt definite condiţiile de transport; • înregistrările permit refacerea eşantionării şi interpretarea rezultatelor; • informaţiile înregistrate pentru fiecare proba sunt incluse în raportul de încercare; • pentru eşantionările care nu sunt efectuate de laborator se anexează raportul de prelevare. În ceea ce priveşte manipularea obiectelor de încercare şi etalonare, standardul precizează că laboratorul trebuie să aibă proceduri pentru transportul, recepţia, manipularea, protecţia, depozitarea, păstrarea şi/sau eliminarea obiectelor de încercat şi/sau etalonat, inclusiv toate prevederile necesare protecţiei integrităţii obiectului de încercat sau etalonat şi a intereselor laboratorului şi clientului.

Laboratorul trebuie să aibă: • un sistem de identificare a probelor, cu alocarea unui cod fără risc de confuzie pe tot traseul în laborator; • un sistem de înregistrare a probelor; • proceduri documentate pentru recepţie, depozitare, manipulare şi îndepărtare; • instrucţiuni de verificare a stării probei la recepţie; • criterii de acceptabilitate; • spaţii de depozitare adecvate; • un sistem de supervizare a probelor depozitate; • instrucţiuni de depozitare; • segregare de spaţii pentru probele aflate înainte şi după încercare; • reguli de recepţie şi eliberare a probelor în lucru; • reguli de păstrare; • reguli şi instrucţiuni de acces; • reguli de manipulare şi circulaţie a probelor în laborator; • instrucţiuni pentru evitarea degradării, deteriorării, sau contaminării probelor; • instrucţiuni pentru asigurarea condiţiilor de mediu;


88

• instrucţiuni pentru siguranţa în cursul transportului; • instrucţiuni de îndepărtare resturi şi contraprobe; • reguli de returnare la client, conform contractului; • instrucţiuni de ambalare deşeuri; • instrucţiuni de transport deşeuri; • instrucţiuni de neutralizare, decontaminare şi distrugere; • reguli de siguranţă; • instrucţiuni pentru protecţia mediului; • reguli de asigurare a confidenţialităţii; • înregistrări. Pentru asigurarea calităţii rezultatelor încercărilor, laboratorul trebuie să aibă proceduri de control al calităţii pentru monitorizarea validităţii rezultatelor încercărilor şi/sau etalonărilor efectuate. Datele generate trebuie înregistrate astfel încât să se poată detecta tendinţele, şi unde este posibil, să se aplice tehnici statistice pentru analiza rezultatelor.

Laboratorul trebuie să-şi documenteze politicile şi procedurile pentru asigurarea şi controlul calităţii rezultatelor generate.

Laboratorul trebuie să aibă implementat nivelul primar de control şi pe cel secundar sau terţiar adecvat pentru fiecare parametru. Dacă nu este posibilă aplicarea nivelului terţiar pentru un anume parametru/matrice trebuie acordată o atenţie suplimentară nivelului secundar.

Primul nivel de control este gestionat de responsabilul de încercare şi are ca scop verificarea exactităţii şi validităţii datelor. El consta din: • încercări în dublu sau multiplu (pentru cca. 5% din încercări); • repetarea încercării pe contraprobe; • corelarea rezultatelor diferiţilor parametri pentru o probă dată; • utilizarea etaloanelor sau a materialelor de referinţă; • diagrame de control.

Nivelul secundar de control este gestionat de responsabilul calităţii şi are ca scop verificarea eficienţei sistemul calităţii. El constă din: • încercarea probelor "dublu blanc"; • încercarea etaloanelor, probelor de referinţă sau a celor analizate anterior ca probe proaspăt sosite în laborator; • încercarea probelor cu valori de tip „split level" (valorile parametrilor apropiate, dar nu identice);


89

• încercări interpersonal; • încercări pe echipamente diferite.

Nivelul terţiar de control este responsabilitate managementului laboratorului şi are ca scop stabilirea performanţelor în încercare. El constă din: • organizarea de comparări interlaboratoare; • participarea la programe de teste de performanţă.

Rezultatele obţinute în nivelul secundar şi terţiar sunt raportate şi pot genera acţiuni corective sau preventive. Responsabilul calităţii face un plan anual pentru controlul secundar, în care fiecare încercare acreditată (parametru şi fiecare matrice) va fi analizată cel puţin o dată cu bune rezultate. O trecere în revistă anuală se face luând în considerare toate rezultatele obţinute la controlul secundar, care sunt înaintate conducerii şi prezentate sumar în analiza sistemului.

În ceea ce priveşte raportarea rezultatelor, în standard se precizează că rezultatele fiecărei încercări, etalonări sau serii de încercări sau etalonări efectuate de laborator trebuie să fie raportate precis, clar, neambiguu şi obiectiv şi în conformitate cu orice instrucţiuni specifice din metodele de încercare sau etalonare.

Activitatea desfăşurată de organism trebuie să fie acoperită de un raport de încercare sau un buletin de analiză. Nu se permite numai raportarea orala.

Organismul trebuie să-şi declare politica de raportare şi procedura de redactare şi transmitere a rapoartelor.

Raportul de încercare trebuie să cuprindă: • toate rezultatele examinărilor şi determinărilor efectuate; • evaluarea conformităţii; • informaţii necesare pentru înţelegerea şi interpretarea raportului.

Informaţiile trebuie să fie corecte, exacte, clare, şi prezentate într-o manieră care să le facă uşor de înţeles şi utilizat de către cel care le citeşte. Formatul trebuie adaptat la fiecare tip de activitate de încercare, dar antetul rămâne acelaşi.

Rapoartele de încercare trebuie să fie semnate de persoane special autorizate, care îşi asumă responsabilitatea tehnică şi/ sau juridică. Dacă raportul are mai multe pagini, trebuie menţionat pe care se semnează şi care sunt măsurile de siguranţă pentru a preveni reproducerea neautorizată sau utilizarea frauduloasă.


90

2.7. DIFERENŢE ÎNTRE VERSIUNILE DIN 1999 ŞI 2005 ALE STANDARDULUI

Punerea faţă în faţă a celor doua standarde în zonele unde apar diferenţe sunt

prezentate în tabelul 1.

Tabel 2.1. ISO/IEC 17025:2005 vs ISO/IEC 17025:1999 ISO/IEC 17025:2005 ISO/IEC 17025:1999

4.1.5 a)

să aibă personalul managerial şi tehnic care, independent de alte responsabilităţi, să aibă autoritatea şi resursele necesare să îşi îndeplinească îndatoririle, inclusiv menţinerea şi îmbunătăţirea sistemului managerial, şi să identifice apariţia îndepărtărilor de la sistemul managerial sau de la procedurile pentru efectuarea de teste şi/sau calibrări, şi să iniţieze acţiuni pentru a preveni sau reduce asemenea situaţii (vezi şi 5.2)

să aibă personalul managerial şi tehnic care să aibă autoritatea şi resursele necesare să îşi îndeplinească îndatoririle şi să identifice apariţia îndepărtărilor de la sistemul managerial sau de la procedurile pentru efectuarea de teste şi/sau calibrări, şi să iniţieze acţiuni pentru a preveni sau reduce asemenea situaţii (vezi şi 5.2)

4.1.5 k)

Să asigure că personalul este conştient de relevanţa şi importanţa activităţii ce o desfăşoară şi de modul în care ei contribuie la atingerea obiectivelor sistemului managerial.

N/A

4.1.6

Managementul de vârf trebuie să asigure că procese corespunzătoare de comunicare sunt stabilite în interiorul laboratorului şi că are loc comunicarea cu privire la eficienţa sistemului managerial.

N/A


91

4.2.2

Politicile sistemului managerial al laboratorului referitoare la calitate, inclusiv declaraţia de politică de calitate, vor fi definite în manualul calităţii (indiferent cum este numit acesta). Obiectivele generale vor fi stabilite, şi vor fi revizuite la revizuirea managementului. Declaraţia politicii de calitate va fi emisă de autoritatea de management de vârf.

Politicile sistemului calităţii al laboratorului şi obiectivele vor fi definite în manualul calităţii (indiferent cum este numit acesta). Obiectivele generale vor fi documentate în declaraţia de politică de calitate. Declaraţia politicii de calitate va fi emisă sub autoritatea executivă de vârf.

4.2.2 c) scopul sistemului de management referitoare la calitate

obiectivele sistemului calităţii

4.2.2 e)

Obligaţia managementului laboratorului de a se conforma acestui Standard International şi de a îmbunătăţi permanent eficienţa sistemului managerial.

Obligaţia managementului laboratorului de a se conforma acestui Standard International.

4.2.3

Managementul de vârf va oferi dovezi ale preocupării pentru dezvoltarea şi implementarea sistemului managerial şi îmbunătăţirea continuă a eficienţei acestuia.

Manualul calităţii va include sau va face referiri la proceduri ajutătoare incluzând procedurile tehnice. Se va sublinia structura documentaţiei utilizată în sistemul calităţii.

4.2.4

Managementul de vârf va comunica organizaţiei importanţa îndeplinirii cerinţelor consumatorului ca şi a cerinţelor statutorii sau regulamentare.

Rolul şi responsabilităţile managementul tehnic şi ale managerului de calitate, inclusiv responsabilităţile lor pentru asigurarea conformităţii cu acest Standard Internaţional, vor fi definite în manualul calităţii.


92

4.2.5

Manualul calităţii va include sau va face referire la procedurile ajutătoare sau procedurile tehnice. Se va sublinia structura documentaţiei utilizată în sistemul de management.

N/A

4.2.6

Rolurile şi responsabilităţile managementului tehnic şi ale managerului de calitate, inclusiv responsabilitatea lor pentru asigurarea corespondenţei cu acest Standard Internaţional, vor fi definite în manualul calităţii.

N/A

4.2.7

Managementul de vârf va asigura că integritatea sistemului managerial este menţinută atunci când sunt planificate şi implementate schimbări ale sistemului managerial.

N/A

4.7.1

Laboratorul va fi deschis pentru cooperarea cu clienţii sau reprezentanţii lor în vederea clarificării cerinţelor clientului şi în monitorizarea performanţei laboratorului în relaţie cu activitatea realizată, cu asigurarea de către laborator a confidenţialităţii faţă de alţi clienţi.

Laboratorul va acorda clienţilor sau reprezentanţilor acestora cooperarea pentru clarificarea cerinţelor clientului şi în monitorizarea performanţei laboratorului în relaţie cu activitatea realizată, cu asigurarea de către laborator a confidenţialităţii faţă de alţi clienţi.


93

4.7.2

Laboratorul va căuta feedback, atât pozitiv cât şi negativ, de la clienţi. Feedback-ul va fi folosit şi analizat pentru îmbunătăţirea sistemului managerial, activităţile de testare şi calibrare şi servicii pentru clienţi.

Laboratoarele sunt încurajate să obţină feedback, atât pozitiv cât şi negativ, de la clienţii lor. Feedback-ul va fi folosit pentru îmbunătăţirea sistemului calităţii, activităţile de testare şi calibrare şi servicii pentru clienţi.

4.7.2 Note

Exemple de tipuri de feedback includ urmărirea satisfacţiei clienţilor şi revizuirea rapoartelor de

N/A

4.10

Laboratorul îşi va îmbunătăţi continuu eficienţa sistemului managerial prin folosirea politicii de calitate, rezultatele auditului, obiectivele de calitate, analiza datelor, acţiuni corective şi de prevenire şi revizuirea managementului.

N/A

5.2.2

Managementul laboratorului va formula obiectivele privitoare la educarea, instruirea şi abilităţile personalului laboratorului. Laboratorul va avea o politică şi proceduri pentru identificarea nevoilor de instruire şi va oferi instruire personalului. Programul de instruire va fi relevant pentru sarcinile prezente şi cele anticipabile ale laboratorului. Eficienţa acţiunilor de instruire va fi evaluată.

Managementul laboratorului va formula obiectivele privitoare la educarea, instruirea şi abilităţile personalului laboratorului. Laboratorul va avea o politică şi proceduri pentru identificarea nevoilor de instruire şi va oferi instruire personalului. Programul de instruire va fi relevant pentru sarcinile prezente şi celeanticipabile ale laboratorului.


94

5.9.2

Datele controlului de calitate vor fi analizate şi, acolo unde se găsesc în afara criteriilor previzionale, acţiuni planificate vor fi întreprinse pentru corectarea problemei şi a preveni raportarea de rezultate incorecte.

N/A


95

BIBLIOGRAFIE 1. xxx, Alignment of ISO/IEC 17025:1999 with ISO 9001:2000, CASCO

WG25/49, Rev1, April 2005 2. ACLASS Guidance and Requirements for Transition to ISO/IEC

17025:2005 3. Dutch Accreditation Council, Explanation of ISO/IEC 17025 and

implementation of iso/iec 17025:2005, Doc. RvA-T15, July 2005 4. Gabriel Vasiliu, Iuliana Chilea, Analiza impactului transpunerii sistemului

calităţii din Uniunea Europeanã în România, a cadrului legal şi a principalelor acţiuni întreprinse de autorităţi şi de participanţii din infrastructura calităţii privind importanţa implementării standardelor române, ASRO 2005

5. ILAC, Guidelines on Grading of Non-conformities, ILAC-G20:2002 6. Duane M. Friesen, Shauna Dobson, Implementing An ISO/IEC 17025

Quality System In A Commercial EMC Test Laboratory Environment, Conformity, july 2004, p. 21

7. Geoff Strawbridge, What is conformity assessment?, ISO Bulletin, october 2002, p. 3

8. ILAC, Introducing the Concept of Uncertainty of Measurement in Testing in Association with the Application of the Standard ISO/IEC 17025, ILAC-G17:2002

9. CITAC şi Eurachem, Guide to Quality in Analytical Chemistry – An Aid to Accreditation, 2002

10. http://www.iso.ch/iso/en/ISOOnline.frontpage

96

CAPITOLUL 3 STANDARDE EUROPENE PENTRU ÎMBRĂCĂMINTEA DE

PROTECŢIE

3.1. NOŢIUNI GENERALE DESPRE ÎMBRĂCĂMINTEA DE PROTECŢIE

3.1.1. Definirea echipamentului personal protectiv (EPP)

Conform Directivei 89/656/EEC, se consideră echipament personal

protectiv, orice echipament folosit sau purtat de către angajat pentru a-l proteja împotriva unuia sau mai multor riscuri privind sănătatea sau siguranţa la locul de munca, incluzând toate echipamentele complementare sau accesoriile care pot contribui în acest scop. Această definiţie exclude: • îmbrăcămintea de lucru normală şi uniformele care acţionează în sensul de a asigura siguranţa şi sănătatea; • echipamente de prim ajutor şi servicii de salvare; • EPP pentru uzul militar şi al poliţiei; • EPP folosite la automobile (de exemplu, centura de siguranţă); • echipamente pentru sport; • materiale de autoapărare; • dispozitive de detecţie şi de avertizare asupra unor riscuri.

Directiva 89/686/EEC vine cu precizări suplimentare, definind echipamentul personal protectiv ca: orice dispozitiv sau aparat creat pentru a fi purtat sau folosit de un individ pentru protecţie împotriva unuia sau mai multor accidente de sănătate şi siguranţă. În sensul mai larg de asemenea: • o unitate constituită din diferite dispozitive sau aplicaţii combinate pentru a proteja împotriva potenţialelor riscuri simultane; • un dispozitiv protectiv combinat cu un echipament non – protectiv; • componente EPP interschimbabile.

Nu sunt considerate EPP sub această directivă: • îmbrăcămintea de lucru sau uniformele fără proprietăţi specifice protective; • EPP folosite de forţele armate sau în menţinerea legii şi a ordinii; • EPP pentru autoapărare;


97

• unele EPP pentru uzul personal (îmbrăcăminte pentru iarnă si pentru ploaie, încălţăminte, umbrele, mănuşi de uz casnic); • EPP pentru protecţie sau salvare în accidente aeriene, dacă nu sunt purtate permanent.

3.1.2. Reguli generale

EPP ar trebui să fie folosite numai dacă riscurile nu pot fi eliminate sau

reduse suficient de către dispozitivele de protecţie sau de către măsurile, metodele sau procesele organizate. EPP sunt considerate a fi cea mai slabă formă de prevenţie tehnică, urmând să fie folosite să protejeze împotriva riscurilor rămase după implementarea măsurilor.

Aceste EPP ar trebui: • să fie potrivite pentru riscuri, fără să introducă un nou risc; • să fie compatibile cu condiţiile existente la locul de muncă; • să întrunească cerinţele ergonomice şi cele privind siguranţa şi sănătatea; • să fie adaptabile la nevoile individuale ale purtătorului; • dacă mai multe tipuri de EPP trebuiesc purtate simultan, atunci compatibilitatea şi eficienţa acestei combinaţii de EPP ar trebui verificate; • condiţiile de folosire ale unui EPP, în special timpul de folosire, vor fi determinate în funcţie de următorii factori: nivelul de risc, frecvenţa expunerii la risc şi condiţiile de la fiecare loc de muncă; • EPP sunt în general create spre a fi folosite de o singură persoană. Dacă condiţiile de lucru cer ca un EPP să fie transferat de la o persoană la alta, atunci acesta va fi curăţat şi dezinfectat pentru a permite refolosirea în condiţiile unei igiene sigure.

Directiva 89/656/EEC

3.1.3. Standardizare Standardul European EN 340:2003 este un standard de referinţă şi

poate fi considerat corespunzător împreună cu standardele specifice. Acest standard nu poate fi folosit singur, ci numai în combinaţie cu alt standard care conţine cerinţe pentru performanţele specifice unui produs pentru protecţie.

Dacă sunt necesare cerinţe specifice, acestea ar trebui să fie specificate în standardul potrivit acestui produs.


98

Revizuirea standardului EN 340: 1993 a dus la următoarele principale schimbări în noua ediţie a acestui standard: • Au fost adăugate cerinţe de bază referitoare la sănătate şi cerinţele ergonomice incluzând metode de testare. Majoritatea cerinţelor vor afecta furnizorii de materiale ai fabricilor de îmbrăcăminte. Alte cerinţe vor fi importante pentru producătorii de îmbrăcăminte, pentru a corespunde cu standardele de produse specifice. • A fost introdusă o procedură pentru testul spălării industriale, pentru că acest tip de spălare este aplicat frecvent la multe tipuri de îmbrăcăminte de protecţie. • Sistemul de stabilire a mărimii a fost îmbunătăţit, pentru a ţine cont de cerinţele de mărime din seria EN 13402. • A fost conceput ca un ghid, pentru a dezvolta specificaţii pentru testele practice de performanţă în standardele de produs.

Raza de acţiune Acest Standard European specifică cerinţele generale de performanţă

pentru ergonomie, caracterul inofensiv, stabilirea mărimii, îmbătrânire, compatibilitate, simbolizarea îmbrăcămintei de protecţie şi informaţii ce trebuie furnizate de către producător împreună cu îmbrăcămintea de protecţie.

Referiri normative Acest Standard European integrează prin referinţele date sau nedate,

prevederile din alte publicaţii. Aceste referiri normative sunt citate în pasaje corespunzătoare în text şi publicaţiile sunt citate mai jos. Pentru referinţele date, amendamentele următoare sau revizuiri ale oricărei din aceste publicaţii, se aplică numai acestui standard european. Pentru referinţe nedate, ultima ediţie a publicaţiei se referă la adresă (inclusiv amendamente):

EN 420, Cerinţe generale pentru mănuşi; EN 1413, Textile – Determinarea ph-ului extractelor apoase; EN 1811, Metode de test de referinţă pentru eliberarea nikelului din

produse destinate contactului direct şi prelungit cu pielea; EN 13402-1, Desemnarea mărimilor hainelor – Partea I: Termeni,

definiţii şi proceduri de măsurare a corpului (ISO 3635: 1981, modificat); EN 13402-2, Desemnarea mărimilor hainelor – Partea a II-a:

Dimensiuni primare şi secundare;


99

pr EN 13402-3, Desemnarea mărimilor hainelor – Partea a III-a: Măsurători şi intervale;

pr EN 14362-1 – Textile – Metode pentru detectarea şi determinarea unor anumite amine aromatice derivate din coloranţi azo – Partea I: Detectarea folosirii unor anumiţi coloranţi azo accesibili fără extracţie;

EN 23758 – Textile – Coduri de pe etichete pentru întreţinere folosind simboluri (ISO 3758: 1991);

EN 25077, Textile: Determinarea schimbărilor dimensionale după spălare şi uscare (ISO 50077: 1984);

EN ISO 3175-1, Textile: Dry cleaning si finisare – Partea I: Metode pentru evaluarea capacităţii de spălare a textilelor şi a îmbrăcămintei;

EN ISO 3175-2, Textile – Dry cleaning şi finisare – Partea a II-a: Proceduri pentru tetracloretilenă (ISO 3175-2: 1998);

EN ISO 4045, Piele – Determinarea ph-ului (ISO4045: 1977); EN ISO 6330, Textile – Spălarea casnică şi proceduri de uscare pentru

testarea textilelor (ISO 6330: 2000); EN ISO 105, Textile – Teste pentru rezistenţa culorii (toate părţile); ISO 7000, Simboluri grafice pentru folosirea pe echipament – index şi

punctaj; ISO 15797 – Textile – Spălarea industrială şi proceduri de finisare

pentru testarea îmbrăcămintei de lucru.

3.1.4. Termeni şi definiţii referitoare la îmbrăcămintea de protecţie în general

Pentru obiectivele Standardului European EN 340:2003 se aplică următorii termeni şi definiţii:

Îmbătrânirea -Schimbarea unuia sau a mai multor proprietăţi iniţiale

ale materialelor pentru îmbrăcămintea de protecţie, odată cu trecerea timpului. Notă: această afirmaţie se referă numai la valorile de laborator şi nu

dă indicaţii pentru folosirea în prezent. Riscul - Situaţii care pot fi cauza vătămării sau dăunării sănătăţii

corpului uman.


100

Notă: sunt diferite tipuri generale de risc, de exemplu: riscuri mecanice, riscuri chimice, risc de frig, risc de căldură sau foc, riscuri date de agenţi biologici, riscuri de radiaţii.

Anumite tipuri de riscuri, dintre acestea, pot, potrivit circumstanţelor, să derive din mai multe riscuri specifice. Astfel, un risc de căldură (inflamaţie, înfierbântare) poate deriva din contactul cu o sursă de căldură, căldură radiantă etc. Pentru fiecare pot fi metode de testare separate.

Hainele speciale au fost proiectate pentru a da protecţie împotriva riscurilor întâlnite în tipuri specifice de muncă. Exemple de asemenea haine sunt sortite să furnizeze protecţie împotriva tăierii mâinii, pantaloni pentru protecţia faţă de lanţuri care taie, haine pentru protecţia împotriva chimicalelor, îmbrăcăminte cu vizibilitate înaltă şi haine pentru protecţia motocicliştilor etc.

Pericol - Combinaţii ale probabilităţii, ale întâmplării, cu consecinţele unui eveniment riscant specificat. Notă: conceptul riscului are întotdeauna două elemente: frecvenţa sau

probabilitatea cu care un eveniment riscant are loc şi consecinţa evenimentului riscant.

Nivelul de performanţă - Număr care indică o categorie particulară sau şirul de performanţă potrivit căruia rezultatele testării pot fi ordonate.

Datele de la numeroase teste sunt folosite pentru a plasa hainele într-unul din numărul nivelelor de performanţă descriptive. Este util a fi reamintit că în numeroase accidente, îmbrăcămintea poate preveni cauzarea de răni serioase sau moartea.

De vreme ce nivelele de performanţă sunt bazate pe rezultatele testării într-un laborator, ele nu sunt în legătură cu condiţiile reale de la locul de muncă. Astfel, îmbrăcămintea de protecţie ar trebui sa fie selectată după o apreciere întreagă a condiţiilor şi sarcinilor ce apar în procesul de folosire până la sfârşit, luând în considerare riscul implicat. Totodată, trebuie să se ţină cont de datele furnizate de producător referitor la performanţa îmbrăcămintei de protecţie împotriva riscului sau riscurilor.

Numărul nivelelor de performanţă ar trebui să fie cât mai jos posibil, ţinând cont de reproductibilitatea metodelor de testare şi de riscurile cărora utilizatorii sunt expuşi. Diferite nivele de performanţă pot fi justificate numai de către existenţa nivelelor de risc şi a factorilor ergonomici, care nu pot fi acoperiţi adecvat de un singur nivel de performanţă.


101

Îmbrăcăminte de protecţie - Îmbrăcămintea inclusiv cea protectoare care acoperă sau înlocuieşte îmbrăcămintea personală, şi care este proiectată pentru a furniza protecţie împotriva unuia sau mai multor riscuri.

Veste (corsaj) cu lungimea din talie până peste umăr - Lungimea

maximă măsurată de la planul taliei, peste umăr, până la nivelul taliei. EN 340

3.1.5. Obligaţiile angajatorului (patronului)

Conform cerinţelor 89/686/EEC, ar trebui folosite numai EPP ce se

supun regulilor europene de concepere şi realizare. Angajatorul trebuie să asigure EPP gratuit. De asemenea, acesta trebuie

să se ocupe de curăţirea, întreţinerea, reparaţia şi înlocuirea unui EPP pentru a asigura cele mai bune condiţiile de funcţionalitate şi de igienă ale acestuia.

Statele membre ale UE pot, în concordanţă cu tradiţiile lor naţionale, să specifice dacă angajaţii trebuie să contribuie sau nu la costul EPP ce nu sunt folosite exclusiv la locul de muncă.

Angajatorul trebuie să informeze angajatul de riscurile de care sunt protejaţi prin intermediul EPP şi să organizeze şedinţe de instruire, iar dacă e nevoie, cursuri de pregătire despre folosirea corespunzătoare a EPP.

EPP vor fi folosite doar la aplicaţiile pentru care sunt făcute. Excepţii se pot face doar în cazuri speciale şi excepţionale. EPP se folosesc doar în concordanţă cu instrucţiunile de folosire, instrucţiuni care trebuiesc să fie uşor accesibile pentru a fi înţelese foarte bine de cel ce foloseşte EPP.

Evaluarea EPP: înainte de alegerea unui EPP, angajatorul va face o evaluare ce include următorii paşi: 1. Analiza şi evaluarea riscurilor care pot fi evitate prin alte mijloace. 2. Descrierea caracteristicilor EPP pentru a trece în evidenţă riscurile determinate la primul pas, luând în considerare şi posibilitatea riscurilor puse de EPP însuşi. 3. Evaluarea caracteristicilor EPP disponibile, în comparaţie cu specificaţiile produsului făcute în al doilea pas.

Reguli de folosire: • regulile referitoare la când şi unde trebuiesc folosite EPP vor fi specificate de fiecare stat membru al UE, respectând principiile generale ale acestui act normativ;


102

• în regulile lor, statele membre vor aborda evoluţia tehnică ţinând seama de protecţii individuale şi colective; • statele membre vor consulta partenerii sociali în privinţa regulilor de folosire.

Informarea angajaţilor: • angajaţii şi/sau reprezentanţii lor vor fi informaţi despre măsurile cu privire la siguranţa şi sănătatea acordate de folosirea EPP la locul de muncă.

Consultarea şi participarea angajaţilor: • angajaţii şi/sau reprezentanţii lor vor fi consultaţi şi vor participa la chestiunile acoperite de către acest act normativ şi de către anexele sale.

Directiva 89/656/EEC 3.1.6. Informaţiile furnizate de producător

Îmbrăcămintea de protecţie va fi furnizată clientului cu informaţii scrise

cel puţin în limba (limbile) oficiale ale clientului de destinaţie. Toate informaţiile vor fi clare şi vor include:

a) Numele şi adresa completă a producătorului şi /sau a reprezentanţei sale autorizate.

Notă: O adresa electronica sau alta adresa unde pot fi trimise reclamaţii la produs poate fi folositoare.

b) Numele şi adresa completă şi numele de identificare a corpului

înştiinţat implicat în tipul de aprobare şi/sau control al calităţii. c) Numărul Standardului European specific (EN) şi anul publicaţiei. d) Explicaţia oricărei pictograme şi nivelul de performanţă. O explicaţie

de bază a testelor ce au fost aplicate îmbrăcăminţii de protecţie şi o listă corespondentă a nivelelor de performanţă, preferabil într-un tabel al performanţei.

e) Toate materialele de bază şi secundare constituente. f) Instrucţiuni pentru folosirea corespunzătoare pentru standardul

specific: • teste pentru a fi încercate de către purtător înaintea folosirii; • potrivire, cum se îmbracă şi dezbracă;


103

• instrucţiuni cu privire la folosirea corespunzătoare a produsului pentru a minimiza riscul de leziune; • limite de folosire (ex: valori de temperatură); • instrucţiuni pentru depozitare şi mentenanţă, cu perioadele maxime între care se verifică menţinerea; • instrucţiuni complete pentru curăţare şi/sau decontaminare (ex: temperatura de curăţare, procesul de uscare, valoarea ph-ului, acţiuni mecanice, numărul maxim de cicluri de spălare); • preveniri asupra problemelor probabile a se întâmpla, de exemplu la spălarea casnică a îmbrăcăminţii contaminate; • detalii ale articolelor adiţionale îmbrăcăminţii de protecţie de care este nevoie pentru a fi folosită şi pentru a obţine protecţia intenţionată; • informaţii despre orice material folosit în produs care poate cauza răspuns alergic sau poate fi cancerigen, toxic la reproducere sau mutagen; • detalii ale oricăror penalităţi ergonomice ale folosirii produsului, ca reducerea câmpului de vizibilitate, acuitatea auzului şi riscul stresului căldurii; • instrucţiuni asupra felului cum se recunoaşte îmbătrânirea şi pierderea performanţei produsului; • dacă există instrucţiuni ajutătoare, numerele componente pot fi adăugate; • instrucţiuni privind separarea.

g) Referinţe la accesorii şi părţi disponibile, dacă sunt relevante. h)Tipul împachetării potrivit pentru transport, dacă este relevant. i) Instrucţiuni pentru reciclare, distrugerea în siguranţă şi dispoziţii ca

relevante (ex: ruperea mecanică sau incinerarea produsului). EN 340

3.1.7. Clasificarea EPP EPP sunt clasificate în trei categorii, în funcţie de gradul de risc

împotriva căruia sunt create să apere. Procedurile pentru a demonstra respectarea cererilor directivei sunt conform fiecărei categorii şi sunt proporţionale cu riscul.

Categoria I: EPP de design simplu, unde cel ce le-a proiectat presupune că utilizatorul poate impune el însuşi nivelul de protecţie împotriva unor riscuri minore, efectele cărora sunt treptate şi pot fi identificate cu uşurinţă de către utilizator.


104

Figura 3.1. Exemplu de EPP Categoria I: Combinezon care protejează împotriva

frigului şi a vântului

Aceasta se referă la faptul că EPP protejează explicit şi inclusiv împotriva: • acţiunii mecanice cu efecte superficiale

(mănuşi pentru grădinărit); • agenţilor de curăţare cu efect într-o

săptămână şi efecte uşor reversibile (mănuşi împotriva soluţiilor diluate de detergenţi);

• manipulării componentelor fierbinţi (<50oC) care nu sunt însoţite de impacturi periculoase (mănuşi);

• condiţiilor atmosferice ale unui fenomen natural excepţional sau extrem (îmbrăcăminte de sezon, încălţăminte);

• impacturilor minore şi vibraţiilor care nu afectează vital părţi ale corpului, cu efecte reversibile (mănuşi, încălţăminte uşoară);

• luminii solare (ochelari de soare).

Categoria a II-a: Aceasta este o categorie care acoperă toate EPP care nu sunt listate explicit în celelalte două categorii. Exemple de îmbrăcăminte de protecţie din această categorie: îmbrăcăminte pentru sudori, îmbrăcăminte cu vizibilitate ridicată.

Figura 3.2. Exemplu de EPP de Categoria a II-a: Îmbrăcăminte de înaltă vizibilitate


105

Categoria III: EPP cu design complex, menite să protejeze împotriva pericolelor mortale sau împotriva riscurilor ireversibile de sănătate, care nu pot fi determinate în timp suficient.

Figura 3.3. Exemplu de EPP categoria III: Combinezon antistatic şi antichimic

Acestea privesc explicit şi exclusiv: • dispozitive pentru filtrarea respiraţiei

care protejează împotriva aerosolilor lichizi şi solizi, iritanţi şi periculoşi, şi împotriva gazelor toxice şi radiotoxice;

• dispozitive pentru protecţia respiratorie, care furnizează izolaţie completă de atmosferă (inclusiv echipament de scufundare);

• EPP care furnizează protecţie limitată împotriva atacului chimic sau împotriva radiaţiilor ionizante;

• echipament pentru folosirea în medii fierbinţi (>100oC temperatură efectivă), inclusiv posibila prezenţă a radiaţiilor ultraroşii, flăcări sau temperaturi mari ale materialului topit;

• echipament pentru folosirea în medii reci (<-50oC temperatura efectivă);

• EPP care protejează împotriva căderilor de la înălţime;

• EPP împotriva riscurilor electrice şi voltaj periculos, sau folosite pentru izolare completă în munca la înaltă tensiune. Prin temperatură efectivă se înţelege

temperatura „reală” percepută de un individ, ţinând cont de factori precum: căldura radiantă, căldura convectivă sau viteza vântului.



106

3.1.8. Certificarea Înaintea plasării produsului său pe piaţa europeană, producătorul

trebuie să treacă printr-o procedură de certificare, pentru a demonstra potrivirea produsului său cu cererile actului normativ 89/686/EEC. Când a completat procedura cu succes, i se permite să marcheze CE pe produsul său şi să facă declaraţia CE de conformitate.

Satisfacerea cererilor actului normativ se poate face, fie prin satisfacerea directă a cerinţelor de bază ale anexei II a actului normativ, fie prin satisfacerea cerinţelor standardului universal de siguranţă (relevant hormonized standard), care este un standard european ce conţine previziuni referitoare la cerinţele de bază ale unui act normativ european. Acestea sunt făcute la cererea Comisiei Europene, a cărei referinţă este publicată în Ziarul Oficial al Uniunii Europene. Conformitatea cu hormonized standard oferă o prezumţie a conformităţii cu cerinţele esenţiale de siguranţă ale actului normativ.

Procedura de certificare este în relaţie cu EPP la care se referă: Categoria I: fabricantul trebuie să întocmească o documentaţie tehnică

care poate fi, dacă este necesar, pusă sub observaţia autorităţilor competente şi care trebuie să cuprindă toate datele relevante despre mijloacele folosite de fabricant pentru a proba concordanţa cu cerinţele de bază ale actului normativ.

Categoria II: fabricantul trebuie să satisfacă cerinţele categoriei I a EPP şi în plus, trebuie să ataşeze un model al EPP–ului sau a unui corp ales pentru examinarea de tip CE. Această examinare trebuie făcută pe foaia tehnică a fabricantului şi pe model. Dacă este deplină concordanţă între acestea două, corpul ales va emite un certificat de evaluare de tip CE.

Corpul ales: un corp format dintr-un membru al UE cu misiunea de a presta activităţile de verificare a conformităţii cu acte normative şi grupe de produse precizate. Comisia Europeană alocă un număr fiecărui corp ales.

Categoria III: fabricantul trebuie să satisfacă cererile categoriei a doua a EPP şi în plus, trebuie instalat un sistem de verificare a EPP.

Sistemul de control al calităţii pentru produsul finit: un corp ales, asigură la intervale de cel puţin un an, teste pentru produsele eşantion.

Asigurarea calităţii producţiei cu scopul de monitorizare: un corp ales verifică sistemul de control al calităţii al fabricantului de EPP şi determină dacă acesta garantează concordanţa cu previziunile actului normativ.



107

Declaraţia CE a conformităţii produselor

Pentru a asigura conformitatea cu previziunile actului normativ, fabricantul trebuie: • să facă o declaraţie prin care să certifice că EPP–ul fabricat şi pus pe

piaţă acoperă previziunile actului normativ; • să întrunească cerinţele de bază, dovedind conformitatea cu relevant

hormonized standard (pentru toate categoriile de EPP); • să fie identic cu subiectul EPP al unui certificat CE emis de un corp ales

(pentru categoriile II şi III ale EPP); • să fie supus unui sistem de control al EPP, de către un corp ales sau la

verificări periodice în scopul monitorizării sistemului de verificare a calităţii (pentru categoria III a EPP); această declaraţie trebuie pusă la dispoziţia autorităţilor competente, la cererea acestora.

• să ataşeze însemnul CE în conformitate cu fiecare EPP. Acest însemn constă în literele „CE” într-un stil special. Pentru categoria III a EPP, trebuie menţionat numărul corpului ales responsabil de permanenta supraveghere a calităţii cerute pentru aceste produse.


Marcarea CE

Marcarea CE constă în iniţialele „CE”, scrise într-o formă specifică. Marcarea CE simbolizează că produsele se supun cerinţelor şi regulilor

precizate într-un act normativ european, de exemplu 89/686/EEC în cazul echipamentului de protecţie. Statele membre trebuie să se abţină de la introducerea în regulament a altor însemne de conformitate în afara însemnului CE. Oricum, produsele pot purta şi alte însemne ale calităţii, cu condiţia ca acestea să nu fie confundate cu însemnul CE.

Fabricantul ataşează însemnul CE pe produsele sale pe propria răspundere. Punerea unui însemn pe un produs înseamnă mult mai mult decât un simplu însemn, înseamnă că producătorul a verificat că produsul corespunde tuturor cerinţelor importante ale UE şi că a fost supus unor proceduri potrivite de evaluare a conformităţii.

În practică, pentru EPP aceasta înseamnă:


108

• pentru categoria I a EPP (design simplu, risc scăzut): fabricantul declară că produsul său corespunde cerinţelor esenţiale de igienă şi siguranţă, afirmate în anexa a II-a a actului normativ 89/686;

• pentru categoria a II-a a EPP (risc mediu): fabricantul declară că produsul său corespunde cerinţelor esenţiale de igienă şi siguranţă şi a fost aprobat drept CE de către un corp ales;

• pentru categoria a III-a a EPP (design complex, riscuri mortale): fabricantul declară că produsul său corespunde cerinţelor esenţiale de igienă şi siguranţă, a fost aprobat CE de către un corp ales şi că a instalat un sistem permanent de supraveghere, sub controlul unui corp ales.

În majoritatea cazurilor, produsele vor fi marcate cu însemnul CE şi numărul de referinţă al standardului. Marcarea cu numărul de referinţă al standardului este facultativă, spre deosebire de însemnul CE, care este obligatoriu.


3.2. CERINŢE DE BAZĂ IMPUSE ÎMBRĂCĂMINTEI DE PROTECŢIE

3.2.1. Cerinţe de bază pentru igienă şi siguranţă Cerinţele de bază pentru igienă şi siguranţă aplicabile EPP sunt

specificate într-o anexă a actului normativ Directiva 89/686/EEC. Formularea cerinţelor este făcută în termeni foarte generali:

Hormonized European Standards poate fi considerat un model performant de exprimare a cerinţelor de bază.

Cerinţele de bază sunt structurate în 3 grupe: • cerinţe generale aplicabile tuturor EPP; • cerinţe specifice unor tipuri de EPP; • cerinţe specifice riscurilor speciale.

O cerinţă esenţială foarte importantă este obligaţia fabricantului de a pune la dispoziţia utilizatorului o notă informativă realizată intr-un limbaj oficial al statului membru al UE căruia i se adresează. Trebuie să conţină toate informaţiile privitoare la: • depozitare, folosire, curăţare, menţinere, servire şi dezinfectare;


109

• rezultatele testelor pentru verificarea nivelurile de protecţie ale EPP; • accesoriile şi piesele de schimb; • clasele de protecţie, limitele corespunzătoare de folosire; • termenul de ieşire din uz (dacă este cazul); • modul de împachetare pentru transport; • semnificaţia însemnelor şi a pictogramelor.


3.2.2. Cerinţe de bază referitoare la sănătate şi la ergonomie

În paragrafele următoare, unele cerinţe de bază referitoare la sănătate şi la ergonomie sunt stabilite ca relevante pentru mai multe tipuri de îmbrăcăminte de protecţie. Pentru principii ergonomice generale, care pot fi folosite în proiectarea, realizarea şi utilizarea echipamentului protectiv personal, vezi proiectul EN 13921 – 1 (2).

La proiectarea şi realizarea îmbrăcămintei de protecţie trebuie să se ţină cont de cerinţele prezentate în continuare.

Inofensivitatea

Îmbrăcămintea de protecţie ar trebui să nu afecteze sănătatea sau igiena

utilizatorului. Îmbrăcămintea de protecţie trebuie să fie făcută din materiale ca: textile, piele, cauciuc, plastic care au fost demonstrate a fi potrivite chimic. Materialele nu ar trebui, în condiţii previzibile de utilizare normală, să elibereze sau să degradeze substanţe cunoscute în mod general a fi toxice, cancerigene, mutagene, alergice, sau să producă alte dăunări. Ar trebui verificate informaţii privind faptul că produsul este inofensiv.

Modul în care se consideră acceptibilitatea hainelor de protecţie este dat în diagrama de flux prezentată în figura 3.4.

Nota 1 – Materialele ar trebui selectate astfel încât să minimizeze impactul mediului asupra producţiei şi cedarea îmbrăcămintei de protecţie.

Nota 2 – Următoarea listă de documente este dată pentru informaţii şi ca exemple de documente care trebuie examinate:

a) Informaţiile furnizate de fabricant, care ar putea să includă o declaraţie care să confirme faptul că produsul nu conţine nici o substanţă la


110

niveluri care sunt cunoscute sau suspectate a afecta igiena sau sănătatea utilizatorul;.

b) Specificaţii ale materialelor; c) Fişe cu date de siguranţă referitoare la materiale; d) Informaţii referitoare la disponibilitatea materialelor de a fi folosite

în mecanisme medicale sau alte aplicaţii relevante; e) Informaţii privind toxicitatea, alergicitatea, canceriginitatea etc.; f) Informaţii privind ecotoxicitatea şi alte tipuri de investigaţii la

materiale. Examinarea ar trebui să determine dacă materialele sunt potrivite pentru

a fi folosite la realizarea îmbrăcămintei de protecţie sau a echipamentelor de protecţie. Ar trebui dată o atenţie particulară prezenţei materialelor plastice, a componentelor inerte, a materialelor grele şi a impurităţilor, a identităţii chimice a pigmenţilor şi a coloranţilor.

Materialele din care este realizată îmbrăcămintea de protecţie ar trebui să îndeplinească următoarele cerinţe:

• Conţinutul de crom VI din hainele de piele ar trebui să îndeplinească cerinţele EN 420;

• Toate materialele metalice care ar putea veni în contact prelungit cu pielea (nasturi, accesorii) ar trebui să aibă o emisie de nichel mai mică de 0,5 µg/cm2 pe săptămână. Metoda de testare ar trebui să fie în concordanţă cu EN 1811;

• Valoarea pH-ului pentru materialele din care este realizată îmbrăcămintea de protecţie ar trebui să fie mai mare de 3,5 şi mai mică de 9,5. Metoda de testare pentru materialele din piele ar trebui să fie conform cu EN ISO 4045, iar pentru alte materiale conform cu EN 1413;

• Rezistenţa culorii materialelor la transpiraţie (fără vopsirea pielii purtătorului) ar trebui să fie determinată în concordanţă cu EN ISO 105 – EO4;

• Coloranţii azo care eliberează amine cancerigene listate în pr. EN 14362 – 1 nu ar trebui să fie detectabili prin metoda din standardul respectiv.

EN 340


113

Designul

Designul îmbrăcămintei de protecţie ar trebui să faciliteze poziţia sa corectă pe purtător şi ar trebui să asigure că îmbrăcămintea rămâne fixată pentru perioada prevăzută de utilizare, luând în considerare factorii ambientali, împreună cu mişcările şi poziţia pe care purtătorul ar trebui să o adopte în timpul desfăşurării muncii sau a altei activităţi. Pentru acest scop, mijloacele apropiate, cum ar fi sistemele adecvate de reglare a mărimii ar trebui prevăzute în aşa fel încât să îngăduie ca îmbrăcămintea de protecţie să fie adaptată morfologiei purtătorului.

Verificarea caracteristicilor ergonomice ale îmbrăcămintei de protecţie

Designul îmbrăcămintei de protecţie ar trebui să nu lase descoperită nici

o parte a corpului, în timpul mişcărilor presupuse a fi făcute de către purtător (de exemplu, o vestă nu ar trebui să se ridice deasupra taliei atunci când sunt ridicate braţele), dacă acest aspect este precizat în standardele specifice. Standardul specific pentru îmbrăcămintea de protecţie ar trebui să conţină criterii de testare (de exemplu, verificări dacă îmbrăcămintea poate fi îmbrăcată şi dezbrăcată uşor, dacă mişcările mâinilor, ale genunchilor şi ale altor zone ale corpului nu lasă suprafeţe neprotejate ale corpului, că există o suprapunere a vestei şi a pantalonilor şi că informaţiile fabricanţilor sunt adecvate să explice folosirea corectă a îmbrăcămintei de protecţie.

În cele ce urmează sunt furnizate indicaţii asupra modului în care unele caracteristici ergonomice ale îmbrăcămintei de protecţie pot fi verificate prin teste simple şi utile. Acestea nu sunt menite a înlocui testarea specific ergonomică cerută în standardele de produs, sau probele de încercare de către utilizator sau cumpărător în selectarea şi potrivirea îmbrăcămintei de protecţie pentru ei înşişi sau pentru muncitori. Practica de a evalua ergonomic îmbrăcămintea de protecţie ar trebui să verifice că nu există deficienţe majore în proiectare şi realizare , observaţiile făcute putând conduce la perfecţionări ale acesteia. Informaţii în plus sau sfaturi sunt furnizate în pr EN 13921 şi în mod particular în partea întâi a acestor standarde.

Principiu Verificarea îmbrăcămintei de protecţie ar trebui făcută de una sau mai

multe persoane, care mai întâi citesc informaţiile furnizate de producător şi apoi examinează îmbrăcămintea de protecţie. Apoi sunt supuse la testare


114

specimenele de îmbrăcăminte ale mărimilor potrivite. Îmbrăcămintea de protecţie ar trebui să fie purtată cu îmbrăcămintea normală cu care este prevăzut a fi folosită.

O listă a întrebărilor este furnizată mai jos. Produsul este satisfăcător dacă toate răspunsurile date sunt pozitive. Observaţia 1: Răspunsurile date întrebărilor pot fi da, nu sau nu se poate decide. Toate răspunsurile „nu se poate decide” ar trebui, dacă este posibil, să fie rezolvate prin acte adiţionale.

Evaluatorii pot avea dificultăţi în a decide dacă un produs este acceptabil sau neacceptabil. În aceste cazuri este recomandat ca produsul să fie comparat cu articole similare de pe piaţă. Dacă este semnificativ mai rău ergonomic, fără să se amintească caracteristici precum mărimea protecţiei, poate fi privit ca nenecesar şi inconfortabil. Va fi acordată o atenţie deosebită atunci când protecţia împotriva pericolului mortal nu permite condiţii confortabile pentru utilizatori .Ducerea la bun sfârşit (subiectivă) a evaluărilor ergonomice conduce de obicei la recomandări pentru schimbarea sau îmbunătăţirea îmbrăcămintei de protecţie, atunci când îmbrăcămintea nu răspunde la minimum de cerinţe ale standardului unui produs. Observaţia 2: De asemenea, conducerea testelor practice simple de mai jos permite evaluatorilor să verifice dacă informaţia furnizată de producător este suficient de clară, completă şi exactă, încât utilizatorii să folosească corect îmbrăcămintea, sau se pot produce erori riscante în folosirea produsului.

Întrebări evaluatoare a) Este îmbrăcămintea de protecţie fără margini ascuţite sau dure,

fără finisări grosolane sau alte articole de pe suprafaţa interioară sau exterioară a îmbrăcămintei care pot răni utilizatorului sau pe altcineva?

Îmbrăcămintea de protecţie ar trebui să fie inspectată manual şi vizual pentru a se asigura că nu există caracteristici periculoase.

b) Este posibil a îmbrăca şi dezbrăca îmbrăcămintea de protecţie fără dificultate?

Ar trebui să fie considerate următoarele aspecte: – uşurinţa îmbrăcării şi dezbrăcării îmbrăcămintei de protecţie fără

asistenţă, ţine de tipul de îmbrăcăminte; – dacă îmbrăcămintea nu este prea strânsă pentru a asigura confortul,

dacă respiraţia adâncă nu este restricţionată şi nu este nici o restricţie a circulaţiei sângelui nicăieri;


115

– designul îmbrăcămintei, de exemplu răscroiala mânecii şi linia umărului, dacă sunt proporţionate şi poziţionate corect.

c) Pot deschiderile, ajustările şi sistemele de închidere să fie utilizate fără dificultate?

Ar trebui considerate următoarele aspecte: – potrivirea şirului de ajustări disponibile; – uşurinţa operaţiei şi securitatea deschiderilor şi ajustărilor; – dacă deschiderile, ajustările şi sistemele de împiedicare sunt destul de

puternice pentru a se opune forţelor cărora probabil vor fi expuse şi mişcărilor cărora îmbrăcămintea de protecţie le este menită.

d) Acoperă îmbrăcămintea de protecţie suprafaţa corpului care trebuie protejată, şi acoperirea sa este menţinută în timpul mişcărilor? (vezi întrebarea e)

Trebuie considerate: -potrivirea acoperirii fiecărei zone specifice de protecţie de către

materialul de protecţie sau construcţiile speciale ale echipamentului; -dacă acoperirea este menţinută în timpul mişcărilor, la fel de multe pe

cât este anticipat că va face un utilizator. e) Pot următoarele mişcări să fie făcute fără dificultate? – în picioare, aşezat, mergând şi urcând scările; – ridicând ambele mâini şi ridicând un mic obiect cum ar fi un pix. Ar mai trebui considerate: – mânecile şi picioarele îmbrăcămintei nu ar trebui să fie prea lungi,

încât să interfereze cu mişcările mâinilor şi ale picioarelor; – orice restricţie nerezonabilă a mişcării la orice articulaţie. f) Este îmbrăcămintea de protecţie comparabilă cu alte articole din

gama EPP? Ar trebui să fie considerate următoarele aspecte: – îmbrăcămintea de protecţie, care este în mod normal parte a unui

ansamblu, ar trebui să fie comparabilă cu exemple reprezentative ale restului ansamblului;

– îmbrăcarea şi dezbrăcarea altor articole ale EPP, precum mănuşile, ar trebui să fie posibile fără dificultate.

Unde este aplicabil, designul îmbrăcămintei de protecţie ar trebui să ţină cont şi de alte părţi ale îmbrăcămintei de protecţie sau echipamente care trebuie să fie purtate pentru a forma un ansamblu protectiv. Nivelul potrivit de


116

protecţie ar trebui să fie furnizat la suprafeţele de contact dintre produsele aceluiaşi fabricant, de exemplu mâneca oferă protecţie până la mănuşă, pantalonii până la încălţăminte şi gluga până la căile respiratorii.

În fiecare standard specific ar trebui definite un minim de proprietăţi mecanice pentru a evalua rezistenţa hainelor.

Dacă este cerută în standardul specific, masa ar trebui dată pentru toate mărimile hainelor, prin informaţii furnizate de către fabricant sau prin marcare. Masa ar trebui dată pentru haine noi, la 20oC şi umiditate de 65%, iar toleranţa la masă sau şirul de valori ar trebui definit în standardul specific. Masa unei haine de o anumită mărime ar trebui măsurată pentru a verifica indicaţia de masă din informaţia fabricantului sau din marcare. Observaţia 1 – O masă mai mică nu va fi întotdeauna benefică. Observaţia 2 – Îmbrăcămintea de protecţie ar trebui să fie cât mai luminoasă posibil, ţinând cont de confort, rezistenţă la vapori de apă, design şi nivel de protecţie.

EN 340 Confortul

Îmbrăcămintea de protecţie ar trebui să furnizeze utilizatorilor un nivel

de confort compatibil cu nivelul de protecţie împotriva riscului care este prevăzut, cu condiţiile de mediu, cu nivelul activităţii utilizatorului şi durata anticipată de folosire a îmbrăcămintei de protecţie. Standardele specifice de produs ar trebui să conţină cerinţe referitoare la confort pentru tipurile particulare de îmbrăcăminte de protecţie şi metode pentru evaluarea lor (de exemplu, evaluarea prin manual de inspecţie, inspecţia vizuală sau proba purtătorului etc.). Îmbrăcămintea de protecţie nu ar trebui să:

– aibă suprafeţe grosolane, ascuţite sau solide care irită sau rănesc purtătorul;

– fie aşa de strânsă încât să fie restricţionată circulaţia sângelui; – fie aşa liberă şi/sau grea astfel încât să îngreuneze mişcarea. Acolo unde este posibil, îmbrăcămintea de protecţie ar trebui să fie

făcută din materiale cu rezistenţă mică la vapori de apă sau/şi permeabilitate mare la aer şi/sau hainele ar trebui să fie suficient ventilate (aerisite) pentru a minimiza disconfortul şi stresul termic. În aceste cazuri, modelele de testare şi cerinţele pentru rezistenţa la vapori de apa a materialelor pentru îmbrăcăminte,


117

permeabilitatea la aer a materialelor sau aerisirea îmbrăcămintei ar trebui să fie specificate în standardele specifice. Observaţia 1 – O metodă indirectă de testare este standardizată în EN 31092 (1). Observaţia 2 – Pentru alte scopuri, de exemplu calitatea supravegherii, poate fi aplicată o metoda diferită, reproductibilă, pentru a testa permeabilitatea la vapori de apă sau pentru a verifica valori specificate ca recomandate în standardele de referinţă. Observaţia 3 – Pentru informaţii în plus vezi pr EN 13921-4 (3).

Îmbrăcămintea de protecţie care impune dificultăţi ergonomice semnificative, ca stresul căldurii, sau inconfortul ei inerent datorat nevoii de a furniza protecţia adecvată, ar trebui însoţită de informaţia dată de fabricant prin sfaturi sau preveniri specifice. De asemenea, ar trebui date indicaţii specifice asupra duratei aproximative pentru folosirea continuă a îmbrăcămintei în aplicaţii.

EN 340

Îmbătrânirea Îmbătrânirea poate fi cauzată de un singur factor sau de mai mulţi

factori (vezi 4.8. a pr EN 13921 – 1: 2003 (2)). Acest standard abordează în principal efectele dăunătoare ale alterării culorii, ale schimbării dimensionale sau a culorii la spălare şi nivele de performanţă şi eligibilitate ale marcării.

Rezistenţa Dacă standardul specific conţine cerinţe pentru menţinerea culorii,

îmbrăcămintea de protecţie trebuie testată în concordanţă cu partea relevantă a EN ISO 105 – B02, prin rezistenţa culorii la lumină artificială (lampă de testare cu arc de decolorare cu xenon).

Schimbări dimensionale datorate spălării Dacă instrucţiunile fabricantului indică faptul că îmbrăcămintea poate fi

spălată sau curăţată prin dry-cleaning, procedura de testare pentru schimbările dimensionale la spălare ale materialului pentru îmbrăcămintea de protecţie ar trebui făcută în concordanţă cu EN 25077 şi pentru dry cleaning în concordanţă cu EN ISO 3175- 1. Schimbările în dimensiune datorate spălării materialului pentru îmbrăcăminte de protecţie nu ar trebui să depăşească ±3% în orice lungime sau lăţime, decât dacă este specificat în standardul specific.


118

O mostră va fi supusă la 5 cicluri de spălare sau de dry cleaning în concordanţă cu cele de mai jos, dacă nu este altfel specificat. Dacă ambele metode, spălare şi dry cleaning sunt permise, mostra va fi numai spălată. Fiecare ciclu de spălare constă în spălare şi uscare.

Metode de spălare şi de dry cleaning Dacă standardul specific conţine cerinţe de pretratament pentru a

verifica efectele dăunătoare ale spălării, procedura de test va fi următoarea, doar dacă nu este specificat altfel în standardul specific.

Dacă eticheta de întreţinere sau informaţia fabricantului permite spălarea casnică sau dry cleaning şi/sau finisare, atunci îmbrăcămintea de protecţie sau materialul va fi spălat în concordanţă cu EN ISO 6330 sau pentru spălarea uscată în concordanţă cu EN ISO 3175 – 2 şi/sau finisare finală.

Dacă spălarea industrială şi/sau finisarea este permisă, atunci mostra va fi numai spălată, în concordanţă cu ISO 15797. EN 340

3.2.3. Cerinţe referitoare la desemnarea mărimii

Îmbrăcămintea de protecţie va fi marcată cu mărimea sa, în funcţie de

dimensiunile corpului măsurate în centimetri. Excepţiile vor fi specificate în detaliu în standardele de produs relevante, de exemplu protezele genitale pentru folosire în sport. Procedurile de măsurare şi desemnare a dimensiunilor vor corespunde EN 13402, dacă nu este specificat altfel. Desemnarea mărimii fiecărei haine va cuprinde dimensiuni de control date în tabelul 3.1.

Tabelul 3.1. Dimensiunile corpului ce determină mărimea îmbrăcămintei de protecţie

Nr. crt.

Îmbrăcămintea de protecţie Dimensiuni de control

1 Jachetă, vestă, veston Perimetrul pieptului sau a bustului şi înălţimea 2 Pantaloni Perimetrul taliei şi înălţimea 3 Acoperământ coverall Perimetrul pieptului sau a bustului şi înălţimea 4 Şorţ Perimetrul pieptului sau a bustului şi înălţimea 5 Echipament de protecţie (tampoane

pentru genunchi, protectoare pentru spate)

Perimetrul pieptului sau al bustului / al taliei sau înălţimea/ greutatea corpului sau lungimea de la talie la talie, peste

umăr Producătorul poate stabili măsurători adiţionale, de exemplu lungimea

braţului, lungimea piciorului pe interior sau perimetrul şoldului pentru hainele


119

pentru femei. Valoarea va corespunde valorii actuale în centimetri a dimensiunilor corpului purtătorului.

Pe haine va fi folosită o pictogramă pentru a indica mărimea, potrivit seriei EN 13402. Înălţimea, perimetrul bustului sau al pieptului, lungimea de la talie la talie peste umăr vor fi desemnate ca şir exprimat în centimetri sau în kilograme. Şirul (intervalul maxim) pentru dimensiunile corpului din tabelul 3.1 va fi conform pr. EN 13402 – 3 sau specificate în standardul de produs relevant. Lungimea braţului şi a piciorului pe interior pot fi date fiecare printr-o singură valoare.

Pentru măsurarea lungimii de la talie la talie peste umăr, panglica metrată va trece peste umăr prin punctul de mijloc, situat între punctul umărului şi joncţiunea dintre umăr şi gât. În faţă, panglica metrată va trece peste piept (bust) printr-un punct lateral situat la 90 mm de la linia de mijloc a corpului până la planul taliei. La spate, panglica metrată va urmări cea mai scurtă distanţă până la un punct plasat lateral, la 90 mm de linia de mijloc a corpului.

Figura 3.5. Minimum de cerinţe pentru pantaloni Figura 3.6. Minimum de cerinţe pentru costume,

jachete şi vestoane


120

În mod obişnuit, măsurătorile se fac peste lenjerie. Planul taliei este planul orizontal plasat la 50 mm deasupra celui mai înalt punct al osului şoldului. Dimensiunea de 50 mm se referă la un subiect înalt de 1780 mm şi ar trebui modificată în funcţie de înălţimea subiectului considerat. Distanţa de 90 mm se referă la un subiect cu perimetrul şoldului de 850 mm şi ar trebui, de asemenea, reconsiderată pentru subiecţi cu valori diferite.

Figura 3.7. Preluarea altor cote antropometrice


121

În figurile 3.5-3.8 sunt prezentate modalităţile de măsurare, dimensiunile fiind date în cm. Observaţie: Desemnarea mărimii pentru femei va folosi perimetrul bustului (şi perimetrul sub bust) mai puţin decât perimetrul pieptului.

Figura 3.8. Exemple de stabilire a mărimii pentru protectoare ale trunchiului (vestă protectoare

pentru bărbaţi)

Standardele de produs sau criteriul de design folosite de producătorii de îmbrăcăminte de protecţie ar trebui să ia în considerare următoarele: • este o cerinţă ca o zonă sau zone de protecţie să fie în corelaţie dimensională cu mărimea produsului şi mărimea purtătorului; • intervalele de mărime ar trebui să asigure o buna potrivire, realizabilă majorităţii purtătorilor; • modul de ajustare trebuie să asigure potrivirea îmbrăcămintei de protecţie cu şirului purtătorilor, fiecare mărime fiind menită să se potrivească; • proporţiile şi dimensiunile îmbrăcămintei de protecţie ar trebui să reflecte nevoile purtătorilor în mediile unde se folosesc, să ţină cont de îmbrăcămintea ce trebuie purtată cu ea şi să îndeplinească rolul pentru care este realizată şi utilizată.

EN 340


122

3.2.4. Cerinţe privind marcarea şi etichetarea

Marcarea generală

Fiecare piesă a îmbrăcămintei va fi marcată. Marcarea va fi: – în limba oficială a ţării de destinaţie şi cu o formulare informatică (ex:

fraze de prevenire); – pe produs sau pe etichetele ataşate produsului, fixate în aşa fel încât să

fie vizibile şi lizibile; – durabilă, comparabilă cu numărul aproximat de procese de curăţare. Marcarea şi pictogramele ar trebui să fie destul de mari pentru a

transmite convenţii imediate şi pentru a permite folosirea literelor şi numerelor care trebuie să se citească uşor. Observaţie: Se recomandă folosirea literelor şi a numerelor mai mari de 2 mm şi a pictogramelor mai mari de 10 mm (inclusiv cadrul). Scrisul şi pictogramele sunt recomandate a fi negre pe fundal alb. Prevenirile asupra riscurilor mortale ar trebui să fie pe exteriorul produsului.

Marcarea specifică

Marcarea va include următoarele informaţii: a) Numele, marca înregistrată sau alte mijloace de identificare a

producătorului sau a reprezentanţei sale autorizate; b) Indicarea tipului de produs, numele comercial sau codul; c) Indicarea mărimii conform clauzelor; d) Numărul standardului european (EN) specific; e) Pictograme şi nivele de performanţă, dacă se aplică.

Pentru îmbrăcămintea de protecţie se utilizează pictogramele în formă de scut, ce reprezintă simbolul de bază pentru protecţie şi indică riscul împotriva căruia este menită a proteja.

În tabelul 3.2 se exemplifică o serie de pictograme, la care tipul de risc este simbolizat în figura din interiorul ramei sub formă de scut.


123

Tabelul 3.2. Pictograme pentru tipul de protecţie Pictograme Protecţia urmărită Pictograme Protecţia urmărită

Protecţie împotriva părţilor

mişcătoare ISO 7000-2411

Protecţie

împotriva căldurii şi a flăcării

ISO 7000-2417

Protecţie împotriva frigului

ISO 7000-2412

Protecţie împotriva

tăieturilor şi străpungerilor

ISO 7000-2483

Protecţie împotriva vremii

rele ISO 7000-2413


contaminării particulare radioactive

ISO 7000-2484


chimicalelor ISO 7000-2414


microorganismelorISO 7000-2414


electricităţii statice

ISO 7000-2415

Protecţie împotriva lanţului

fierăstrăului ISO 7000-2415

Pictogramele în ramă pătrată (tabelul 3.3) indică utilizarea intenţionată a îmbrăcămintei. Domeniul de utilizare este simbolizat de figura din interiorul ramei pătrate.


124

Tabelul 3.3. Pictograme pentru domeniul de utilizare al îmbrăcămintei de protecţie

Îmbrăcăminte de protecţie pentru

pompieri ISO 7000-2418

Îmbrăcăminte de protecţie de înaltă vizibilitate

ISO 7000-2419

Îmbrăcăminte de protecţie pentru

operatorii cu rafale abrazive ISO 7000-2482

Îmbrăcăminte de protecţie pentru motociclişti

ISO 7000-2618

Pentru cerinţele specificate, numărul care indică nivelul de performanţă va fi arătat lângă sau dedesubtul pictogramei. Aceste numere vor fi întotdeauna în aceeaşi succesiune cum este cerut în standardul specific. Observaţie: Aceste numere vor fi plasate lângă pictogramă începând din partea dreaptă a pictogramei şi continuând în sensul acelor de ceasornic.


125

Dacă producătorul intenţionează să indice pe marcaj că trebuie consultate instrucţiunile producătorului, atunci va fi folosit simbolul din figura 3.9.

Figura 3.9. Instrucţiune de operare

f) Etichetarea de întreţinere: instrucţiunile de spălare sau curăţare vor fi date potrivit EN 23758, dacă sunt relevante.

Dacă există cerinţe specifice pentru a marca numărul maxim recomandat de procese de curăţare, atunci valoarea respectivă va fi precedată de „max”, aproape de eticheta de întreţinere.

Exemplu: max. 25x. Dacă îmbrăcămintea de protecţie poate fi spălată industrial, atunci

aceasta ar trebui arătat pe eticheta de întreţinere. g) Folosirea numai a EPP va fi marcată cu fraza de prevenire „Să nu se

folosească....!”. EN 340

Cerinţe de etichetare

Eticheta trebuie să fie vizibilă, inteligibilă şi fiecare produs trebuie să

aibă o etichetă din material pentru mai multe informaţii. În plus, la eticheta din material, vor fi adăugate informaţii suplimentare

pentru a înştiinţa utilizatorul despre măsurile de siguranţă ce trebuie luate înaintea folosirii, zona specifică şi limitele de folosire (timpul de folosire în condiţii specifice), instrucţiuni de depozitare şi păstrare, instrucţiuni de curăţire


126

şi dezinfectare etc. De obicei, aceste informaţii sunt asigurate sub forma unei fişe cu instrucţiuni. Eticheta trebuie să includă (figura 3.10):

Figura 3.10 Exemplu de etichetă de pe îmbrăcămintea de avertizare cu vizibilitate înaltă

1. Numele, marca firmei sau alte mijloace de identificare a fabricantului sau a reprezentantului său autorizat; 2. Informaţii ale producătorului referitoare la tipul de material, numele sau codul comercial al acestuia; 3. Pictograma cu dimensiunile în acord cu EN 340; 4. Specificarea standardului specific european de performanţă EN 471, echipament cu vizibilitate înaltă, pe care materialul îl îndeplineşte; 5. Pictograma specifică, ce arată riscurile specifice cărora se adresează tipul materialului şi nivelul performanţei materialului; 6. Instrucţiuni de spălare – folosind simbolurile din ISO 3758: trebuie declarat numărul maxim de procese şi se fac referiri la disponibilitatea informaţiei produsului. 7. Însemnul CE.


Legislaţia europeană referitoare la etichetarea textilelor

Art. 1. Produsele textile pot fi vândute pe piaţă în cadrul Comunităţii, fie

înaintea, fie în timpul procesării industriale sau în orice stadiu de distribuţie, doar dacă asemenea produse se supun prevederilor acestei directive.

Art. 2. 1. Pentru scopurile acestei directive, „produs textil” înseamnă orice

produs brut, semilucrat, lucrat, semifabricat, fabricat, ce este compus în mod


127

exclusiv din fibre textile, fără deosebire de amestecul sau procesul de asamblare folosite.

2. În scopul acestui obiectiv, „fibre textile” înseamnă: • o unitate de materie caracterizată prin flexibilitate, eleganţă şi raport mare între lungime şi grosime, ce o recomandă pentru aplicaţiile textile; • benzi şi tuburi flexibile, a căror lăţime aparentă nu depăşeşte 5 mm, incluzând benzi tăiate din benzi sau filme mai mari, produse din substanţe folosite pentru fabricarea fibrelor sintetice şi potrivite aplicaţiilor textile; lăţimea aparentă este lăţimea benzii sau tubului când sunt îndoite, îndreptate, compresate sau răsucite sau lăţimea medie acolo unde lăţimea nu este uniformă.

3. Următoarele produse vor trebui tratate în aceeaşi manieră ca produsele textile şi vor trebui supuse previziunilor acestei directive: • produsele ce conţin cel puţin 80% din greutate, fibre textile; • mobilă, umbrele, copertine pentru soare ce conţin cel puţin 80% din greutate componente textile; în mod asemănător componentele textile ale acoperişurilor podelelor din mai multe straturi, a bunurilor pentru camping şi căptuşeli călduroase pentru încălţăminte, mănuşi etc., unde asemenea părţi sau căptuşeli constituie cel puţin 80% din greutatea articolului complet; • textile încorporate în alte produse şi formând o parte integrală a acestora, unde compoziţia lor este specificată.

Art. 3. 1. Numele şi descrierile fibrelor din articolul 2 sunt în tabelul 3.4. 2. Folosirea numelor din tabelul 3.4 va fi rezervată fibrelor a căror

natură este specificată sub acelaşi punct al aceluiaşi tabel. 3. Nici unul din aceste nume nu poate fi folosit pentru alte fibre, doar

dacă sunt ale lor sau ca origine sau ca adjectiv, în orice limbă. 4. Cuvântul „mătase” nu poate fi folosit pentru a indica forma sau

prezentarea particulară în filamentele fibrelor continue sau fibrelor textile. Tabelul 3.4. - Directiva 96/74/EC (sau 97/37/EC) din 19 iunie 1997 asupra denumirii textilelor

Nr. Nume Descrierea fibrei 1 Lână Fibre din lâna oilor sau a mieilor 2 Alpaca, lamă, cămilă,

cashmir, mohair, capră de angora, iepure de angora, urmate sau nu de numele „lână” sau „păr”.

Părul următoarelor animale: alpaca, lamă, cămilă, cashmir, capră


128

3 Păr de cal sau de alt animal cu sau fără a indica animalul (păr de bovine, de capră, de cal ş.a.)

Părul unei varietăţi de animale nemenţionate la 1 sau 2

4 Mătase Doar fibrele obţinute de la insectele secretoare de mătase 5 Bumbac Fibre obţinute din plantele de bumbac (Gossypium) 6 Capoc Fibre obţinute din fructele de capoc (Ceiba pentandra) 7 In Fibre obţinute din in (Linum usitatissiumum) 8 Cânepă Fibre obţinute din cânepă (Cannabis saliva) 9 Iută Fibre obţinute din Corchorus olitorius şi din Corchorus

capsularis., precum şi fibrele obţinute din următoarele specii: Hibiscus cannabinus, Hibiscus Sabdariffa, Abultilon avicennae, Urena lobata, Urena simuata

10 Cânepă de manila Fibre obţinute din frunzele căzute de Musa textis 11 Alfa Fibre obţinute din frunzele de Stipa tenacissima 12 Nucă de cocos Fibre obţinute din fructul de Cocos nucifera. 13 Broom Fibre obţinute din Cytisus scoparius şi/sau Spartium junceum 14 Ramie Fibre obţinute din Boehmeria nivea şi Boehmeria tenacissima 15 Sisal Fibre obţinute din frunzele de Agave sisalana 16 Agave Fibre obţinute din Crotalaria juncea 17 Agave Fibre obţinute din Agave fourcroydes 18 Agave Fibre obţinute din Agave cantala 19 Acetat Fibre din acetat de celuloză, conţinând mai puţin de 92%, dar cel

puţin 74% grupe de hidroxil acetilat 20 Alginate Fibre obţinute din săruri metalice de acid alginic 21 Cupro Fibre din celuloză regenerată 22 Modal O fibră de celuloză regenerată ce are o rezistenţă la rupere mare 23 Proteine Fibre obţinute din substanţe proteice regenerate şi stabilizate prin

acţiunea unor agenţi chimici. 24 Triacetat Fibre din acetat de celuloză, ce conţin cel puţin 92% grupe de

hidroxid acetilat 25 Vâscoză Fibre din celuloză regenerată obţinute prin procese pentru

filamente şi fibre discontinue 26 Acrilic Fibre formate din macromolecule ce conţin cel puţin 85% din

masă acrilonitril 27 Clorofibră Fibre formate din macromolecule ce conţin mai mult de 50% din

masă clorură de vinilin 28 Fluorofibră Fibre formate din macromolecule făcute din monomeri

fluorcarbon alifatici 29 Modacrilic Fibre formate din macromolecule ce conţin mai mult de 50% dar

mai puţin de 85% din masă acrilonitril 30 Nylon Fibre formate din macromolecule sintetice ce conţin grupări

amide, din care cel puţin 85% sunt alăturate unităţilor alifatice 31 Aramide Fibre formate din macromolecule sintetice făcute din grupări

aromatice, unite prin grupări amide, din care cel puţin 85% sunt alăturate direct la două cercuri aromatice, şi prin numărul de grupări imide, dacă cele din urmă sunt prezente şi nu depăşesc


129

numărul de grupări amide 32 Poliamide Fibre formate din macromolecule sintetice ce conţin unităţile de

amide cerute 33 Lyocell O fibră din celuloză regenerată obţinută prin dizolvare cu un

agent organic, printr-un proces de rotire, fără formare de derivaţi. Este înţeles ca un „agent organic” un amestec de chimicale organice şi apă

34 Poliester Fibre formate din macromolecule ce conţin cel puţin 85% din masă un ester de diol şi acid ftalic

35 Polietilena Fibre formate din macromolecule liniare substituente de hidrocarbon alifatic

36 Polipropilena Fibre formate din macromolecule liniare de hidrocarbon saturate, unde un atom de carbon împarte în două părţi un lanţ de metil într-o dispunere izo fără alte substituţii

37 Policarmide Fibre formate din macromolecule ce au în lanţ grupa funcţională – NH-CO-NH

38 Poliuretan Fibre formate din macromolecule compuse din lanţuri cu grupa funcţională cerută uretan

39 Vinil Fibre formate din macromolecule a căror lanţ este constituit din alcool polivinil cu diferite nivele de acetilizare

40 Trivinil Fibre formate din copolimer acrilonitrilic, un monomer clorvinilic şi un al treilea monomer vinil, nici unul din acestea reprezentând mai mult de 50% din masa totală

41 Elastomer Fibră elastică compusă din poliisopren natural sau sintetic sau compusă din una din multele diene polimerizate cu sau fără unul sau mai mulţi monomeri vinil, şi care, întinsă de trei ori lungimea sa şi apoi lăsată, îşi recuperează rapid lungimea iniţială

42 Elastan Fibră elastică cu cel puţin 85% din masă dintr-un poliuretan segmentat şi care, întinsă de trei ori lungimea sa şi apoi lăsată, îşi recuperează rapid lungimea sa iniţială

43 Fibră de sticlă Fibre făcute din sticlă 44 Numele corespunzător

materialului din care este făcută fibra

Fibre obţinute din materiale diverse sau din alte materiale noi, nemenţionate mai sus

Art. 4. 1. Nici un produs textil nu poate fi descris ca „100%”, „pur” sau „în

totalitate” decât dacă este compus în exclusivitate din aceeaşi fibră. Nu este permisă folosirea nici unui termen similar.

2. Un produs textil poate conţine până la 2% din greutate alte fibre, această cantitate fiind justificată de domeniile tehnice şi nu este adăugată din rutină. Aceasta toleranţă poate fi mărită la 5% în cazul produselor textile ce au fost supuse unui proces de sărăcire.


130

Art. 5. 1. Un produs din lână poate fi descris ca: – „lama virgen” sau „lana de erquilado” – „ren, ny uld”; – „Schurwolle” – „pas qeus malli”; – „fleece wool” sau „virgin wool” – „lain vierge” sau „laine de tonte”; – „lana vergine” sau „lana di tosa” – „scheerwol”; – „la virgem” – „uusi villa”; – „ren ull”. doar dacă este compus în mod exclusiv dintr-o fibră ce nu a fost

încorporată anterior într-un produs finit, ce nu a fost supus nici unui proces de centrifugare şi/sau împâslire, altele decât cele cerute la fabricarea acestui produs şi care nu au fost deteriorate prin tratament sau uzură.

2. Ca un mod de deviere de la previziunile paragrafului 1, numele respective pot fi folosite pentru a descrie lâna conţinută într-un amestec de fibre când:

a) toată lâna conţinută în acel amestec satisface cerinţele definite în paragraful 1;

b) această lână este în procent de cel puţin 25% din greutatea totală a amestecului;

c) în cazul unui amestec necontrolat, lâna este amestecată doar cu o singură fibră de alt gen.

În cazurile respective, trebuie menţionat tot procentajul compoziţiei fibroase.

3. Toleranţa, justificată de domeniul tehnic legat de fabricare, trebuie să fie de 3% pentru impurităţi fibroase în cazul produselor de la paragraful 1 si 2, incluzând produsele de lână ce au fost supuse unui proces de împâslire.

Art. 6. 1. Un produs textil realizat din două sau mai multe fibre, ce are

cantitatea de cel puţin 85% din greutatea totală, trebuie desemnat : – de numele fibrei din urmă urmat de procentajul greutăţii, sau – de numele fibrei din urmă urmat de cuvintele „minim 86%”, sau – de întregul procentaj al compoziţiei produsului. 2. Un produs textil compus din două sau mai multe fibre, nici una dintre

ele ajungând la 85% din greutatea totală, va fi desemnată de numele şi procentajul greutăţii a cel puţin două fibre principale, urmat de numele


131

celorlalte fibre constituente, în ordinea descrescătoare a greutăţii, cu sau fără indicarea procentajului greutăţilor lor. Oricum :

a) fibrele ce au împreună mai puţin de 10% din greutatea totală, pot fi notate colectiv prin termenul de „alte fibre”, urmat de procentajul total al greutăţii lor ;

b) numele fibrei ce are mai puţin de 10% din greutatea totală a produsului specificat, trebuie menţionat.

3. Produsele ce au urzeala din bumbac şi bătătura din in pur, în care procentajul este de cel puţin 40% din greutatea totală a ţesăturii, pot fi numite „combinaţie de in şi bumbac”, urmată obligatoriu de specificarea compoziţiei „urzeală din bumbac pur – bătătură din in pur”.

4. În cazul produselor textile făcute pentru consumatorul final, în procentajul compoziţiei specificate în paragraful 1, 2, 3 şi 5 :

a) o cantitate de până la 2% fire străine din cantitatea totală a produsului textil poate fi tolerată doar dacă această cantitate este justificată de domeniile tehnice, şi nu este adăugată ca o chestiune de rutina; această toleranţă poate fi mărită la 5% în cazul produselor ce au fost supuse unui proces de tăbăcire sau împâslire ;

b) o toleranţă de fabricare de 3% va fi permisă pentru procentajul fibrelor declarate şi procentajul obţinut la analiză, în relaţie cu greutatea totală a fibrelor arătate pe etichetă ; asemenea toleranţă va fi aplicată de asemenea fibrelor care, conform paragrafului 2, sunt enumerate în ordinea descrescătoare a greutăţii fără o indicare a procentajului lor.

La analize, rezultatele vor fi calculate separat ; greutatea totală ce trebuie luată în considerare la calcularea toleranţelor de la punctul b) poate fi cea a fibrelor produsului mai puţin greutatea oricăror fibre străine găsite la aplicarea toleranţei de la punctul a).

În plus faţă de toleranţele de la punctul a) si b) vor fi permise orice fibre străine găsite prin analiză, când se aplică toleranţa de la punctul a) ce arată a fi acelaşi tip de chimicală ca acelaşi înscris în plus la fibrele de pe etichetă.

În cazul produselor particulare pentru care procesul de fabricare necesită toleranţe mai mari decât cele de la a) si b), toleranţe mai mari pot fi autorizate atunci când conformitatea produsului este verificată conform Art. 13 (1), doar în cazuri excepţionale şi acolo unde este prezentată o justificare adecvată de către producător. Statele membre vor informa imediat Comisia în acest caz.


132

5. Termenul „amestec de fibre” sau termenul „compoziţie a ţesăturii nespecificate” poate fi folosit pentru orice produs a cărui compoziţie nu poate fi stabilită uşor în momentul fabricării.

Art. 7. Fără a influenţa toleranţele din Art. 4 (2), Art. 5 (3) şi Art. 6 (4), fibrele

vizibile, izolate, ce sunt pur decorative şi nu depăşesc 7% din greutatea produsului finit trebuie menţionate în compoziţiile fibrelor prevăzute în articolele 4 şi 6; la fel se va aplica fibrelor ce sunt încorporate pentru a obţine un efect artistic (ex. fibrelor metalice) şi care nu depăşesc 2% din greutatea produsului finit.

În cazul produselor prevăzute de Art. 6 (3), asemenea procentaje vor fi calculate nu la greutatea ţesăturii ci la greutatea urzelii sau cea a bătăturii, în mod separat.

Art. 8. 1. Produsele textile enumerate în această directivă vor fi etichetate sau

marcate oricând sunt puse pe piaţă pentru producţie sau scopuri comerciale; această etichetare sau marcare poate fi înlocuită sau suplimentată de documentele comerciale însoţitoare când sunt livrate la cererea Statului sau de către alte persoane juridice sau, în acele State Membre în care acest concept este necunoscut, de o entitate echivalentă.

2. a) Numele, descrierile sau particularităţile conţinutului fibrelor textile din articolele 3 şi 6 şi din tabelul 3.4 vor fi clar indicate în documentele comerciale. Această cerinţă poate, în moduri particulare, preîntâmpina folosirea abrevierilor în contractele de vânzare, facturi sau note de plată; cu toate acestea, un cod mecanizat de procesare poate fi folosit, doar dacă acest cod este explicat în acelaşi document.

b) Numele, descrierile şi particularităţile conţinutului fibrelor textile din articolele 3 şi 6 şi tabelul 3.4 vor fi indicate într-o tipărire clară, lizibilă şi uniformă când produsele textile sunt oferite spre vânzare sau vândute consumatorului, şi în particular, în cataloage şi literatură comercială, pe ambalaje, pe etichete şi pe însemne.

Alte particularităţi şi informaţii decât cele prezentate în această directivă vor fi separate. Această previziune nu va fi aplicată mărcilor de schimb sau numelor întreprinderii, ce pot fi puse imediat înaintea sau după particularităţile prevăzute în această directivă.


133

c) Statele Membre pot cere ca, atunci când produsele textile sunt oferite spre vânzare sau vândute consumatorului final pe teritoriul lor, limbile lor naţionale trebuie să fie de asemenea folosite pentru etichetarea şi marcarea cerute de acel articol.

În cazul bobinelor. mosoarelor, sculurilor sau oricăror alte cantităţi mici pentru coasere şi brodare, opţiunea din primul subparagraf poate fi exercitată de către Statele Membre doar în cazul unor etichetări incluse pe ambalaje sau plasate la vedere.

d) Statele Membre nu au permisiunea de a interzice folosirea altor descrieri sau particularităţi decât cele din Art. 3, 4 si 5, ce relatează caracteristicile produselor unde asemenea caracteristici şi particularităţi sunt compatibile cu practicile de schimb corect.

Art. 9. 1. Orice produs textil compus din două sau mai multe elemente, ce au

conţinuturi de fibre diferite trebuie să prezinte o etichetă ce declară conţinutul fiecărei fibre. Asemenea etichetare nu trebuie să fie obligatorie pentru elementele ce reprezintă mai puţin de 30% din greutatea totală a produsului, excluzând căptuşelile principale.

2. Acolo unde două sau mai multe textile au acelaşi conţinut fibros, poate fi folosită o singură etichetă.

3. Fără implementarea previziunilor Art. 12 : a) compoziţia fibroasă pentru următoarele articole de corsetărie va fi

indicată prin declararea compoziţiei întregului produs sau a componentelor de mai jos separate sau incluse:

– pentru sutiene : ţesătura din interiorul cupelor şi de pe spate ; – pentru centuri : panouri de rigiditate din faţă, spate şi lateral ; – pentru corsete : ţesătura din interiorul şi exteriorul cupelor, panourile

de rigidizare din faţă, din spate şi panourile laterale. Compoziţia fibrelor pentru articolele de corsetărie, alta decât cele listate

în primul subparagraf, va fi indicată prin declararea compoziţiei întregului produs sau, fie inclusiv sau separat, compoziţia componentelor variate ale articolului ; asemenea etichetare va fi obligatorie pentru componentele ce reprezintă mai puţin de 10% din greutatea produsului.

Etichetările separate ale diferitelor părţi ale articolelor de corsetare menţionate, trebuie făcute astfel încât consumatorul final să poată înţelege uşor la care parte a produsului se referă eticheta.


134

b) Compoziţia fibrelor ţesăturilor imprimate prin gravare va fi dată pentru produs ca un întreg şi poate fi indicată prin declararea separată a compoziţiei ţesăturii de bază şi cea a părţilor gravate. Aceste componente trebuie menţionate prin numele lor.

c) Compoziţia fibrelor brodate va fi dată pentru produs ca un întreg şi poate fi indicată prin declararea, separat, a compoziţiei ţesăturii de bază şi cea a firului broderiei ; aceste componente trebuie menţionate prin numele lor ; dacă părţile brodate au mai puţin de 10% din suprafaţa produsului, se declară numai compoziţia ţesăturii de bază .

d) Compoziţia fibrelor firelor ce formează un miez sau un înveliş, făcute din fibre diferite, oferite spre vânzare astfel consumatorului, trebuie date pentru produs ca un întreg şi poate fi indicată prin declararea compoziţiei acestora în mod separat ; aceste componente trebuiesc menţionate prin numele lor.

e) Compoziţia fibrelor textile din catifea şi pluş sau a textilelor ce includ catifeaua şi pluşul, va fi dată pentru întregul produs, iar unde produsul conţine faţă şi dos distincte, compuse din fibre diferite, poate fi declarată separat pentru aceste părţi, ce trebuiesc menţionate prin numele lor.

f) Compoziţia covoarelor a căror faţă şi dos sunt compuse din fibre diferite poate fi declarată doar pentru faţă, ce trebuie menţionată prin nume.

Art. 10. 1. Ca mijloc de descriere de la Art. 8 şi 9 : a) În cazul produselor textile ce nu sunt în unul din cazurile din Art. 2

(1), Statele Membre nu pot cere etichetarea sau marcarea ce suportă numele sau compoziţia. Cu toate acestea, previziunile Art. 8 si 9 vor fi aplicate acolo unde asemenea produse pot suporta o etichetă sau un însemn ce arată numele sau dă compoziţia, sau o marcă de schimb sau nume al întreprinderii ce încorporează, de drept sau ca adjectiv sau origine, fie unul din numele din tabelul 3.4, fie un nume ce nu poate fi confundat.

b) Atunci când produsele textile sunt de acelaşi tip şi compoziţie, pot fi oferite împreună spre vânzare sub o etichetă ce conţine particularităţile compoziţiei din această directivă.

c) Compoziţia produselor textile vândute la metru trebuie să fie arătată doar pe lungimea materialului sau pe rola oferită spre vânzare.

2. Statele Membre vor face toţi paşii necesari pentru a asigura oferirea spre vânzare a produselor din b) si c) ale paragrafului 1 într-o manieră în care


135

consumatorul final se poate informa de unul singur asupra compoziţiei acelor produse.

Art. 11. Statele Membre vor lua toate măsurile necesare pentru asigurarea că

orice informaţie furnizată atunci când produsele textile sunt puse pe piaţă nu este confundată cu numele sau particularităţile din această directivă.

Art. 12. În scopul aplicării Art. 8 (1) şi a altor previziuni ale acestei directive

referitoare la etichetarea produselor textile, procentajul fibrelor de la Art. 4, 5 şi 6 vor fi determinate fără a lua în considerare următoarele :

1. Pentru toate produsele textile : Părţile nontextile, etichetele şi simbolurile ce nu fac parte integrală din

produs, nasturi, cataramele acoperite cu materiale textile, accesoriile decorative, panglicile neelastice, firele şi benzile elastice adăugate între anumite puncte limită specifice produsului şi supuse la condiţiile Art. 7, fibre vizibile, izolate ce sunt doar decorative şi fibrele antistatice.

2.a) pentru covoare şi mochete: toate componentele altele decât suprafaţa utilizată; b) pentru materiale de tapiţerie, pentru draperii şi perdele: marginile sau suprafaţa interioară a ţesăturilor care nu fac parte din suprafaţa utilizată; c) pentru alte materiale textile: materiale de bază sau derivate, de rigidizare şi consolidare, căptuşeală interioară şi pânză de întărire, fire de coasere şi asamblare, mai puţin dacă înlocuiesc urzeala şi/sau bătătura materialului, umplerea neavând o funcţie izolatoare, subiect al Articolului 9 (1) referitor la căptuşeală.

Pentru scopurile acestei prevederi: • materialele de bază sau derivate ale produselor textile care servesc ca inserţii pentru suprafaţa utilizată, în particular în pături sau materiale dublate, şi inserţii aplicate materialelor din mătase sau pluş şi genul acesta de produse nu ar trebui să fie privite ca întărire pentru a fi îndepărtate. • „rigiditatea şi consolidarea” înseamnă că firele sau materialele adăugate la puncte specificate şi limitate asupra produselor textile pentru a le întări sau a le da rigiditate sau grosime.


136

3. Substanţele folosite la finisarea şi înnobilarea materialelor textile nu trebuie să fie prezente în cantităţi ce pot induce în eroare clientul. În absenţa prevederilor Comunităţii, Statele Membre ar trebui să ia toate măsurile necesare în acest sens.

Art. 13

1. Verificările asupra conformităţii compoziţiei produselor textile cu informaţia furnizată în această Directivă ar trebui să fie asigurate de metodele de analiză specificate anterior. Pentru acest scop, procentajul de fibre ar trebui să fie determinat de masa fiecărei fibre. 2. Directive separate vor specifica metoda de mostrare şi analiză spre a fi folosite de Statele Membre pentru a determina compoziţia fibroasă a produselor potrivit acestei Directive.

Art. 14

1. Nici un Stat Membru nu poate, prin motive interconectate cu specificaţiile de nume şi de compoziţie, să interzică şi să împiedice plasarea pe piaţă a produselor textile care satisfac prevederile acestei Directive.

2. Prevederile acestei Directive ar trebui să preîntâmpine aplicarea în forţă, în fiecare Stat Membru, a prevederilor asupra protecţiei proprietăţii industriale şi comerciale şi să prevină competiţia neloială.

Art. 15 Prevederile acestei Directive nu ar trebui să se aplice produselor textile

care: 1. Sunt destinate exportului spre o ţară terţă; 2. Intră în Statele Membre, sub controlul clienţilor, pentru scopul

tranzitului; 3. Sunt importate din ţări terţe pentru trasee interioare; 4. Sunt destinate persoanelor care lucrează acasă, sau în firme

independente, care folosesc materiale furnizate fără proprietatea de a fi transferate fără consideraţie.

Art. 16 1. Adăugirile la tabelul 3.4 şi amendamentele la această Directivă, care

sunt necesare pentru a o adapta la progresul tehnic, ar trebui să fie adoptate în concordanţă cu Articolul 7 al Directivei 96/73/EC.


137

2. Metoda nouă a analizei cantitative pentru mixturi binare şi ternare, altele decât cele din Directiva 96/73/EC şi directiva Consiliului 73/44/EC din februarie 1973, asupra aproximării legilor Statelor Membre referitor la analizele cantitative asupra mixturii de fibre ternare, ar trebui să fie de asemenea determinată de această procedură.

3. Comitetul de referinţă din Articolul 5 al Directivei 96/73/EC este numit „ Comitetul pentru Directive referitoare la numele textilelor şi etichetare.

Art. 17 1. Statele Membre ar trebui să comunice cu Comisia şi cu textele

principalelor prevederi ale legilor naţionale pe care le adoptă în domeniul acestei directive.

Această Directivă se adresează Statelor membre.

3.3. RECOMANDĂRI EUROPENE REFERITOARE LA RECEPŢIA MATERIILOR PRIME TEXTILE

Referitor la recepţia materialelor textile, responsabilitatea testării

prealabile a acestora şi controlul livrării revine furnizorului. Înaintea finalizării contractului, furnizorul specifică o mostră standard

pentru a fi folosită drept referinţă. În acest document sunt făcute referiri la metodele de testare conform ISO. În unele cazuri, dacă nu sunt metode ISO, sunt făcute referiri la metodele specifice studiate de către experţi ai Comitetului Tehnic al ECLA (European Cloting Association).

Organizaţia internaţională de standardizare (ISO) şi Comitetul Tehnic al ECLA studiază metode de testare pentru anumite caracteristici.

3.3.1. Caracteristici ale materialelor textile ce pot fi identificate de o persoană cu experienţă, fără aparatură specifică

Defectele materialelor textile pot fi grupate în trei categorii, în acord cu

toleranţele şi consecinţele comerciale:

CATEGORIA A Defecte a căror natură este de a implica automat toleranţe prin prezenţa

lor. În această categorie sunt plasate toate defectele ce pot fi văzute cu ochiul


138

liber pe ţesăturile livrate şi care sunt în acord cu produsul final. Defectele respective sunt identificate în tabelul 3.5 şi notate cu A1, A2,

A3, A4, A5, A6 şi A7. Aceste defecte trebuie să fie indicate de către cel care le observă, prin fire plasate la marginile materialului.

Se recomandă folosirea următoarelor culori pentru a marca asemenea defecte: – verde pentru defecte mici,

– galben pentru defecte medii, – roşu pentru defecte mari.

Tabelul 3.5. Tipuri de defecte din categoria A

Cod Denumirea Definirea defectului Observaţii

A1 Neuniformitatea firelor în urzeală

Fire care diferă prin diametru, fire torsionate diferit, fire lipsă, fire dublate etc.

A2 Dungi în urzeală Dungi sau direcţii diferite faţă de cea a urzelii.

A3 Noduri în urzeală

Fire de urzeală ce diferă în diametru faţă de nodurile normale (mai strânse sau mai slăbite).

A4 Bare în ţesătură

Direcţii diferite pe întreaga lungime a urzelii sau pe o bucată a acesteia, ce contravin direcţiei urzelii.

A5 Scame în ţesătură sau în firele urzelii

Noduri sau scame în unele fire ale urzelii sau ţesăturii, ce strică aspectul pe faţa materialului, vizibile unei persoane experimentate.

A6 Reparaţii şi înnodări

defectuoase, rupturi, găuri,

pete

Reparaţie slab aparentă pe faţa materialului, defecte ce nu au fost îndepărtate în urma înnodării, diferite forme de deteriorare a suprafeţei, suprafeţe contaminate cu impurităţi.

A7 Bucăţi tăiate Bucata este tăiată de-a lungul întregii lăţimi, în două sau mai multe părţi.

Metoda de testare-evaluarea vizuală a acelor imperfecţiuni ce nu sunt acceptate într-un produs confecţionat. Defectul este tolerat în funcţie de convenţiile dintre părţi.

CATEGORIA B

Defecte pentru care, luând în considerare statutul curent al tehnologilor de producţie şi de control, este posibil să specifici toleranţele date în aceste recomandări. Aceasta se aplică pentru tipurile de defecte: B1, B1, B3, B4, B5, B6, B7, B8 şi B9 din tabelul 3.6.

CATEGORIA C

Defecte pentru care statutul curent de producţie şi control nu permit acordarea toleranţelor.


139

Testarea certitudinii acestor defecte cu echipament ştiinţific este în studiu. Metodele de examinare şi toleranţele corespunzătoare vor fi publicate imediat ce este posibil. În această categorie intră următoarele tipuri de defecte: C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9 şi C10 (tabelul 3.7). Tabelul 3.6. Tipuri de defecte din categoria B

Cod Denumirea Definirea defectului Observaţii B1 Design Diferenţe faţă de mostră Vezi metoda de testare B2 Masă Diferenţe de masă pe metru pătrat în

comparaţie cu masa menţionată în contract.

B3 Lungime

Lungimea livrată a unei bucăţi (incluzând defectele) este diferită faţă de cea din contract.

Este permisă o toleranţă de -5% - 10 % faţă de

contract B4 Lungimea

comenzii Lungimea livrată (de o culoare şi tip specificate) mai lungă sau mai scurtă decât lungimea comandată.

B5 Lăţimea Lăţimea utilă a bucăţii livrate este mai mică decât cea specificată în contract.

Nu sunt permise toleranţe

B6 Neregularităţi ale carourilor

Mărimile carourilor verificate nu sunt identice de-a lungul bucăţii.

B7 Oblicitate Bătătura nu este perpendiculară pe urzeală. Figura 3.11 B8 Arcuiri Arcuiri ale firelor urzelii măsurate pe o

lungime de un metru.

B9 Stabilitate dimensională

O schimbare permanentă a dimensiunilor ţesăturii în urzeală şi/ sau bătătură, după călcarea industrială cu aburi.

Vezi metoda de testare

Tabelul 3.7. Tipuri de defecte din categoria C

Cod Denumirea Definirea defectului C1 Nuanţa Diferenţă de nuanţă în comparaţie cu mostra de referinţă. C2 Nuanţă diferită în urzeală,

în bătătură sau în suprafaţă Variaţii ale nuanţei.

C3 Tensiune Margini strânse sau slăbite în comparaţie cu corpul materialului şi margini.

C4 Arcuirea bătăturii Arcuirea bătăturii este orice deviaţie a unui fir de la o linie dreaptă ce uneşte cele două capete.

C5 Distribuţie asimetrică a desenului

Distribuţie asimetrică a motivelor desenului în raport cu centrul materialului.

C6 Aranjamentul bucăţii Rulare, pliere diferite faţă de cele menţionate în contract. C7

Finisaj Diferenţa finisajului sau a agentului de finisare aplicat, în comparaţie cu mostra de referinţă cu implicaţii asupra aspectului sau tuşeului ţesăturii.

C8 Mirosuri neplăcute Ţesătura este contaminată în mod accidental cu substanţe care aduc mirosuri neplăcute.

C9 Cute Cute accidentale vizibile în ţesătura livrată. C10 Obiecte străine Obiecte străine distribuite în bucată şi vizibile pe faţa ţesăturii.


140

Metoda de testare a defectului de design (B1) Echipament: • o masă pe care se plasează toată suprafaţa bucăţii de verificat; • riglă. Procedura: Se măsoară lungimea dintre cel puţin 10 repetări ale design–ului (raportului). În cazul în care design–ul se repetă la mai puţin de 10 cm, se măsoară cel puţin un metru. Măsurarea trebuie făcută într-o zonă fără scame a materialului. Rezultate: Măsurătorile obţinute sunt comparate cu cele precizate în contract, sau, unde nu există aceste precizări, cu cele de pe mostra de referinţă. Cele mai mari diferenţe în plus sau în minus se înregistrează. În cazul designului cu repetare definită, carouri sau dungi, toleranţa pentru dimensiunile ce diferă faţă de cele menţionate în contract este ±3% pe direcţia urzelii şi ±4% pe direcţia bătăturii.

Metoda de testarea a oblicităţii (B7)- figura 3.11

Figura 3.11. Stabilirea abaterii procentuale de la direcţia bătăturii Testarea variaţiei nuanţei de-a lungul urzelii (C2) Metoda de testare e un ansamblu de acţiuni ce fac posibilă detectarea


141

variaţiei culorii. Se îndepărtează o fâşie de 15 cm de la începutul bucăţii pe toată lăţimea. Se suprapune această fâşie pe locuri diferite de-a lungul bucăţii de material pentru a putea examina posibilele diferenţe de culoare.

Se taie de la celălalt capăt o altă fâşie de 15 cm (figura 3.12) şi se alătură primei fâşii prin coasere paralel cu direcţia bătăturii. Fâşia rezultată astfel are o formă în care porţiunile de la margini sunt aduse în centrul bucăţii.

Se examinează suprafaţa obţinută, iar dacă sunt diferenţe se trece prin abur, fără călcare, zona centrală şi se reexaminează.

Se îndoaie în 2 şi se taie la circa 15 cm de margini. Se îndoaie capetele C şi D astfel obţinute pe marginile A şi B. Se coase circa 2 cm înăuntru de la marginile A şi C şi B şi D. Se alătură bucăţile şi se examinează

Figura 3.12. Testarea variaţiei nuanţei

Consecinţe comerciale Consecinţele comerciale ale defectelor variază, depinzând de categoriile

A, B şi C prezentate anterior: Pentru categoria A

Se aplică următoarele definiţii: „defect mic”– un defect a cărui mărime în urzeală şi bătătură nu

depăşeşte 5 cm; „defect mediu”– un defect a cărui mărime în urzeala şi bătătură este mai

mare de 5 cm; „defect mare”– un defect a cărui mărime în urzeală şi bătătură

depăşeşte 100 cm.


142

Toleranţele corespunzătoare: – defect mic → 20 cm; – defect mediu → 50 cm;. – defect mare → 75 cm plus. Dacă toleranţele totale ale defectelor într-o bucată depăşesc: – 3% din lungimea ţesăturilor din lână, cu cel mult 6 defecte la fiecare

bucată de 50 m. – 4% din lungimea ţesăturilor din lână pieptănată de 250g/m2 sau mai

mult, cu cel mult 8 defecte la fiecare bucată de 50 m. – 5% din lungimea altor ţesături, cu cel mult 10 defecte la fiecare

bucată de 50 m, vor fi aplicabile măsurile pentru categoria C.

Pentru categoria B

1. Nu poate fi făcută reclamaţie dacă toleranţele declarate nu sunt depăşite. 2. Dacă toleranţele sunt depăşite:

a) Vânzătorul trebuie să aibă abilitatea de a corecta defectele în toleranţe acceptabile dacă natura defectului şi timpul disponibil permit aceasta.

Când circumstanţele nu permit acţiunea a): b) Permisiunile definite în aceste recomandări vor trebui aplicate sau

dacă acestea dau greş, acele acorduri mutuale între părţi vor trebuie folosite, sau: c) Cumpărătorul poate returna bucata.

Pentru categoria C

a)Vânzătorul trebuie să aibă şansa, dacă natura defectului şi timpul disponibil permit, să corecteze punctele vizate în reclamaţie astfel încât să le aducă la un nivel care să facă bucata de material acceptabilă de cel ce o întrebuinţează.

Când circumstanţele nu permit acţiunea a): b) Cele două părţi pot cădea mutual de acord asupra permisiunilor sau c) Cumpărătorul poate returna bucata. Defecte mari

Definiţie Cel puţin o dimensiune a defectului este mai mare de 100cm. Permisiuni Dacă celelalte măsurători sunt mai mici de 5 cm: cazul A. Dacă celelalte măsurători sunt mai mari de 5 cm: cazul B.

3.3.

2. C

AR

AC

TER

ISTI

CI A

LE M

ATE

RIA

LELO

R T

EXTI

LE C

E PO

T FI

DET

ERM

INA

TE D

OA

R C

U

APA

RA

TE D

E MĂ

SURĂ

Tabe

lul 3

.8. C

arac

teris

tici c

e po

t fi o

bser

vate

doa

r cu

ajut

orul

unu

i ech

ipam

ent d

e măs

ură

Den

umir

ea

cara

cter

istic

ii D

efin

irea

car

acte

rist

icii

Stan

dard

M

etod

a de

test

are

Rez

iste

nţa

cul

orii

la

lum

ină

Schi

mba

rea

culo

rii

sub

influ

enţa

lum

inii

ISO

105

B02

Ex

pune

rea

unei

mos

tre s

pre

a fi

exam

inată

la lu

mină

artif

icia

l ă (l

ampă

cu

xen

on) ş

i com

para

rea

cu sc

ara

de g

ri.

Rez

iste

nţa

culo

rii l

a tra

nspi

raţie

Schi

mba

rea

şi/s

au

păta

rea

ţesă

turil

or

vops

ite

sub

influ

enţa

tra

nspi

raţie

i

ISO

105

E04

Se

impr

egne

ază

mos

trele

cu

soluţii

aci

de sa

u al

calin

e, se

usu

că la

37o C

îm

preu

nă c

u m

ostre

alb

e şi

se e

valu

ează

după

usca

re sc

him

bare

a cu

lorii

m

ostre

lor şi

păt

area

ţesă

turil

or a

lbe

de r

efer

inţă

, com

para

te c

u o

scară

de g

ri.

Rez

iste

nţa

culo

rii

l acu

r ăţa

re

folo

sind

perc

lore

tilen

a

Schi

mba

rea

şi

păta

rea

ţes ă

turii

vop

site

în ti

mpu

l cu

răţir

ii nu

treb

uie

să f

ie

mai

mar

e de

cât

valo

area

sp

ecifi

cat ă

ISO

105

D01

O m

ostr ă

din

ţesăt

ura

ce u

rmea

ză a

fi

exam

inată

este

int

rodu

s ă

(împa

chet

ată)

înt

r-un

mat

eria

l di

n bu

mba

c cu

dis

curi

de oţe

l şi

est

e tra

tat ă

cu

miş

cări

mec

anic

e în

sol

vent

ul d

e cu

răţir

e tim

p de

30

min

ute

la 3

0o C.

După

usca

re,

degr

adar

ea c

ulor

ii m

ostre

i es

te a

prec

iat ă

în

com

paraţie

cu

scar

a de

gri.

R

ezis

ten ţ

a cu

lorii

la

spăl

are

Schi

mba

rea

şi/s

au

păta

rea

culo

rii ţe

s ătu

rii

dup ă

spăl

are

ISO

105

C06

O m

ostră

din

ţ es ă

tura

ce

urm

ează

a fi

exa

min

ată,

împr

eună

cu ţ e

s ătu

ra

alb ă

de

refe

rinţă

sun

t tra

tate

cu

miş

cări

mec

anic

e tim

p de

30

– 45

m

inut

e în

tr-o

soluţie

de

spăl

are

ce c

onţin

e de

terg

ent.

După

usca

re ş

i clăt

ire s

chim

b ăril

e m

ostre

i şi

păt

area

pe ţe

s ătu

ra d

e re

ferinţă

sun

t co

mpa

rate

cu

scar

a de

gri.

R

ezis

tenţ

a cu

lorii

la

frec

are

Păta

rea

culo

rii

după

fr

ecar

e us

cat ă

sau

umedă

ISO

105

X12

D

ouă

mos

tre a

le ţ

esăt

urii

ce u

rmea

ză a

fi

exam

inat

e, u

na l

uată

de-

a lu

ngul

urz

elii,

cea

laltă

a bătăt

urii,

sunt

frec

ate

cu c

âte

o bu

cat ă

usc

ată şi

udă

de ţe

s ătu

ră d

in b

umba

c, a

lbă.

Sâ

nger

area

de

pe ţe

s ătu

ra a

lbă

este

com

para

tă c

u sc

ara

de g

ri.

Rez

iste

nţa

culo

rii l

a pr

esar

e şi

căl

care

Schi

mba

rea

sau

păta

rea

culo

rii d

upă

pres

area

sau

că

lcar

ea ţe

s ătu

rii

ISO

105

X11

Căl

care

a us

cată

: Mos

tra ţe

s ătu

rii c

e ur

mea

ză a

fi e

xam

inată

este

aşe

zat ă

pe

o b

ucată

de b

umba

c al

b us

cat şi

căl

cat ă

în

anum

ite c

ondiţii

, după

care

mos

tra ţe

s ătu

rii d

e ex

amin

at e

ste

aşez

ată

pe o

buc

ată

de b

umba

c al

b us

cată

şi a

cope

rită

cu o

buc

ată

de b

umba

c udă şi

căl

cată

în a

num

ite

cond

i ţii.

Ţe

sătu

ra î

n ca

uză ,

după


Rez

iste

nţa

culo

rii l

a pă

tări

cu a

pă

ce a

fos

t st

ropi

tă c

u apă

şi u

scată,

est

e cu

picăţ

ele,

cu

loar

ea

sau

supr

afaţ

a fii

nd m

odifi

cate

ISO

105

E07

Ţe

sătu

ra în

cau

ză e

ste

stro

pită

într-

o zo

nă a

num

ită c

u apă.

. Sch

imba

rea

culo

rii e

ste

apre

ciată

cu sc

ara

de

gri d

upă

două

min

ute şi

după

usca

re.

Rez

iste

nţa

culo

rii l

a fr

ecar

e cu

so

lvenţi

orga

nici

Ţesă

tura

în

ca

uză

este

pă

tată

. A

pariţ

ia

culo

rii

sau

supr

afaţ

a m

odifi

cată

du

pă u

n te

st c

e si

mul

ează

în

depă

rtare

a un

ei

pete

fo

losi

nd u

n so

lven

t

ISO

105

D02

Ţesă

tura

în

cauză

este

fre

cată

pe

o po

rţiun

e cu

o ţ

esăt

ură

albă

im

preg

nată

cu

solv

ent.

Deg

rada

rea

mos

trei ş

i sân

gera

rea

de p

e ţe

sătu

ră

sunt

com

para

te c

u sc

ara

de g

ri.

Com

poziţia

fibr

oasă

Nat

ura

fibre

lor ţe

sătu

rii

şi/s

au

prop

orţia

lo

r în

ca

zul u

nui a

mes

tec

dife

ră

de c

ondiţii

le p

reci

zate

în

cont

ract

Ana

lize

calit

ativ

e şi

ca

ntita

tive

Mod

el d

e ţe

s ătu

r ă

Un

mod

el

de ţe

s ătu

ră

dife

rit d

e m

ostra

tip

sau

de

ce

l sp

ecifi

cat

în

cont

ract

.

ISO

721

1

Rez

iste

n ţa

la r

uper

e şi

alu

ngire

Rez

iste

nţa

la

rupe

re şi

al

ungi

re

sunt

m

ai

mic

i de

cât

valo

rile

min

ime

nece

sare

O

for ţă

din

ce

în c

e m

ai m

are

este

apl

icată

mos

trei c

u o

lăţim

e de

5 c

m,

dist

anţa

din

tre c

lem

ele

dina

mom

etru

lui

fiind

de

10 m

m l

a în

cepe

rea

test

ului

.

Rez

iste

nţa

la ru

pere

Rez

iste

n ţa

la

rupe

re

a ţe

s ătu

rilor

nu

trebu

ie să

fie m

ai m

ică

decâ

t va

loar

ea

min

imă

nece

sară

sa

u de

cât

valo

rile

spec

ifica

te

în

cont

ract

sau

ale

mos

trei

etal

on

O

forţă

din

ce

în c

e m

ai m

are

este

apl

icată

mos

trelo

r c

e su

nt m

ai la

te

decâ

t cle

mel

e d

inam

omet

rulu

i.

R

ezis

tenţ

a un

ei ţe

s ătu

ri la


Rez

iste

nţa

la sf

âşie

re

o fo

rţă d

e sf

âşie

re s

au

rezi

stenţa

fire

lor

dint

r-o

ţesă

tură

la

sfâş

iere

, m

ai

mică

decâ

t ca

ract

eris

ticile

pr

eciz

ate

în

cont

ract

sa

u al

e m

ostre

i eta

lon

ISO

929

0

Ace

astă

met

odă

are

ca s

cop

dete

rmin

area

rez

iste

nţei

la

sfâş

iere

a

ţesă

turil

or.

Met

oda

este

apl

icată

tutu

ror

tipur

ilor

de ţ

esăt

uri

la c

are

sfâş

iere

a va

pro

veni

de

la o

tăie

tură

iniţi

ală

pe o

dire

cţie

par

alelă

cu a

fir

elor

urz

elii

sau

a bă

tătu

rii.

Glis

area

cusăt

urii

Dep

lasa

rea

aţei

, pe

rpen

dicu

lar

pe d

irecţ

ia

cusă

turii

, p

rodu

când

o

desc

hiză

tură

par

alelă

cu

acea

sta.

NF

G

07

117

(Sta

ndar

d fr

ance

z)

Două

bucăţi

de m

ater

ial c

usut

e îm

preu

na: 3

01 (I

SO 9

415)

, la

1 cm

faţă

de

mar

gine

se

aşea

ză

între

cle

mel

e d

esch

ise

la 2

5 cm

ale

unu

i di

nam

omet

ru,

astfe

l în

cât

cusă

tura

să

fie p

erpe

ndic

ulară

pe d

irecţ

ia

forţ e

i ex

erci

tate

şi

echi

dist

ante

faţă

de c

ele

două

cle

me.

Alu

neca

rea

cauz

ată

de m

işca

rea

firul

ui ţ

inut

de

aţa

de c

usut

est

e es

timată

vizu

al.

Este

est

imată

glis

area

urz

elii

pe bătăt

ura şi

inve

rs.

Rez

iste

nţa

la

abra

ziun

e

Ţes ă

tura

se

uzea

ză p

rea

repe

de

in

cond

iţii

norm

ale

de fo

losi

re

Înc ă

nu

s-

a st

anda

rdiz

at

inte

rna ţ

iona

l ni

ci o

met

odă

de

test

are,

dar

pot

fi

folo

site

m

etod

ele

ac

cept

ate

de

or

gani

zaţia

naţio

nal ă

Rez

iste

n ţa

la p

illin

g Ţe

sătu

ra ti

nde

s ă fo

rmez

e pi

lling

rep

ede şi

sca

mel

e ră

mân

pe

mat

eria

l

AST

M 3

512

Test

ul e

ste

real

izat

fol

osin

d di

spoz

itivu

l de

înce

rcar

e a

pilli

ngul

ui p

rin

rosto

golir

e în

tâm

plăt

oare

Rez

iste

n ţa

la d

eşira

re

Rez

iste

n ţa

ţes ă

turii

la

tra

gere

a şi

sm

ulge

rea

firel

or s

au a

fila

men

telo

r de

pe

su

praf

a ţa

unei

m

ostre

AST

M

3939

–

93

O m

ostră

cu

o fo

rmă

tubu

lar ă

est

e m

onta

tă p

e un

cili

ndru

învâ

rtit.

Un

vârf

asc

u ţit

sare

întâ

mplăt

or d

easu

pra

mos

trei,

cauz

ând

trage

rea

firel

or

şi d

eşiră

ri de

un

anum

it gr

ad. G

radu

l deş

irării

est

e ev

alua

t în

foto

graf

ii st

anda

rd (5

= fă

r ă d

e şira

re, 1

= d

eşira

re fo

arte

seve

ră.

Test

ul e

ste

real

izat

folo

sind

dis

pozi

tivul

de

verif

icar

e a

scăm

oşă r

ii pr

in

rosto

golir

e în

tâm

plăt

oare

după

cum

urm

ează

:


Rez

iste

nţa

la

dest

răm

are

usca

tă

Ţesă

tura

tin

de

să

se

desf

acă

prea

uşo

r

Se i

au 3

păt

rate

cu

latu

rile

de 1

30 m

m, s

e de

stra

mă

pent

ru a

red

uce

latu

rile

la 1

20 m

m. S

e ta

ie m

argi

nile

fra

njur

ate.

Se

poziţio

nează

cele

tre

i mos

tre în

una

din

cuş

tile

disp

oziti

vulu

i de

verif

icar

e a

scăm

o şăr

ii pr

in

rost

ogol

ire

întâ

mplăt

oare

. Se

po

rneş

te

apar

atul

pe

ntru

12

0 se

cund

e, s

e în

lătu

ră f

irele

car

e se

ţin

de

mos

tră n

umai

dea

lun

gul,

la

jumăt

ate

din

dist

anţa

lor

. Se

măs

oară

lun

gim

ile u

rzel

ii şi

bătăt

urii

ţesă

turii

ce

a ră

mas

nef

raju

rată

. Se

dedu

ce lu

ngim

ea fr

anju

rilor

. St

abili

tate

a di

men

sion

ală

la

spăl

are

Schi

mba

rea

dim

ensi

onală

a ţe

sătu

rii d

upă

spăl

are.

ISO

50

77

+ 63

30

Se t

este

ază

o m

ostră

ce

a fo

st a

nter

ior

supu

să t

estu

lui

de căl

care

cu

abur

. Se

spa

lă î

ntr-

o m

aşin

a de

spă

lat

auto

mată

cu t

ambu

r , cu

apă

di

stila

tă c

e co

nţin

e 5

g/l

dete

rgen

t. D

acă

nu s

e po

ate

folo

si

apă

dist

ilat ă

, se

fol

oseş

te u

n de

terg

ent

com

erci

al u

rmân

d in

stru

cţiu

nile

fu

rniz

orul

ui d

eter

gent

ului

. Se

spa

lă c

u apă

obiş

nuită

tim

p de

30

min

fă

ră în

vârti

re şi

se u

sucă

în p

oziţi

e în

tinsă

, la

tem

pera

tura

cam

erei

. St

abili

tate

a di

men

sion

ală

la

cur ăţir

e

Schi

mba

rea

dim

ensi

onală

dup ă

curăţ

ire

ISO

317

5 S

e ef

ectu

ează

tre

i cu

răţir

i fo

losi

nd p

ercl

oret

ilena

, în

tr-o

ma ş

ină

de

cur ăţa

t ind

ustri

ală.

Rev

enire

a di

n şi

fona

re

Prop

riet ăţi

de

reve

nire

in

sufic

ientă

a cu

telo

r ţe

s ătu

rii

EN 2

2313

Ace

asta

m

etodă

este

de

stin

ată

pent

ru

dete

rmin

area

un

ghiu

lui

de

reve

nire

a ţe

s ătu

rilor

după

cuta

re, f

ie în

atm

osfe

ra s

tand

ard

de te

star

e,

fie în

una

cu

umid

itate

şi t

empe

ratu

r ă r

idic

ate.

Met

oda

este

apl

icab

ilă

tutu

ror t

ipur

ilor d

e ţe

s ătu

ri, d

ar a

num

ite ti

puri

pot t

inde

să

se o

ndul

eze

în u

rma

unei

pre

cizi

i ina

ccep

tabi

le d

e măs

urar

e.



147

Standarde pentru stabilirea metodelor de testare a materialelor textile

1. ISO 5077 şi ISO 6330 - Stabilitate dimensională la spălarea în

maşini automate şi uscarea prin centrifugare Scop: Această metodă are ca scop determinarea stabilităţii dimensionale

a textilelor la combinaţii de spălare domestică şi proceduri de uscare. Această metodă este aplicabilă tuturor ţesăturilor şi articolelor vestimentare.

Principiu: O mostră de ţesătură sau articol vestimentar este spălată într-o maşină de spălat automată şi uscată conform procedurii standard. Este determinată orice modificare a dimensiunilor.

2. ISO 3175 - Stabilitate dimensională la curăţire industrială Scop: Această metodă are ca scop determinarea stabilităţii dimensionale

a textilelor la curăţire industrială. Metoda este aplicabilă tuturor ţesăturilor ce pot fi curăţate.

Principiu: O mostră de ţesătură este supusă unui proces de curăţire industrială şi este determinată orice schimbare a dimensiunilor.

3. ISO 2960 - Determinarea rezistenţei la plesnire şi a extinderii

plesniturii. Metoda cu diafragmă Scop: Această metodă are ca scop determinarea rezistenţei la plesnire şi

a extinderii zonei de plesnire a ţesăturilor. Această metodă este aplicabilă tuturor ţesăturilor, cu excepţia celor impregnate sau acoperite cu pelicule.

Principiu: Porţiunea ţesăturii ce urmează a fi testată este fixată într-o diafragmă elastică printr-un cerc, şi o presiune în creştere este aplicată părţii de dedesubt a mostrei până când aceasta plesneşte. Diametrul interior al cercului poate fi de 30 sau 113 mm.

4. ISO 5081 - Rezistenţa la tracţiune a ţesăturii – metoda cu bandă Scop: Această metodă are ca scop determinarea rezistenţei la tracţiune a

ţesăturii folosind un dispozitiv de testare autografic. Principiu: Cu ajutorul unui aparat de testare(dinamometru), mostra

având lăţimea de 50 mm este extinsă până la rupere, pentru a se măsura forţa de rupere şi alungirea.


148

5. ISO 5082 - Rezistenţa la tracţiune a ţesăturii – metoda prin apucare

Scop: Această metoda are ca scop determinarea rezistenţei la tracţiune a unei ţesături folosind un aparat de testare a tensiunii cu autograf.

Principiu: Cu ajutorul acestui aparat, o mostră cu lăţimea de 100 mm este extinsă până se rupe, pentru a i se măsura forţa de rupere.

6. ISO 9290 - Rezistenţa la rupere – metoda pendulului în cădere Scop: Această metodă are ca scop determinarea rezistenţei la rupere a

ţesăturilor. Metoda este aplicabilă tuturor tipurilor de ţesături la care ruperea va avea loc de la o tăietură iniţială paralelă cu direcţia urzelii sau a bătăturii.

Principiu: Mostrele sunt sfâşiate de un pendul în cădere şi sarcina de rupere este determinată prin diferenţa dintre înălţimea la care se ridică pendulul în absenţa mostrei şi înălţimea la care se ridică pendulul după sfâşierea mostrei.

7. BS 3320 - Glisarea firelor şi rezistenţa cusăturii Scop: Această metodă are ca scop determinarea tendinţei materialelor

ţesute de a aluneca faţă de linia de coasere. Testele sunt făcute în mod normal pe o cusătură cu lăţimea rezervelor de 6 mm.

Principiu: O fâşie de material de 100 mm este îndoită şi cusută dea lungul lăţimii sale. Fâşia este tăiată pe linia de îndoire şi apoi testată la întindere pe un dinamometru, forţa de întindere acţionând perpendicular pe direcţia cusăturii. Se notează forţa necesară pentru a cauza o glisare specificată a firelor în cusătură.

8. EN 12947 (1, 2, 3 si 4) - Rezistenţa la abraziune Scop: Această metodă are ca scop determinarea rezistenţei la abraziune

a materialului. Coeficientul de frecare poate varia folosind presiuni de contact diferite. Această metodă este aplicabilă tuturor materialelor.

Principiu: Mostrele sunt frecate cu o ţesătura abrazivă sub o forţă constantă de contact de 9kPa sau 12kPa. Mişcarea relativă dintre ţesătură şi suprafaţa abrazivă are un ciclu complex ce produce frecarea în toate direcţiile. Testul este oprit după un număr prescris de cicluri, iar mostra este evaluată subiectiv pentru a determina dacă a apărut uzura.

9. EN 22313 - Determinarea revenirii cutelor ţesăturilor prin

măsurarea unghiului de revenire.


149

Scop: Această metodă are ca scop determinarea unghiului de revenire a ţesăturii din cutare, fie în atmosferă standard de testare, fie într-o atmosferă cu umiditate şi temperatură ridicate. Această metodă este aplicabilă tuturor tipurilor de ţesături.

Principiu: O mostră de dimensiuni prescrise este îndoită de un mecanism de măsură şi menţinută în această stare un timp specificat, iar apoi este măsurat unghiul de revenire.

10. ISO 9867 - Evaluarea revenirii încreţirii ţesăturilor – metoda

aspectului exterior. Scop: Această metodă este extinsă pentru a evalua aspectul ţesăturilor

după introducerea încreţirii. Principiu: O mostră este încreţită în anumite condiţii atmosferice, într-

un dispozitiv de încreţire, sub o forţă predeterminată şi pentru o perioadă de timp prescrisă. Mostra este recondiţionată într-o atmosferă standard şi se evaluează aspectul prin comparaţie.

11. BS 5811 - Rezistenţa la scămoşare Scop: Metoda are ca scop determinarea rezistenţei la scămoşare a

suprafeţei ţesăturilor. Metoda este aplicabilă tuturor tipurilor de suprafeţe textile.

Principiu: Mostrele sunt montate pe tuburi de poliuretan şi rostogolite la întâmplare, în condiţii definite, într-o cutie căptuşită cu plută. După o perioadă prestabilită de rostogoliri, mostrele sunt comparate în condiţii standard de vizualizare, cu un standard fotografic şi gradul de scămoşare este evaluat.

12. Rezistenţa la deşirare Scop: Aceasta metodă determină rezistenţa la deşirare a ţesăturii. Principiu: Mostrele de ţesătură în formă tubulară sunt situate una câte

una într-un tambur cilindric. Un vârf ascuţit sare la întâmplare peste mostrele ce se rotesc. Deşirările apar într-un grad dependent de caracteristicile ţesăturii.

13. ISO 105 C06 - Rezistenţa culorii la spălare Scop: Această serie de metode are ca scop determinarea rezistenţei la

spălarea textilelor colorate, acoperind o arie de proceduri de spălare de la uşoare la severe. Această metodă se poate aplica tuturor ţesăturilor ce se spală.


150

Principiu: O mostră aflată în contact cu o ţesătură realizată dintr-un amestec de fibre este agitată mecanic în condiţii specificate de timp şi temperatură, într-o soluţie de detergent, apoi clătită şi uscată. Schimbarea culorii mostrei şi pătarea ţesăturii multicomponente sunt evaluate cu scara de gri standard.

14. ISO 105 D01, D02 - Rezistenţa culorii la curăţare şi la frecare cu

solvenţi organici Scop: Această metodă are ca scop determinarea rezistenţei culorii

ţesăturilor la curăţare şi la frecare cu solvenţi organici. Metoda se poate aplica tuturor tipurilor de textile în toate formele.

Principiu: O mostră textilă este pusă în contact cu un sac de bumbac cu discuri de oţel necorodabil, ce este agitat în percloretilenă, apoi supus unei forţei centrifuge şi uscat în aer fierbinte. Schimbarea culorii mostrei este evaluată cu scara de gri. În concluzia testului, colorarea solventului este evaluată după filtrare cu un filtru nefolosit, cu scara de gri pentru evaluarea pătării.

15. ISO 105 X11 - Rezistenţa culorii la presare fierbinte – călcare Scop: Această metodă are ca scop determinarea rezistenţei culorii la

călcare şi la procesarea pe role fierbinţi. Metoda poate fi aplicată tuturor tipurilor de ţesături în toate formele.

Principiu: Presarea uscată: O mostră este presată cu un dispozitiv de încălzire la o

temperatură şi presiune specificate, pentru un timp specificat. Presare umedă: O mostră este acoperită cu o ţesătură umedă din

bumbac şi presată cu un dispozitiv de încălzire la o temperatură şi presiune specificate, pentru un timp determinat.

Presare udă: Suprafaţa superioară a unei mostre ude este acoperită cu o ţesătură udă din bumbac şi presată cu un dispozitiv de încălzire la o temperatură şi presiune specificate pentru un timp determinat.

Schimbarea culorii mostrei şi pătarea ţesăturii adiacente este evaluată cu scara de gri imediat şi după o perioada de expunere la aer.


151

16. ISO 105 B02 - Rezistenţa la lumină artificială – testul cu lampă cu xenon

Scop: Această metodă are ca scop determinarea rezistenţei culorii textilelor la acţiunea luminii artificiale. Metoda poate fi aplicată tuturor tipurilor de textile în toate formele.

Principiu: Mostra este expusă la lumină artificială în condiţii prescrise, împreună cu o mostră de referinţă. Rezistenţa culorii este evaluată prin compararea schimbării culorii mostrei cu cea a mostrei etalon folosite.

17. ISO 105 X12 - Rezistenţa culorii la frecare Scop: Această metodă are ca scop determinarea rezistenţei culorii

textilelor la frecare şi pătarea altor materiale. Se fac două teste, unul cu un material de frecare uscat, iar altul cu un material de frecare ud. Metoda poate fi aplicată ţesăturilor şi aţei de cusut.

Principiu: Mostrele textile sunt frecate cu materiale albe din bumbac şi uscate. Pătarea materialelor este evaluată cu scara de gri.

18. ISO 105 E01, E02, E04, E07 - Rezistenţa culorii la apă, apă de

mare, transpiraţie şi apă murdară Scop: Această metodă are ca scop determinarea posibilităţii scurgerii

culorii din material datorită acţiunii apei, a apei de mare, a transpiraţiei şi a picăturilor de apă. Metodele sunt aplicabile tuturor tipurilor de materiale în toate formele.

Principiu: O mostră a materialului este aşezată în contact cu o ţesătură standard din multifibre sau două ţesături diferite. Ansamblul este scufundat fie în apă distilată, fie în soluţie de clorură de sodiu sau în soluţii alcaline sau acrilice. Soluţia este scursă şi ansamblul este prins între plăci acrilice şi apoi puse în cuptor la 37oC timp de 4 ore. Mostra şi ţesătura adiacentă sunt uscate separat. Schimbarea culorii mostrei şi pătarea ţesăturii adiacente sunt evaluate cu scara de gri.

19. ISO 105 E3 - Rezistenţa culorii la apă clorurată Scop: Această metodă are ca scop determinarea rezistenţei culorii

textilelor la acţiunea clorurii active în concentraţii ca cele folosite pentru dezinfectarea apei piscinelor şi a căzilor de baie.

Principiu: O mostră textilă este tratată cu o soluţie uşoară de clorură de o anumită concentraţie şi uscată. Schimbarea culorii mostrei este evaluată cu


152

scara de gri. Sunt specificate trei alternative pentru condiţiile de testare. Se recomandă o soluţie de 50mg/l de clorură activă.

În paginile următoare sunt prezentate exemple de documente ce pot fi

folosite pentru a schimba informaţiile produsului. Aceste documente nu pretind a fi complete. Ele sunt subiectul schimbării în acord cu dezvoltările din domeniul tehnic şi din domeniul legal. Tabelul 3.9. Exemple de documente pentru caracteristicile materialelor

INFORMAŢII ASUPRA PRODUSULUI ECLA RECOMANDĂRI Data:

Furnizor: ..................................... Nr. furnizor: ................................ Cod poştal/locaţie........................ Strada:......................................... Persoana de contact:.................... Telefon:........................................ Telex:........................................... Telefax:........................................

Nr. articol intern:......................... Art. Furnizor nr.:......................... Sezon:.......................................... Data:............................................ Linia produsului:......................... ..................................................... Expirare:......................................

Grupa ţesăturii Grupa produsului Referire Caracteristici ale ţesăturii şi ale îmbrăcămintei

Caracteristici ale

materialelor Cerinţe standard

Recomandări ale ECLA Datele furnizorului

1.1. Caracteristici constructive – Compoziţia materialelor în acord cu legea EEC – Numele ţesăturii – Tipul de fibră – Greutate – Prezentarea bucăţii – Lungimea medie a bucăţii – Lăţimea minimă utilă – Numărul defectelor ţesăturii

........................................

........................................

........................................ –5 % / +7%

........................................

........................................ –0 cm / +4 cm

........................................

........................................

........................................

........................................

........................................

........................................

........................................

........................................

........................................ 1.2. Caracteristici finale

–Efect optic –Capacitate permanentă de a forma cute –Finisaj antistatic –Impermeabilitatea –Alte finisări speciale

........................................

........................................ ........................................ ........................................ ........................................

da / nu

da / nu da / nu da / nu da / nu

1.3. Caracteristicile prelucrării –Garanţia catifelării / direcţia designului / finisare –Lungimea repetării / panou de imprimare –Lăţimea repetării/ panou de

........................................

........................................

da / nu

....... cm


153

imprimare –Lăţimea marginilor imprimate –Margini imprimate de lăţime constantă –Oblicitate

........................................

........................................

........................................

........................................ 2,5% la ţesături din lână cu bătătura vizibilă 2 % la alte ţesături cu bătătura vizibilă 4 % la ţesături cu bătătura invizibilă 3 % Schimbarea oblicităţii după spălare pentru ţesăturile din bumbac cu oblicitate naturală

....... cm

Dreapta...cm, stânga...cm

da / nu ....... %

1.4. Controlul culorii Lămpi recomandate: ........................................

Lămpile furnizorului: ........................................

1.5. Exces de vopsea Nu sunt permise excese de vopsea dacă formează amine

aromatice

da / nu

1.6. Conformitate cu compusul

sau specificaţiile sale Licenţa numărul ... da / nu

1.7. Informaţia de fabricare

adiţională este inclusă da / nu

Tabelul 3.10. Exemple de documente pentru caracteristicile produsului Grupul de materiale Grupul de produse

Pantaloni lungi şi scurţi Referinţă

Caracteristici Standard Recomandări

standard Valori suplimentare şi

rezultatele testelor Îndeplinite

(da/nu) 2.1. Eticheta de

întreţinere –Spălare –Clătire –Călcare –Curăţire

–Uscare /centrifugare

ISO 3758

2.2. Stabilitate dimensională

–Aburire –Îmbinare –Spălare /centrifugare –Curăţire

DIN 53859 T2 DIN 54311 ISO 5077 + ISO 6330 ISO 3175

Lungime

± 1 % -1,5 % -1,5 %

-1,5 %

Lăţime

-1 % -1,5 % -1,5 %

-1,5 %

Lungime

% % %

%

Lăţime

% % %

%


154

2.3. Proprietăţi mecanice şi

fizice* -Rezistenţa la întindere (fâşie) –Rezistenţa la întindere –Rezistenţa la sfâşiere –Glisarea cusăturii** –Rezistenţa la frecare*** –Revenirea cutelor –Tendinţa de scămoşare****

ISO 5081 ISO 5082 ISO 9290

BS 3320

EN 12947

EN 22313+ ISO 9867

BS 5811

Potrivire întreagă / fixă

25 daN 30 daN 18 daN 20 daN 1,5 daN 1,6 daN 6 mm 14 daN 6mm 16 daN

9 kPa/20000

110 ... – 120 ...

4

2.4. Rezistenţaculorii depinzândde etichetare***** –La spălare –La curăţire –La călcat –La lumină (cu xenon) –La transpiraţie alcalină –La frecare uscată****** –La frecare udă****** –La apă

ISO 105 A01 -04 ISO 105 C06 ISO 105 D01

ISO 105 X11

ISO 105 B02

ISO 105 E04

ISO 105 X12 ISO 105 E01

Schimbări 4 4 4 5 4 4 - 4

Stagnări 4 - 4 - 4 4 4 4

Schimbări Stagnări

2.5. Altecaracteristici

Alte teste nu suntluate în considerare

Comentarii: * Pentru pantalonii costumelor sunt aplicabile valori mai mici. ** Alte metode nu acceptă separarea de 6 mm, dar observă cantitatea alunecării la 8 daN. *** Frecare pe dosul catifelei în dungi; nici o schimbare. **** Standard EN în dezvoltare. ***** Haine cu contrast de culori: rezistenţa culorii la spălare, transpiraţie (acidă şi alcalină) şi la apă: pătare 4 – 5.


155

3.4. TESTAREA MECANICĂ A MATERIALELOR TEXTILE- STANDARDE ŞI METODE

3.4.1. Standarde Internaţionale pentru testarea materialelor textile

Materialele textile trebuie să îndeplinească anumite cerinţe bine stabilite pentru a putea fi utilizate în scopul în care au fost produse. De exemplu, acestea ar trebui să reziste la variatele forme de forţe externe, cum ar fi întinderea, presiunea şi sfâşierea, precum şi alţi factori externi (întreţinere, lumină, apă, foc, poluare etc.) Alte implicaţii impun anumite proprietăţi de confort şi estetice, cum ar fi drapabilitatea, tuşeul, luciul, rezistenţa culorii, revenirea din şifonare, rigiditatea, asprimea, capacitatea de izolare termică etc. Toate aceste proprietăţi sunt influenţate de materia primă, diferiţi parametri cum ar fi: structura materialului, diferite procese cum sunt finisarea mecanică şi chimică.

Pentru o parte din proprietăţi este disponibilă o gamă largă de metode de măsurare, în timp ce pentru altele este dificil să se dezvolte o metodă cât mai relevantă. Pentru a permite comparaţii între măsurători este necesară standardizarea condiţiilor de testare. Multe ţări utilizează încă standardele proprii şi se fac eforturi considerabile pentru a armoniza standardele la nivel mondial. Lista de mai jos oferă o imagine generală asupra celor mai importante organizaţii de standardizare:

ISO: International Organisation for Standardisation: www.ISO.ch CEN: Comité Européen de Normalisation: www.cenorm.be ASTM: American Society for Testing and Materials: www.astm.org BS: British Standard: www.bsi-global.com DIN: Deutscher Institut für Normung: www.din.de NF: Afnor: www.afnor.fr NEN: Nederlands normalisatie- instituut: www.nni.nl NBN: Normalisation Belge – Belgishe Normalisatie: www.ibn.be

3.4.2. Particularităţile materialelor ţesute Structura Structura materialelor ţesute poate fi analizată microscopic, prin

verificarea mişcării de flotare a firelor în cele două direcţii (sus şi jos), respectiv (urzeala şi bătătura). Standard: ISO 7211 – 1


156

Numărul de fire pe centimetru Numărul de fire se măsoară (contorizează, numără) pe o anumită

lungime specificată. Distanţa pe care firele trebuie să fie numărate depinde de desimea materialului, astfel:

-pentru ≤ 10 fire/cm – numărarea se face pe o distanţă de 10 cm; -pentru 11 ÷15 fire/cm – pe o distanţă de max. 5 cm; -pentru > 50 fire/cm – pe o distanţă de max. 2 cm. Numărătoarea se repetă de 3 până la 5 ori pe aceeaşi direcţie.

Standarde: ISO 7211 – 2, DIN 53853 Numărul metric (fineţea) firelor şi factorul de ondulare Se taie aproximativ 60 – 70 cm din material în aşa fel încât să se poată

extrage o serie de fire neîncâlcite. Dacă trebuie determinat factorul de ondulare se măsoară lungimea cu acurateţe maximă.

Se măsoară masa câtorva fire şi se calculează Nm aproximativ. Măsurarea se face prin fixarea firelor în cleme cu o pretensionare de 0,5 ± 0,1 cN/tex. În acest mod trebuie testate cel puţin 12 m de fir.

Standarde: ISO 7211 – 5, DIN 53830 – 3 Ondularea este definită ca diferenţa dintre lungimea firului în stare

întinsă (L2) şi lungimea materialului (L1), exprimată ca un procentaj din lungimea materialului.

%100%1

12 ×−

=L

LLC

Standarde: ISO 7211 – 3, DIN 53852

3.4.3. Particularităţile materialelor tricotate Structura Cele mai multe tipuri de tricoturi sunt descrise în standardul ISO 8388,

„materiale tricotate – tipuri – vocabular”. O mare distincţie trebuie făcută între tricoturile simple şi cele din urzeală. În industria confecţiilor, majoritatea tricoturilor folosite sunt cele din bătătură. Ele pot fi clasificate în: tricoturi glat, glat derivat, tricoturi cu desene. În laboratoarele de testare, tipurile de structuri tricotate pot fi determinate prin evaluare vizuală şi prin deşirarea firelor.


157

Desimea tricoturilor Desimea tricoturilor se determină pe orizontală şi pe verticală şi se

evaluează prin numărul de ochiuri pe unitatea de lungime. Determinările trebuiesc repetate de 3-5 ori pe porţiuni alese aleator pe toată suprafaţa tricotului. Rezultatele sunt în mod uzual exprimate ca număr de şiruri pe 10 cm şi număr de rânduri pe 10 cm. Standard: DIN 53883

Desimea pe suprafaţă Se determină numărul de rânduri şi şiruri pe unitatea de lungime,

respectiv desimea tricoturilor, şi prin calcul se determină desimea tricotului exprimată prin numărul de ochiuri pe 100 cm2. Standard: DIN 53883

Lungimea firului dintr-un ochi Dintr-o bucată de material tricotat este tăiat un număr exact de ochiuri.

Din acest tricot, firele sunt deşirate unul câte unul. Lungimea lor este măsurată la o pretensionare specificată, pentru a elimina ondularea. Lungimea firului din ochi este determinată prin împărţirea lungimii firului la numărul de elemente (bucle sau ochiuri). Standard: NF 07101

Factorul formei ochiurilor Raportul numărului de rânduri pe cm şi numărul de şiruri pe cm dă

informaţii despre forma ochiului. În timpul purtării şi spălării acest raport se schimbă. Această modificare a raportului este dată de modificările dimensionale ale produsului.

Înclinarea Şirurile şi rândurile unui material tricotat sunt aşezate după o linie

dreaptă. Deviaţia maximă faţă de aceasta este măsurată şi astfel parametrii de formă pot fi măsuraţi.

Standarde : BS 2819, ASTM D3882 – 99. Relaxarea O mostră tricotată este cufundată în apă un anumit timp fără aplicarea

tensiunii. Materialul este uscat în poziţie orizontală şi sunt comparate dimensiunile dinaintea tratamentului cu apă şi după tratamentul cu apă.

Standard : NF 607 102.


158

Masa pe unitatea de suprafaţă Se taie 5 mostre de 100 cm2 dintr-o bucată de tricot. Fiecare mostră este

cântărită şi este calculată masa medie pe m2. Pentru mostre mici sau cu structuri neregulate, este tăiat un singur pătrat sau dreptunghi şi se calculează masa. Standarde: ISO 3801, EN 12127

În cazul ţesăturilor masa pentru firele de urzeală sau de bătătură este

determinată separat. Standard: ISO 7211 – 6 Grosimea materialelor Grosimea se determină cu micrometrul cu disc. Presiunea aplicată

depinde de caracteristicile materialului analizat. Materialul este aşezat pe discul inferior, iar discul superior este coborât

încet până la atingerea materialului supus analizei. Grosimea este citită pe un cadran după 30 de secunde de la coborârea discului. Determinarea se face în 10 locuri distribuite aleator pe mostră şi apoi se calculează media citirilor.

Standarde: ISO 5084, ASTM D1777 Torsiunea Atât pentru firele de bătătură, cât şi pentru cele de urzeală se stabileşte

sensul torsiunii firelor şi se identifică tipul acestora, simplu, dublat, răsucit sau cablat, unde este cazul dacă este fir simplu răsucit sau dublu răsucit. Torsiunea este determinată pentru fiecare sistem de fire şi sensul acesteia poate fi S sau Z.

Figura 3.13. Torsiune S, respectiv torsiune Z

Torsiunea firului poate fi determinată cu torsiometrul şi are o influenţă

importantă asupra rezistenţei la purtare şi a stabilităţii dimensionale a materialelor.


159

Compoziţia chimică Compoziţia chimică a materialelor poate fi verificată prin analize

microscopice combinate cu teste de solubilizare şi de determinare a punctului de topire. Analizele spectroscopice (IR, NIR, UV, VIS) pot oferi uşor rezultate calitative dar şi rezultate cantitative în multe cazuri, dacă se fac calibrări intensive ale instrumentelor.

Standarde: ISO 5088, ISO 1883

3.4.4. Proprietăţile mecanice ale materialelor

Rezistenţa Rezistenţa la tracţiune Rezistenţa la tracţiune este rezistenţa care se opune unei forţe aplicate

pe direcţia urzelii sau a bătăturii. Rezistenţa la tracţiune este măsurată supunând o fâşie de material, tăiat

paralel cu firele de urzeală, respectiv bătătură, unei forţe de tracţiune până când aceasta se rupe. Rezistenţa la tracţiune este obţinută prin fixarea materialul între două cleme ce se mişcă independent după o traiectorie bine stabilită. Astfel este măsurată forţa de tracţiune în funcţie de alungire. ( figura 3.14).

. Figura 3.14. Diagrama Efort–Alungire pentru teste de rezistenţă a materialului


160

Curba de tracţiune poate fi divizată în trei porţiuni. Modulul înalt (ex. coeficientul direcţiei unui punct al curbei de tracţiune) din prima parte (1) este probabil dat de rezistenţa la frecare dintre fire. După ce această rezistenţă este învinsă, începe (în acel punct) un modul mai inferior (2). Acesta este în primul rând datorat forţei necesare pentru a întinde firele pe direcţia tracţiunii şi oferind firelor din direcţie opusă o încovoiere mai mare. Când firele sunt întinse la maximum, modului va creşte puternic (3), deoarece firele însăşi încep să se întindă

Pentru testarea rezistenţei la tracţiune există mai multe tipuri de maşini (echipamente): – CRT – cu rata constantă a traversei (clema inferioară se mişcă cu o rată constantă faţă de traversă) – CRL – cu încărcătura constantă (încărcătura creşte cu o rată constantă) – CRE – cu întindere constantă (alungirea creşte cu o rată constantă).

Metoda CRT este deja depăşită şi nu se mai aplică aproape deloc. Metoda CRE este folosită cel mai adesea şi de cele mai multe ori este cuplată cu un computer pentru controlul testării la tracţiune.

Trebuie făcută de asemenea o distincţie între mai multe tipuri de prindere în cleme: – metoda grab – numai o parte din lăţimea mostrei este prinsă între cleme în centru (figura 3.15);

Figura 3.15. Prinderea între cleme cu metoda grab


161

– testarea benzii– întreaga lăţime a mostrei este prinsă în cleme; – testul benzii destrămate – întreaga lăţime, determinată prin destrămare, va fi prinsă în cleme. Aceasta metodă este cel mai des aplicată.

Dimensiunile mostrelor de testat, valorile vitezei de testare, tipul de testare la tracţiune etc. sunt prezentate în standardele: ISO 13934, ISO 5081, DIN 53857. Viteza testului are o importanţă majoră asupra rezultatelor.

Standarde: ISO 13934, ISO 1421, BS 2576, DIN 53857

Importanţă Testele de încercare la tracţiune depind în toate cazurile de

proprietăţile structurii. Tipul materiei prime, fineţea firului, metoda de filare şi torsiunea influenţează rezistenţa la tracţiune. Ca parametri ai materialului care pot fi influenţaţi, pot fi menţionaţi fineţea bătăturii şi a urzelii precum şi modul de ţesere. Rezistenţa la tracţiune pe direcţia urzelii este în mod normal mai mare, deoarece numărul de fire/cm este în general mai mare. De altfel, firele de urzeală uzuale au şi o torsiune mai mare, care le dă forţă mai mare de a rezista tensiunilor şi frecărilor din timpul procesului de ţesere. Datorită deformaţiilor mari a materialelor tricotate, există un risc mai mare de rupere la clemă, ceea ce face ca acest test să nu fie potrivit pentru materialele tricotate.

Rezistenţa la sfâşiere În afară de acţiunea forţei de tracţiune, materialele pot fi rupte sub

acţiunea forţelor de sfâşiere. Rezistenţa la sfâşiere este forţa necesară pentru a continua sfâşierea unui material în anumite condiţii.

Se realizează o tăietură în mijlocul unei mostre dreptunghiulare, paralel cu marginile, în aşa fel încât să se obţină două “benzi” care se fixează în câte o clemă a dinamometrului. Clemele se mişcă independent, într-un mod care depinde de metoda aplicată.

Figura 3.16 arată că în timpul sfâşierii, forţele acţionează pe fire separate. Prin urmare, forţa de sfâşiere va fi mai mică decât rezistenţa la tracţiune.


162

Figura 3.16. Reprezentarea unui material în timpul unui test de sfâşiere Metode: – prin intermediul unui dinamometru: cele două benzi sunt strânse în cleme care se mişcă independent pe o

distanţă dată. Rezultatul este o hartă efort – deformaţie, care este apoi evaluată. Figura 3.17 arată o diagramă tipică unui test de sfâşiere. Aceasta arată

forţa necesară pentru a rupe succesiv firele / a muta unul sau mai multe fire / a rupe două sau mai multe fire. Aceste rezultate sunt vizualizate prin vârfurile din diagramă, a căror înălţime depinde de numărul şi rezistenţa firelor rupte în acelaşi timp. Forţa înregistrată în timpul testului de sfâşiere este neregulată. Din acest motiv, pentru calcularea valorii care să fie acceptată ca o cuantificare pentru rezistenţa la sfâşiere, se foloseşte o formulă empirică.

Figura 3.17. Graficul efort–deformaţie pentru un test de sfâşiere


163

Încărcarea medie (de ex. valoare rezistenţei la care jumătate din numărul de vârfuri au valoare mai scăzută şi jumătate au valoare mai mare) este cea mai aproape de forţa minimă necesară pentru a sfâşia materialul.

Standarde: ISO 13937 – 2, ASTM D2261, BS 4303, ASTM D2262 – prin intermediul unui tester de sfâşiere Elemeudorf Instrumentul constă într-un pendul trapezoidal, la care, în poziţie

staţionară, cele două cleme sunt situate în linie. Când pendulul este ridicat, energia potenţială este maximă. Când pendulul este eliberat, mostra urmează să se sfâşie. Instrumentul permite citirea energiei necesare pentru sfâşierea mostrei. Standarde: ISO 13937 – 1, ISO 4674 – 2, ASTM D1424

Importanţa Şansele ca un material să se sfâşie în timpul folosirii sunt mult mai mari

decât cele ca materialul să se rupă. Datorită marii mobilităţi a firelor, ţesăturile cu o flotare mai mare au rezistenţă mai mare la sfâşiere ca cele fixate, cum sunt ţesăturile plane sau cele cu legătura diagonal. Materialele foarte dese au o rezistenta mică la sfâşiere, deoarece densitatea mare a acestora împiedică alunecarea firelor. Folosirea fibrelor puternice şi elastice va creşte rezistenţa la sfâşiere.

Finisarea are şi ea efect asupra rezistenţei la sfâşiere. Finisările mecanice pot cauza puncte slabe în material, care cresc şansele de sfâşiere (aceasta se aplică şi rezistenţei la tracţiune). Produsele de finisare aplicate pe material pot descreşte sau creşte mobilitatea firelor. Scăderea mobilităţii conduce la reducerea rezistenţei la sfâşiere.

Rezistenţa la plesnire Acest test este aplicat foarte rar materialelor din lână. Este utilizat mai

mult pentru materialele tricotate şi înlocuieşte de fapt testele de rezistenţă, deoarece tricotul se deformează prea mult în timpul testului de tracţiune.

Mostra de testat este amplasată pe o clemă tip inel împreună cu o membrană cauciucată. Un lichid sau un gaz este împins sub presiune sub membrană aşa încât acesta va cauza deformarea mostrei şi în final plesnirea. Presiunea de plesnire este considerată ca o măsură pentru rezistenţa la plesnire. Înălţimea deformaţiei poate fi de asemenea determinată şi este un indiciu pentru flexibilitatea materialului.

Standarde: ISO 13938, BS 4708.


164

Importanţă Deformaţia indusă în material este multilaterală, ceea ce reprezintă o

bună simulare a condiţiilor reale la care este supus materialul în timpul purtării (ex. modificările materialului la coate, la genunchi sau la aşezarea corpului).

Rezistenţa la purtare Produsele textile (de exemplu îmbrăcămintea, tapiseriile, etc.) sunt

subiectul unor acţiuni de frecare. Aceste schimbări (deteriorări) vor conduce la modificarea aspectului şi în cele din urmă la şansa de a forma pilling. Rezistenţa la purtare este dată în special de materia primă şi alegerea trebuie să fie gândită ţinând cont şi de celelalte cerinţe ale materialelor. Alţi parametri, cum sunt legătura şi tipul de fibră au şi ei un rol important. De exemplu, materialele cu densitate mai mare au o rezistenţă mai bună la purtare, atât timp cât firele sunt păstrate mai bine în poziţia originală.

Rezistenţa împotriva uzurii prin fricţiune este măsurată cu ajutorul testelor de abraziune şi pilling. Nu se poate vorbi despre un test de rezistenţă univoc, atâta timp cât frecarea implică o varietate largă de acţiuni mecanice. De cele mai multe ori, testele de abraziune şi pilling sunt apreciate subiectiv şi asta se regăseşte într-o repetabilitate slabă a rezultatelor în acelaşi laborator, dar şi între laboratoare diferite. In ciuda acestui fapt, testele sunt aplicate destul de des.

Teste de abraziune O metodă de testare care este folosită des este testarea abraziunii cu

aparatul Martindale. Mostre circulare (de obicei ţesături de lână) sunt prinse în suporturi, care stau sub o anumită presiune şi se rotesc pe un element de fricţiune conform unei figuri geometrice date, la un interval de timp specific (nr. de rotiri). Punctul de sfârşit al testului poate fi stabilit în mai multe moduri şi trebuie să fie acceptat de părţile interesate:

– testul este oprit la detectarea unei găuri ; – pierderea în greutatea după un număr de ture ; – testul este oprit la o anumită schimbare a nuanţei (scara de gri). Alte teste de abraziune: shopper test, taber test, wira test.

Standarde: ISO 12947, ASTM D4966, BS 5690, ASTM 2885. Teste Pilling Testul Martindale pentru abraziune este adesea folosit pentru testarea

pillingului. Mostrele testate sunt comparate cu standardele după un anumit


165

număr de cicluri de frecare. Nu este aplicată nici o greutate adiţională peste material, şi acesta este frecat cu alt material de acelaşi tip.

Un alt instrument folosit adesea pentru măsurarea pillingului este testerul ICI – Pilling. Mostrele sunt plasate în tuburi rotunde, care sunt plasate în cutii din lemn căptuşite cu plută. Cutiile se rotesc şi tuburile se rostogolesc. După un număr de rotaţii, mostrele sunt evaluate prin comparaţie cu scări descriptive sau standarde fotografice.

Alte instrumente pentru determinarea pillingului sunt de ex. : Testerul de Pilling prin rostogolire Random, Testerul Brush pentru Pilling, Metoda pernei elastometrice.

Standarde : ISO 12945, ASTM D4970, BS 5811, ASTM D3512, ASTM D3511, ASTM D3514.

Importanţa Pillingul este un fenomen care are loc de asemenea atunci când

materiale textile sunt obiectul fricţiunii. Este definit ca fiind formarea unor mici aglomerări de fibre când suprafaţa este frecată. Deci, se întâmplă numai materialelor obţinute din fibre filate. Mai ales firele mixte sunt obiectul fenomenului, deoarece în aceste materiale, fibre agăţate mai slab sunt ţinute de fibre mai groase, care sunt încă ancorate în material. Pillingul este mai frecvent la materialele deschise şi la materialele făcute din fire cu torsiune mică (de obicei în cazul materialelor tricotate). Într-adevăr, cu cât materialul este mai dens şi torsiunea mai înaltă, cu atât este mai greu de tras fibre din material. Tehnicile speciale de finisare permit reducerea fenomenului de pilling.

Stabilitatea dimensională

Importanţă Modificările dimensionale ale materialului, fie că e ţesut, tricotat sau

neţesut, sunt cauzate de tensiuni interne. Aceste tensiuni pot fi cauzate de deformaţii anterioare, din timpul prelucrării mecanice, de exemplu în timpul ţeserii sau a tricotării şi se datorează unui dezechilibru între tensiunile interne din material. În acest dezechilibru, doi factori joacă un rol esenţial : structura materialului şi a firului. La realizarea materialului este inevitabilă apariţia tensiunilor interne, ce sunt răspândite dezordonat pe suprafaţa materialului şi conduc la modificări dimensionale.


166

Ţesăturile plane şi tricoturile patent sunt exemple tipice de structuri simetrice. De exemplu, pe o maşină de tricotat circulară, ochiurile nu merg perfect orizontal. Din acest motiv, buclele sunt întotdeauna uşor asimetrice. Structurile care nu sunt din punct de vedere mecanic în echilibru vor încerca să-şi găsească echilibrul prin deformaţii dimensionale. De aceea, în proiectarea structurilor tricotate o atenţie destul de mare trebuie acordată simetriei structurii tricotului.

O importantă sursă de neechilibru este firul însăşi. Firele sunt de regulă torsionate. Depunerea spiralată a fibrelor cauzează un moment/forţă de dezrăsucire. Cum toate firele într-un material sunt de obicei torsionate în acelaşi sens, efectul este multiplicat de mai multe ori, cauzând un dezechilibru măsurabil. Structurile tricotate sunt mult mai sensibile la acest fenomen pentru că firele au mai multă libertate de mişcare.

Mulţi cercetători au studiat problema stabilităţii dimensionale a materialelor tricotate şi rolul pe care-l joacă firele în acest fenomen. În literatura de specialitate sunt descrise multe tratamente de îmbunătăţire a stabilităţii dimensionale a firelor. Aceste tratamente sunt tratamente termice sau mecanice sau combinaţii ale acestora. În anumite cazuri este sugerată utilizarea alternantă a firelor cu sens de torsiune S şi Z pentru a obţine un echilibru mai bun al forţelor interne.

Schimbări dimensionale cauzate de spălare Materialul (sau piesa de îmbrăcăminte finisată) este marcat şi măsurat

înainte şi după spălare (poate fi spălat o dată sau de mai multe ori). După uscare, dimensiunile sunt determinate din nou. Schimbarea dimensională este exprimată ca un procent, valorile pozitive indică o întindere (alungire), valorile negative indică o scurtare (contracţie).

Standarde : ISO 6330, ASTM D6321 – 68

Rezistenţa vopsirii Rezistenţa vopsirii la lumină Mostrele sunt expuse la o sursă de lumină uniformă (de obicei lampă cu

xenon), împreună cu cele opt mostre din scara de albastru numerotate de la 1 la 8. După un anumit timp de expunere, se analizează schimbarea culorii mostrei


167

vopsite şi expuse faţă de cea vopsită şi neexpusă şi faţă de cele 8 perechi de mostre din scara de albastru (expuse şi neexpuse). O modificare de nuanţă sau culoare similară cu modificarea din scara de albastru permite notarea rezistenţei la lumină cu nota mostrei albastre din scara de albastru.

Standarde : ISO 105 B02 – TSO 105 B06

Rezistenţa vopsirii la spălare Mostrele sunt spălate în condiţii standard şi li se ataşează un material de

referinţă (ţesătură din multifibre, standardizată). După spălare şi uscare, schimbarea culorii şi infiltrarea în materialul de referinţă este evaluată folosind scara de gri. Standarde : ISO 105 B01 – B06

Rezistenţa vopsirii la apă În timp ce sunt ataşate de materiale albe de referinţă, mostrele pot fi

supuse diferitelor tratamente cu apă : apă curată, apă de mare, apă cu clor. După tratament, schimbarea culorii şi infiltrarea în materialul de referinţă este evaluată folosind scara de gri. Standarde : ISO 105 E01 – E08

Rezistenţa vopsirii la frecare Un material alb de referinţă este frecat de alt material pentru a fi testat

în condiţii specifice de forţă şi distanţă. Schimbarea culorii suprafeţei de frecare şi a materialului de referinţă este evaluată prin intermediul scării de gri.

Standard : ISO 105 x12

Proprietăţi estetice şi de confort

Confortul este un concept destul de important pentru funcţionalitatea îmbrăcămintei şi a textilelor de interior. Proprietăţile estetice şi de confort nu pot fi delimitate strict, atâta vreme cât depind de o serie întreagă de proprietăţi cum sunt: revenirea din şifonare, drapajul, rigiditatea, moliciunea, luciul, culoarea, rezistenţa vopsirii la lumină sau spălare etc.

Una din proprietăţile importante de confort este tuşeul. Aceasta este denumirea pentru toată senzaţia pe care o avem când atingem un material cu mâna, pipăim, îndoim, frecăm etc. Tuşeul este determinat de un grup de experţi şi în acest caz cuantificarea este subiectivă. Cele mai importante proprietăţi ce


168

influenţează tuşeul sunt grosimea, rigiditatea la încovoiere, masa şi rugozitatea. Câteva din aceste proprietăţi pot fi determinate prin măsurare cu ajutorul unor instrumente relativ simple, care măsoară reacţia materialului la deformaţii mici. Prin intermediul rezultatelor obţinute cu aceste instrumente se poate interpreta şi evalua, în mod limitat, tuşeul materialelor.

Şifonarea şi revenirea din şifonare Mai mulţi factori afectează formarea cutelor permanente în materialele

textile. Mai ales materia primă şi proprietăţile fibrelor determină revenirea din şifonare. Un tip de fibră cu un procent mare de părţi cristaline va fi mai sensibil la şifonare decât acelea care au un procentaj mai mic. Fibrele elastice şi fibrele groase sunt mai puţin sensibile la şifonare.

De asemenea, structura firului şi structura materialului afectează revenirea din şifonare. Cu cât structura este mai slabă, cu atât şansele de formare a şifonării permanente sunt mai mici. Aplicarea unor tratamente de finisare are de asemenea un efect major asupra revenirii din şifonare a materialelor. Revenirea din şifonare este determinată prin îndoirea unei mostre dreptunghiulare şi presarea ei sub o greutate, un anumit timp. După ce greutatea este îndepărtată, este acordată o perioadă de relaxare, după care se măsoară unghiul format de cele două laturi ale cutei. Acest unghi este considerat ca o măsură pentru capacitatea mostrei de revenire din şifonare.

ISO 2313, AATCC66, NBN 655 – 001 Stabilitatea încreţirii / plierii Abilitatea de a reţine un pliu sau o cută este în corelaţie directă cu

capacitatea de revenire din şifonare. Pliul dorit este aplicat în mijlocul unei mostre dreptunghiulare, în corelaţie directă cu procedura urmată de producător. Mostra este apoi spălată în anumite condiţii într-o maşină de spălat şi se usucă simplu sau în uscător. După un anumit număr de spălări şi cicluri de uscare, mostra este evaluată prin anumite standarde după un anumit unghi.

Standard: AATCC 88 C

Drapajul Drapajul este definit ca deformarea unui material textil sub influenţa

gravitaţiei, când numai o parte din material este susţinută direct pe un obiect. Rigiditatea la încovoiere, capacitatea de alungire şi greutatea materialului sunt


169

cei mai importanţi factori de influenţă. Greutatea este forţa care face ca materialul să drapeze, oricât de mult s-ar opune rigiditatea la încovoiere. În afara acestor proprietăţi mecanice, elementele structurale, cum ar fi grosimea, structura, fineţea firelor şi compoziţia fibroasă afectează de asemenea drapabilitatea, fie direct, fie prin proprietăţile mecanice.

Măsurarea drapabilităţii se realizează prin aşezarea unei mostre circulare de material, central pe un disc suport de diametru mic, astfel încât materialul atârnă peste marginile plăcii sub influenţa greutăţii. Forma părţii drapate este proiectată pe o bucată de hârtie prin intermediul unei oglinzi în formă de parabolă. Circumferinţa proiecţiei este copiată cu atenţie pe hârtie, care are aceleaşi dimensiuni ca partea care cade peste margini. Bucata de hârtie este cântărită înainte şi după ce forma este tăiată.

Raportul acestor două mase (x100) dă coeficientul de drapaj, exprimat în procente. Cu cât coeficientul este mai mare, cu atât va fi mai mică drapabilitatea materialului. Standard BS 5058

La departamentul de textile al Universităţii din Ghent a fost dezvoltată

o metodă de testare în care forma proiectată este luată cu o cameră CCD. Prin procesarea imaginilor digitale, coeficientul de drapaj este calculat de PC.

Rigiditatea la încovoiere Aşa cum s-a menţionat anterior, rigiditatea la încovoiere, sau rezistenţa

opusă îndoirii, este unul din parametrii prin care se determină drapabilitatea. Cantităţile măsurate sunt lungimea de îndoire şi rigiditatea la încovoiere. Testarea este făcută prin aşezarea unei fâşii de material cu o bară deasupra, de o anumită greutate şi marcată în cm, peste partea orizontala a “testerului de rigiditate” (figura 3.18), astfel încât materialul să se îndoaie peste margine.


170

Figura 3.18. Tester pentru rigiditate la încovoiere

Dacă marginea fâşiei coincide cu linia care marchează un anumit unghi

cu planul orizontal, atunci lungimea suspendată este măsurată prin citirea barei. Lungimea de îndoire este calculată ca jumătate din lungimea suspendată ; rigiditatea la încovoiere este calculată ca masa pe unitatea de suprafaţă a materialului înmulţită cu lungimea de îndoire ridicată la puterea a treia.

ASTM D1388

Rigiditatea la forfecare Rigiditatea la forfecare este rezistenţa împotriva deformaţiei cauzate de

schimbarea unghiului dintre urzeală şi bătătură. Nu sunt standarde care să măsoare această cantitate, dar în literatură sunt prezentate mai multe instrumente care sunt bazate pe acelaşi principiu de măsurare.

Figura 3.19. Determinarea rigidităţii la forfecare


171

Măsurarea acestui parametru este făcută prin plasarea unei mostre, cu anumite dimensiuni, paralel cu urzeala sau bătătura, în două cleme (figura 3.19).Una din cleme se mişcă şi va deforma materialul. În timpul deformării este măsurată forţa în material, dar şi o anumită forţă de forfecare.

Asprimea Asprimea este o proprietate de suprafaţă a materialului, care este în

principal afectată de parametrii constructivi şi de finisarea aplicată. Un material cu ochiuri largi oferă un aspect neted în timp ce firele neregulate şi cele groase oferă o suprafaţă aspră-rugoasă. Finisarea mecanică prin calandrare are un efect pozitiv asupra netezimii. Asprimea este determinată cu un instrument ce constă într-o platforma care poate fi legată prin intermediul unui motor. Platforma este căptuşită cu un material standard (cu un coeficient de frecare mare) pe care este aşezată mostra de testat. Platforma este adusă sus dintr-o poziţie orizontală. Când mostra începe să se deplaseze, este citit unghiul la care platforma e poziţionată. Acest unghi este măsura asprimii.

Izolarea termică Pentru a testa capacitatea de izolare termică, testul ISO 8302 este cel

mai bun standard internaţional cunoscut. Materialul textil este pus între două plăci setate la diferite temperaturi. Energia necesară pentru a păstra aceste temperaturi constante este înregistrată şi este calculată rezistenţa termică.

Altă metodă de testare este descrisă în standardul EN 31092 (ISO 11092). Mostra este aşezată pe o placă uscată încălzită şi fluxul de căldură este măsurat pentru o anumită perioadă. Capacitatea de izolare termică a materialului este relevantă pentru aplicaţiile folosite în mediu exterior, ca îmbrăcămintea pentru sport şi îmbrăcămintea de protecţie.

Permeabilitatea la vapori de apă Există multe metode de testare a permeabilităţii la vapori de apă a

materialelor textile. Standardul EN ISO 15496 descrie o metodă utilizată pentru controlul cantităţii. Mostra este aşezată între două membrane permeabile la vaporii de apă şi a este pusă într-un pahar umplut cu soluţie saturată de acetat de potasiu. Într-o baie de apă la 23oC paharul este rotit, punând


172

membrana exterioară în contact cu apa, iar absorbţia vaporilor de apă este măsurată după 15 minute. Permeabilitatea vaporilor de apă este critică în cazul ţesăturilor impermeabile. Aceste ţesături ar trebui să oprească trecerea apei din exterior, dar în acelaşi timp ar trebui să permită evaporarea transpiraţiei din interior.

Standardul EN ISO 15496 poate fi considerat ca un test de control al calităţii, dar rezultatele sale nu pot fi legate direct de confortul termic al produsului final. Standardul nu poate fi utilizat pentru echipamentele de protecţie, pentru care se foloseşte testul de referinţa EN 31092.

Sisteme de evaluare KES-F şi FAST

Sistemele KES-F (sistemul Kawabata de evaluare pentru materiale) şi FAST (evaluarea materialelor prin testare simplă) au fost dezvoltate pentru a determina obiectiv proprietăţile de tuşeu. Sunt făcute numai unele determinări mecanice, iar materialele suferă deformaţii minore. În comparaţie cu testul de tracţiune, de exemplu, testele făcute aici nu sunt distructive pentru material. Testele sunt pentru întindere, flexibilitate, forfecare şi compresie, şi parametri mecanici derivaţi de aici au directă legătură cu proprietăţile de tuşeu. În afară de acestea, sunt determinate de asemenea: asprimea, grosimea şi greutatea.

Instrumentele nu sunt simplu de utilizat şi sunt scumpe, motiv pentru care, metodele de măsurare simplă descrise anterior sunt cel mai des folosite de experţi pentru evaluare.

3.5. ÎMBRĂCĂMINTE DE AVERTIZARE CU VIZIBILITATE MARE, PENTRU UZ PROFESIONAL - CERINŢE ŞI METODE DE TESTARE

3.5.1. Standardizare- EN 471/2003

Standardul european EN 471 a fost aprobat de către CEN la data de 1 august 2003. Membrii CEN sunt obligaţi să se conformeze Reglementărilor Internaţionale CEN/CENELEC care specifică condiţiile de acordare a acestui Standard European.

Acest Standard European este elaborat în trei versiuni oficiale (Engleză, Franceză şi Germană). O versiune în oricare altă limbă făcută prin traducerea sub responsabilitatea unui membru CEN în limba sa naţională şi notată la Centrul de Management are acelaşi statut ca şi versiunile oficiale.


173

Acest document (EN 471: 2003) a fost pregătit de către Comitetul Tehnic CEN/TC 162 „Îmbrăcăminte de protecţie ce include şi protecţia mâinilor, a braţelor şi jachetele de salvare”, a cărui secretariat este deţinut de DIN. Acest document înlocuieşte EN 471/ 1994.

Acest Standard European specifică cerinţele îmbrăcămintei de protecţie capabilă să semnalizeze prezenţa vizuală a purtătorului, menită să producă ieşirea în evidenţă a purtătorului în situaţii de hazard, în orice condiţii de lumină, ziua şi noaptea (sub lumina farurilor).

Cerinţele de performanţă sunt în principal pentru culoare, retroreflexie, suprafeţe minime reflectorizante şi dispunerea materialelor în echipamentul de protecţie.

Standardul European EN 471 pune la dispoziţie o soluţie ce face capabilă rezolvarea problemelor majore. Performanţele materialelor ce pot fi folosite pentru îmbrăcăminte cu vizibilitate mare sunt specificate împreună cu suprafeţele minime de utilizare şi zonele de plasare pe produse. Ieşirea în evidenţă este sporită şi de contrastul mare dintre îmbrăcăminte şi fundalul ambiant în care se află, dar şi de suprafeţele materialelor specificate ce ies în evidenţă.

Trei variante de fundaluri şi culori combinate ale materialelor sunt definite într-o manieră potrivită pentru materialul îmbrăcămintei, oferind evidenţierea pe majoritatea fundalurilor găsite în mediile urbane şi rurale, la lumina zilei. Oricum, cei ce le întrebuinţează vor trebui să ia în considerare fundalul ambiant predominant în care protecţia este cerută şi să aleagă culoarea ce produce contrastul preferat.

Materialele retroreflexive sunt împărţite în două grupe, nivelurile înalte de retroreflexie producând un contrast mare şi vizibilitate bună a îmbrăcămintei la lumina farurilor.

Produsele de îmbrăcăminte sunt împărţite în trei clase, gradul de vizibilitate crescând de la clasa 1 la clasa 3, dar purtarea unei îmbrăcăminte cu vizibilitate mare nu garantează că purtătorul va fi vizibil în toate condiţiile.

Cerinţele de design se referă în primul rând la modul de dispunere a materialelor retroreflexive în produsul de îmbrăcăminte.

Metodele de testare iau în calcul menţinerea unui nivel minim de protecţie şi după procedee de întreţinere a produselor, iar metodele de testare detaliate din acest standard sunt pentru materialele noi şi nu pentru materialele clasice, de folosinţă generală (vezi EN 1150, ce specifică caracteristicile şi proprietăţile pentru îmbrăcămintea cu vizibilitate cu folosire nonprofesională).


174

Termeni şi definiţii

În conţinutul Standardului European EN 471/2003, se utilizează următorii termeni şi definiţii:

Îmbrăcăminte de avertizare cu vizibilitate mare - echipament de avertizare menit să ofere ieşirea în evidenţă în timpul purtării (figura 3.20).

Faţă Spate

Figura 3.20. Exemplu de îmbrăcăminte de avertizare cu vizibilitate mare

Material fluorescent – material ce emite radiaţii optice ale luminii cu lungimea de undă mai mare decât lungimea de undă a celor absorbite.

Material de bază (de fundal)– material fluorescent colorat menit să iasă mult în evidenţă, fără a corespunde acestui standard pentru materiale retroreflexive.

Material retroreflexiv – material ce este retroreflector, dar care nu este menit să corespundă cerinţelor acestui standard pentru materialul de bază.

Material cu performanţă separată – material menit să afişeze proprietăţi fie de fundal, fie retroreflexive, dar nu amândouă.

Material cu performanţă combinată – material menit să afişeze proprietăţi de fundal şi retroreflexive în acelaşi timp.

Material sensibil la orientare – material ce are coeficienţi de retroreflexie ce diferă cu mai mult de 15% când sunt măsuraţi la două unghiuri de rotaţie ε1=0o şi ε2=90o.

Termeni fotometrici


175

Notă: Termenii fotometrici folosiţi în acest document sunt definiţi în publicaţia CIE nr. 17.4/ 1987 şi nr. 54.2/ 2001.

EN 471:2003

Design

Clase de produse Echipamentele de avertizare sunt grupate în trei clase, diferenţiate prin

suprafeţele minime ale materialelor vizibile încorporate în produs, conform tabelului 3.11.

Produsele vor include suprafeţele impuse pentru materialele de bază (ca fundal) şi materialele retroreflexive sau alternativ vor include suprafaţa impusă pentru materialul cu performanţă combinată. Tabelul 3.11. Suprafaţa minimă de material vizibil în m2 , conţinută de produs

Tip de material Clasa 3 Clasa 2 Clasa 1

Material de bază (fundal) 0,80 0,50 0,14 Material retroreflexiv 0,20 0,13 0,10 Material cu performanţe combinate - - 0,20

Cerinţe specifice de design

Materialul de bază va trebui să acopere bustul şi, unde e posibil, mâinile şi picioarele purtătorului.

Benzile din material retroreflexiv nu vor avea lăţime mai mică de 50 mm, iar pentru hamuri ele nu vor avea lăţime mai mică de 30 mm (figura 3.21).

Figura 3.21. Exemple de harnaşamente


176

Harnaşamentele vor cuprinde o bandă retroreflexivă încercuind talia şi alte benzi retroreflexive împreunând banda de la talie din spate în faţă, peste umeri. Harnaşamentele ce corespund acestui standard nu asigură protecţie împotriva căderii de la înălţime.

Îmbrăcămintea va avea două benzi orizontale din material retroreflexiv, cu minim 50 mm între ele, acoperind bustul cu o înclinare maximă de ± 20o.

Jachetele, salopetele, vestele, cămăşile, vestoanele vor avea două benzi din material retroreflexiv cu o înclinare maximă de ± 20o cm, cu minim 50 mm între ele, acoperind bustul şi benzile din material retroreflexiv trecute peste fiecare umăr. Banda de la partea de jos a bustului va fi cu minim 50 mm mai sus de marginea inferioară a gecii, vestei sau cămăşii (figura 3.22),

Faţă Spate

Figura 3.22. Exemplu plasare a benzilor la jachetă, vestă etc. sau o bandă din material retroreflexiv cu o înclinare maximă de ± 20o,

acoperind bustul şi benzile din material retroreflexiv trecute peste fiecare umăr. Banda orizontală va fi cu minim 50 mm mai sus de marginea inferioară a gecii, vestei sau cămăşii (figura 3.23),


177

Figura 3.23. Exemplu plasare a benzilor la jachetă, vestă etc.

sau gecile, vestele, cămăşile, vestoanele vor avea două benzi din material retroreflexiv cu o înclinaţie maximă de ± 20 o, cu minim 50 mm distanţă între ele, înconjurând bustul. Banda de jos va fi cu minim 50 mm deasupra marginii de jos a gecii, vestei, cămăşii, vestonului(figura 3.24).

Figura 3.24. Exemplu plasare a benzilor la veste, geci, cămăşi etc.

Mânecile lungi ale salopetelor, jachetelor şi hainelor vor fi încercuite de două benzi din material retroreflexiv cu minim 50 mm distanţă între ele. Partea de jos a celei mai joase benzi va fi cu minim 50 mm mai sus de marginea de jos a mânecii (figura 3.25).


178

Figura 3.25. Exemplu de plasare a benzilor la salopete

Salopetele, pantalonii cu betelie sau pantalonii cu bretele vor avea două benzi din material retroreflexiv cu o înclinaţie de maxim ± 20 o, cu minim 50 mm distanţă între ele, încercuind fiecare picior. Partea de jos a benzii inferioare trebuie să fie cu minim 50 mm deasupra terminaţiei pantalonului (figura 3.26).


179

Figura 3.26. Exemplu plasare a benzilor la pantaloni, salopete etc.

Figura 3.27. Exemplu de plasare a benzilor la pantaloni cu bretele

Pantalonii cu bretele din clasele 2 şi 3 vor avea o bandă din material

retroreflexiv pe linia taliei, cu o înclinaţie maximă de ± 20o faţă de orizontală (figura 3.27).

Orice discontinuitate pe lungimea fiecărei benzi din material retroreflexiv sau material cu performanţe combinate nu va fi mai mare de 50 mm, măsurată în paralel cu direcţia benzii, iar totalul discontinuităţilor nu va fi mai mare de 100 mm la fiecare bandă în jurul bustului şi 50 mm în jurul mânecilor şi a picioarelor.

3.5.2. Stabilirea mărimilor şi marcarea

Desemnarea mărimilor va fi în concordanţă cu cerinţele EN 340.


180

Un exemplu de stabilire a mărimii pentru un produs cu vizibilitate mare este prezentat în figura 3.28.

Figura 3.28. Exemplu de desemnare a mărimii

Cerinţele de marcare sunt definite în EN 340, în figurile 3.29 şi 3.30

fiind date exemple pentru grupa respectivă de produse.

Figura 3.29. Exemplu de marcare

Figura 3.30. Exemplu de etichetă de întreţinere

3.5.3. Cerinţe impuse materialelor

Metode de testare

Mostrarea şi condiţionarea

Mostrele: Acestea vor fi luate la întâmplare din centre comerciale reprezentative.

Prepararea mostrelor: Mărimea, forma şi cantitatea vor fi cele stabilite pentru fiecare procedură de testare.

Numărul de teste: Dacă nu este altfel specificat, trebuie testată câte o mostră din fiecare material şi trebuie să satisfacă cerinţele minime.

Condiţionarea mostrelor: Mostrele vor fi condiţionate pentru cel puţin 24 de ore la (20±2)oC şi (65±5)% umiditate relativă. Dacă testul este făcut în


181

alte condiţii, acesta va începe la 5 min după retragerea din atmosfera de condiţionare.

Determinarea culorii

Culoarea va fi măsurata în acord cu procedurile definite în publicaţia CIE nr. 15.2, folosind un instrument policromatic de iluminare şi observare. Mostrele vor fi într-un singur strat, susţinute de un substrat negru cu o reflectare de mai puţin de 0,04.

Determinarea performanţelor retroreflexive fotometrice

Coeficientul de retroreflexie R’ va fi determinat în acord cu procedura definită în publicaţia CIE nr. 54.2, pentru două valori ale unghiului de rotaţie (0o şi 90o ), iar măsurătorile vor fi făcute pe mostre pătrate de 10x10 cm.

Performanţelor retroreflexive vor fi măsurate după: Frecare: mostra va fi frecată în acord cu EN 530: 1994, metoda 2,

folosind o ţesătură din lână abrazivă. Măsurarea se face după 5000 de cicluri, sub o presiune de 9kPa.

Flexare: mostra va fi flexată în acord cu EN ISO 7854: 1997 metoda A. Mostrele vor fi măsurate după 7500 de cicluri.

Pliere la temperaturi coborâte: mostra va fi expusă şi pliată în acord cu ISO 4675 la o temperatură de (-20±2)oC. Măsurătorile vor fi făcute după recondiţionare în acord cu Mostrarea şi condiţionarea, după cel puţin două ore.

Expunere la variaţii de temperatură: mostrele cu mărimi de 180x30 mm vor fi expuse continuu unui ciclu de schimbare de temperatură:

a) timp de 12 ore la (50±2)oC urmat imediat de b) 20 de ore la (-30±2)oC. c)condiţionare timp de 2 ore în acord cu Mostrarea şi condiţionarea. Spălare şi curăţare în acord cu eticheta de întreţinere: Spălarea va ţine cont de următoarele indicaţii: a) pentru materialul de bază vor fi pregătite trei mostre de 300x250 mm

cu două dungi din material retroreflexiv, fiecare de 250x50 mm, distanţa dintre cele două dungi fiind de 50 mm;

b) pentru materialul retroreflexiv cu performanţe separate, mostrele vor fi spălate în acord cu EN ISO 6330: 2000, metoda 2A.

c) pentru materialul retroreflexiv cu performanţe combinate, mostrele vor fi spălate în acord cu EN ISO 6330: 2000, metoda 5A. Ciclul de spălare


182

specificat va fi aplicat mostrei de un număr de ori menţionat pe etichetă, iar după ultimul ciclu de spălare mostrele vor fi uscate, fără presiune, la (50±5)oC.

Curăţarea conform etichetei se va face în conformitate cu EN ISO 3175–2/1998, metoda 8.1. Mostra va fi curăţată de atâtea ori cât este menţionat pe etichetă. Curăţarea industrială conform cu recomandările producătorilor: Benzile din material retroreflexiv de 250 x 50 mm vor fi aplicate pe o jachetă, ca în figura 3.31, cu distanţa dintre benzi şi marginea de jos de cel puţin 50 mm.

Figura 3.31. Jachetă pentru testul de spălare industrială Mostra ar trebui să fie spălată conform ISO 15797:2002, tabelul 8, metoda 8, pentru 5 cicluri. Neutralizarea ar trebui să se facă în concordanţă cu recomandările producătorului. Coeficientul de retroreflexie R’ va fi calculat ca medie a măsurării pe 8 benzi şi ar trebui să îndeplinească cerinţele fotometrice pentru Materiale cu performanţe separate, Materiale cu performanţe combinate şi Materiale sensibile la orientare.

Performanţe retroreflexive în ploaie: conform unei metode specifice, la care, în timpul măsurării coeficientului de retroreflexie, asupra mostrei plasate în poziţie verticală acţionează un jet de apă, ce simulează acţiunea ploii,

Materiale de bază şi materiale cu performanţe combinate

Pentru materialul de bază (fundal) şi cel cu performanţe combinate, culoarea, cromaticitatea şi factorul minim de luminozitate se vor încadra în parametrii şi valorile din tabelul 3.12.


183

Tabelul 3.12. Cerinţe pentru materialul de bază şi cel cu performanţe combinate Culoare Coordonatele cromaticităţii

X Y Factorul minim de luminozitate, βmin

Galben fluorescent

0,387 0,356 0,398 0,460

0,610 0,494 0,452 0,540

0,70

Orange-roşu fluorescent

0,610 0,535 0,570 0,655

0,390 0,375 0,340 0,345

0,40

Roşu fluorescent

0,655 0,570

0,345 0,340 0,315 0,310

0,25

Culoarea şi factorul de luminozitate după expunere la lumină

xenon vor fi conform datelor din tabelul 3.12. Expunerea mostrei de testare va fi făcută conform ISO 105-B02/ 1994, metoda 3.

Rezistenţa culorii la frecare (umedă şu uscată) va fi determinată conform ISO 105 – A02 şi va fi cel puţin pasul 4 al scării de gri. Testul va fi condus în acord cu ISO 105 – X12.

Rezistenţa culorii la transpiraţie, determinată conform ISO 105 – A02 va fi cel puţin pasul 4 al scării de gri, iar când este determinată conform ISO 105 – A03 cel puţin pasul 3 pentru pătare. Testul va fi condus în acord cu ISO 105 – E04.

Rezistenţa culorii la spălare, curăţare, clătiri cu hipoclorit şi presare fierbinte: în acord cu recomandările de întreţinere a produselor, conform ISO 105-C06 pentru spălare casnică, ISO 105-C06, E 2S pentru spălare industrială, ISO 105-D01 pentru curăţare industrială şi ISO 105-N01 pentru albire cu hipoclorit. Mostrele vor fi uscate prin agăţare, în aer, la o temperatură ce nu depăşeşte 60oC.

Schimbările dimensionale se vor determina conform procedeelor de testare stabilite în EN340. Pentru materialele tricotate schimbările dimensionale nu vor depăşi ± 5% pe lăţime şi pe lungime.

Rezistenţa la tracţiune a materialelor ţesute va fi testată pe direcţia bătăturii şi a urzelii, în acord cu EN ISO 13934 – 1.

Rezistenţa la tracţiune şi la rupere a ţesăturilor peliculizate şi a laminatelor: pentru materialele cu o alungire mai mare de 50% această cerinţă


184

nu se mai poate aplica; rezistenţa la rupere va fi determinată în acord cu ISO 4674/ 1977, metoda A1 şi nu trebuie să fie sub 50N.

Rezistenţa la vaporii de apă: fac excepţie de la testare harnaşamentele şi vestele; testul va fi făcut în acord cu EN 31092. Pentru ţesături obişnuite, rezistenţa la vapori de apă nu va depăşi 5 (m2 · Pa/W), iar pentru ţesături peliculizate şi laminate, valorile vor fi în concordanţă cu cele din tabelul 3.13.

Tabelul 3.13. Rezistenţa la vaporii de apă pe clase de produse

Clasa Rezistenţa la vapori de apă 1 2 3

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ ⋅=

WPamRet

2

Ret peste 40

20<Ret≤40

Ret≤20

Observaţie: Clasa 1 are un timp de purtare restricţionat

Materiale retroreflexive şi materiale cu performanţe separate

Atunci când materialele cu performanţe separate au caracteristici de reflexie a luminii, cerinţele de performanţă vor fi ca şi pentru materialele retroreflexive, iar metodele de testare vor fi cele menţionate anterior (3.5.3.1).

Foarte important este coeficientul de retroreflexie , ale cărui valori după testare trebuie să fie următoarele:

La materiale cu performanţe retroreflexive şi cu performanţe separate, coeficientul de retroreflexie va depăşi 100 cd /(lx·m2) măsurat la unghiul de observare de 12o şi unghiul de intrare de 5o;

La materiale cu performanţe combinate, coeficientul de retroreflexie va depăşi 30 cd /(lx·m2) măsurat la unghiul de observare de 12o şi unghiul de intrare de 5o. Sub acţiunea ploii coeficientul de retroreflexie va depăşi 15 cd/ (lx·m2).

La materiale sensibile la orientare, coeficientul de retroreflexie va fi cel puţin 75% din valorile cerute la cealaltă orientare.


185

3.6. ÎMBRĂCĂMINTE DE PROTECŢIE FAŢĂ DE PLOAIE

3.6.1. Standardizare - EN 343/ 2003

În acest Standard European sunt stabilite proprietăţile materialelor şi ale asamblărilor îmbrăcămintei menite să asigure un nivel adecvat de protecţie faţă de precipitaţii (ploaie, ninsoare), ceaţă şi umiditatea pământului.

Nepătrunderea apei şi rezistenţa la vaporii de apă sunt proprietăţile esenţiale ce trebuie testate şi marcate pe etichetă. Impermeabilitatea la apă este cea mai importantă proprietate şi este măsurată pe stratul exterior al hainelor.

Testele sunt făcute atât pe mostre necusute cât şi pe mostre cu cusături. Unele materiale impermeabile la umiditatea din exterior sunt

permeabile la vaporii de transpiraţie, îmbunătăţind confortul la purtare, reducând tensiunile psihologice şi prelungind timpul de purtare în anumite condiţii climatice.

Acest Standard European face referiri sau încorporează informaţii din următoarele publicaţii:

EN 340 – Îmbrăcăminte de protecţie – Cerinţe generale EN 388 – Mănuşi de protecţie împotriva riscurilor mecanice EN 530/1994 – Rezistenţa la abraziune a materialelor pentru

îmbrăcămintea de protecţie – Metode de testare EN 20811, Textile – Determinarea rezistenţei la pătrunderea apei –

Testarea presiunii hidrostatice EN 31092, Textile – Determinarea proprietăţilor psihologice –

Măsurarea rezistenţei termice şi la vaporii de apă în condiţii stabile specifice EN ISO 1421, Cauciuc sau materiale îmbrăcate în plastic –

Determinarea rezistenţei la flexiune (ISO 7854: 1995) EN ISO 13934-1, Textile – Proprietăţile de extensibilitate a materialelor

– Partea întâi: Determinarea forţei maxime şi a alungirii folosind metoda jupuirii (ISO 13934-1: 1999)

EN ISO 13935-2, Textile – Proprietăţi de extensibilitate ale materialelor – Partea a 2 a: Determinarea forţei maxime folosind metoda grab (ISO 13934-2: 1999)

EN 1817, Cauciuc vulcanizat – Determinarea efectului lichidelor ISO 4674: 1997, Materiale acoperite cu cauciuc sau plastic –

Determinarea rezistenţei la rupere (sfâşiere)


186

3.6.1.1. Termeni şi definiţii

Pentru obiectivele acestui Standard European, se utilizează următorii termeni şi definiţii:

Rezistenţa la vaporii de apă: ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ ⋅=

WPamRet

2

- rezistenţa la vaporii de

apă, exprimată în metri pătraţi· Pascal pe watt, este specifică materialelor textile sau compozitelor şi este dată de fluxul de căldură evaporat „latent” printr-o suprafaţă dată, ca urmare a unei presiuni a vaporilor de apă.

Rezistenţa la penetrarea apei Wp (Pa) –este opoziţia materialului la trecerea apei prin el, sub o anumită presiune hidrostatică.

Stratul exterior al produsului – materialul de la exteriorul îmbrăcămintei de protecţie.

Căptuşeală - cel mai interior material, cu sau fără proprietăţi de etanşare.

Căptuşeală termică - înveliş cu proprietate de etanşare, care furnizează izolare termică adiţională.

În tabelul 3.14 sunt date câteva exemple de pachete de straturi din

componenţa îmbrăcămintei de protecţie faţă de ploaie.

Tabelul 3.14. Exemple de pachete de straturi Varianta de pachet Straturi componente

3 straturi laminate pentru înveliş exterior

1 - material de bază (compozit sau laminat) 2- căptuşeală


187

2 straturi laminate pentru înveliş exterior plus căptuşeală

3 - membrană (peliculă) 4 - strat exterior

Combinaţie de straturi - căptuşeală şi material

exterior

1- căptuşeală termică 2 -tricot 3- membrană 4- căptuşeală (liberă) 5- material exterior (liber)

Combinaţie de straturi - căptuşeală termică şi material exterior

1 - căptuşeală termică 2 -neţesut 3 -membrană 4 - căptuşeală (liberă) 5 - material exterior (liber)

3.6.1.2. Cerinţe de performanţă Echipamentele respective vor trebui să corespundă cerinţelor

ergonomice ale EN 340. Straturile componente ale produselor de îmbrăcăminte vor fi testate independent sau împreună (în funcţie de tehnologia de realizare) conform cerinţelor specificate în tabelul 3.15.


188

Tabelul 3.15. Aplicarea testelor de performanţă pe componente Caracteristica de testat Strat exterior al

materialului Căptuşeală sau

căptuşeală termică Dublură

Rezistenţa la pătrunderea apei (înainte şi/sau după pretratament

X X (în combinaţie dacă se aplică)

Rezistenţa la vapori de apă X X (în combinaţie dacă se aplică)

X

Rezistenţa la întindere X Rezistenţa la sfâşiere X

Modificare dimensională X X (în combinaţie dacă se aplică)

X

Rezistenţa cusăturilor X

Testarea rezistenţei la pătrunderea apei Testarea rezistenţei la pătrunderea apei se realizează în conformitate cu

EN 20811, cu o creştere a presiunii hidrostatice la (980±50)Pa/min. Mostrele trebuie să aibă un diametru cel puţin 130 mm, numărul

mostrelor fiind următorul: –5 mostre pentru testarea materialului netratat –5 mostre pentru testarea cusăturilor pe material netratat –5 mostre pentru testarea materialului după spălare/curăţare uscată

şi/sau umedă –4 mostre pentru testarea după pretratament de abraziune –4 mostre pentru testarea după pretratament de îndoire repetată –2 mostre pentru testare cu combustibil şi –2 mostre pentru testare cu ulei. Anterior testării rezistenţei la pătrunderea apei, mostrele vor fi supuse .

următoarelor pretratamente: Dry cleaning şi/sau spălare – 5 cicluri, în măsura în care etichetele de

întreţinere fixate pe îmbrăcămintea de protecţie nu interzic spălarea mostrelor, sau indică numai curăţarea industrială, acestea vor fi supuse procedurilor respective în conformitate cu EN 340.

Abraziune - în conformitate cu EN 530/1994, Metoda 2, cu o forţă de presare de 9±0,2)kPa , la 1000 cicluri. Abraziunea ar trebui evaluată pe faţa exterioară a stratului exterior al produsului, pentru toate materialele combinate.

Flexiuni repetate - conform EN ISO 7854/1997, metoda c, cu următoarele recomandări:

– 2 mostre ar trebui sa fie testate în direcţia longitudinală


189

– 2 mostre perpendicular pe direcţia longitudinală – numărul de cicluri: 9000. Influenţa combustibilului şi a uleiului – mostre din stratul exterior

trebuie plasate într-un dispozitiv special, astfel încât faţa mostrei să fie în contact direct cu agentul de testare, care poate fi:

a) Lichid A: Isooctan (2, 3, 4 – trimetilpentan), procentaj de volum 100%, în conformitate cu ISO 1817;

b) Lichid F: Ulei de test: parafine lanţ – direct (C12 – C18), 80% din volum şi 1- metilnaftalina 20% din volum, în conformitate cu ISO 1817. Cantitatea agenţilor de testare: (50±5)ml, temperatura de testare: (20±2)oC şi durata expunerii: 60 minute. După îndepărtarea mostrelor din dispozitivul de testare, orice agent de testare care rămâne pe ele ar trebui să fie îndepărtat cu hârtie de filtru absorbantă.

Testul pentru permeabilitate la apă ar trebui să fie evaluat direct după îndepărtarea oricărui agent de test şi să fie iniţiat în 10 minute.

Testarea rezistenţei la abraziune - în conformitate cu ISO 1421, cu mostre condiţionate şi o viteză a suprafeţei abrazive de (100±10)mm/min.

Se testează rezistenţa la pătrunderea apei a stratului exterior al materialului împreună cu orice înveliş etanş aplicat.

În funcţie de valoarea rezistenţei la pătrunderea apei, mostrele pot fi clasificate în conformitate cu tabelul 3.16.

Tabelul 3.16. Clasificarea materialelor după rezistenţa la pătrunderea apei

Clasa Rezistenţa la pătrunderea apei, Wp 1 2 3

Mostră de testat: – material înainte de

pretratament – material după fiecare

pretratament

Wp ≥ 8000 Pa

Nici un test cerut

Nici un test cerut*

Wp ≥ 8000 Pa

Nici un test cerut *

Wp ≥ 13000 Pa

– cusături înainte de pretratament

Wp ≥ 8000 Pa Wp ≥ 8000 Pa Wp ≥ 13000 Pa

Obs. *- Nu se cere nici un test, deoarece cele mai rele situaţii posibile

pentru clasele 2 şi 3 sunt după pretratament. Notă: Pentru fiecare clasă ar trebui să fie îndeplinite mai multe cerinţe.

Testarea rezistenţei la vapori de apă

Testarea se face în conformitate cu EN 31092, pentru toate straturile


190

pachetului vestimentar. Rezultatele ar trebui să se încadreze în valorile din tabelul 3.17.

Tabelul 3.17. Clasificarea materialelor după rezistenţa la vapori de apă

Clasa Rezistenţa la vapori de apă, Ret 1 2 3

WPam ⋅2

Ret > 40 20 < Ret ≤ 40 Ret ≤ 20

Testarea rezistenţei la întindere a stratului exterior

Pentru materiale cu o alungire mai mare de 50%, aceasta cerinţă nu este

aplicabilă. Asupra stratului exterior al produsului va acţiona o forţă de alungire de 450N, în ambele direcţii ortogonale ale materialului

Testarea rezistenţei la sfâşiere

Testarea se realizează în conformitate cu metoda A1 din ISO 4674/ 1997. Testarea se realizează cu mostre condiţionate, cu o viteză a clemelor de (100±10)mm/min.

Testarea rezistenţei la străpungere a stratului exterior

Stratul exterior va fi testat cu o forţă minimă de străpungere de 25N, în

ambele direcţii ortogonale ale materialului. Testarea schimbării dimensionale a materialelor Testarea se realizează în conformitate cu EN 340. Schimbarea

dimensională a materialelor relevante, în ambele direcţii ortogonale, nu ar trebui să depăşească ± 3% după 5 cicluri de spălare şi uscare.

Testarea rezistenţei cusăturilor stratului exterior

Testarea se realizează în conformitate cu principiile EN ISO 13935-2. Rezistenţa cusăturilor stratului exterior al produsului ar trebui să fie de

cel puţin 225 N. Pentru materiale cu alungire de mai mult de 50% acesta cerinţă nu este aplicabilă.


191

3.6.1.3. Desemnarea mărimilor

Desemnarea mărimii ar trebui să se facă în concordanţă cu EN 340, ca în figura 3.32.

Figura 3.32. Exemplu de desemnare a mărimii

3.6.1.4. Marcarea şi etichetarea privind întreţinerea

Marcarea şi etichetarea se face în concordanţă cu EN 340. Pe haine trebuie să fie marcată pictograma din figura 3.33, urmată de numărul acestui standard şi clasele relevante, ca de exemplu:

EN 343 x (rezistenţa la pătrunderea apei) x (rezistenţa la vapori de apă)

Figura 3.33. Pictogramă pentru rezistenţă la pătrunderea apei şi rezistenţă la vaporii de apă

Pentru clasa 1 de rezistenţă la vapori de apă, în spatele acestui număr ar trebui adăugată prevenirea „timp de purtare restricţionat’’.

3.6.1.5. Informaţii furnizate de către producător

Informaţiile furnizate de către producătorul îmbrăcămintei de protecţie vor fi în concordanţa cu EN 340 şi vor conţine următoarele informaţii adiţionale:

• Indicarea tipului de produs; • Cum se îmbracă şi se dezbracă, dacă este relevant; • Prevenirile necesare în funcţie clasele unor rezistenţe, eventual

durata utilizării îmbrăcămintei; • Informaţii de bază asupra folosirii posibile, iar acolo unde este posibilă o informaţie detaliată, se specifică sursa.


192

BIBLIOGRAFIE EN 340 – Îmbrăcăminte de protecţie – Cerinţe generale EN 388 – Mănuşi de protecţie împotriva riscurilor mecanice EN 420- Cerinţe generale pentru mănuşi; EN 343- Îmbrăcăminte de protecţie faţă de ploaie EN 471 - Îmbrăcăminte de avertizare cu vizibilitate mare, pentru uz

profesional- cerinţe şi metode de testare EN 1413, Textile – Determinarea ph-ului extractelor apoase; EN 1811, Metode de test de referinţă pentru eliberarea nikelului din produse

destinate contactului direct şi prelungit cu pielea; EN 13402-1, Desemnarea mărimilor hainelor – Partea I: Termeni, definiţii şi

proceduri de măsurare a corpului (ISO 3635: 1981, modificat); EN 13402-2, Desemnarea mărimilor hainelor – Partea a II-a: Dimensiuni

primare şi secundare; pr EN 13402-3, Desemnarea mărimilor hainelor – Partea a III-a: Măsurători şi

intervale; pr EN 14362-1 – Textile – Metode pentru detectarea şi determinarea unor

anumite amine aromatice derivate din coloranţi azo – Partea I: Detectarea folosirii unor anumiţi coloranţi azo accesibili fără extracţie;

EN 23758 – Textile – Coduri de pe etichete pentru întreţinere folosind simboluri (ISO 3758: 1991);

EN 25077, Textile: Determinarea schimbărilor dimensionale după spălare şi uscare (ISO 50077: 1984);

EN 530/1994 – Rezistenţa la abraziune a materialelor pentru îmbrăcămintea de protecţie – Metode de testare

EN 20811, Textile – Determinarea rezistenţei la pătrunderea apei – Testarea presiunii hidrostatice

EN 31092, Textile – Determinarea proprietăţilor psihologice – Măsurarea rezistenţei termice şi la vaporii de apă în condiţii stabile specifice EN 12947 (1, 2, 3 si 4) - Rezistenţa la abraziune

EN 22313 - Determinarea revenirii cutelor ţesăturilor prin măsurarea unghiului de revenire

EN 1817, Cauciuc vulcanizat – Determinarea efectului lichidelor EN ISO 3175-1, Textile: Dry cleaning si finisare – Partea I: Metode pentru

evaluarea capacităţii de spălare a textilelor şi a îmbrăcămintei; EN ISO 3175-2, Textile – Dry cleaning şi finisare – Partea a II-a: Proceduri

pentru tetraclor etena (ISO 3175-2: 1998); EN ISO 4045, Piele – Determinarea ph-ului (ISO4045: 1977);


193

EN ISO 6330, Textile – Spălarea casnică şi proceduri de uscare pentru testarea textilelor (ISO 6330: 2000);

EN ISO 105, Textile – Teste pentru rezistenţa culorii (toate părţile); EN ISO 1421, Cauciuc sau materiale îmbrăcate în plastic – Determinarea

rezistenţei la flexiune (ISO 7854: 1995) EN ISO 13934-1, Textile – Proprietăţile de extensibilitate a materialelor –

Partea întâi: Determinarea forţei maxime şi a alungirii folosind metoda jupuirii (ISO 13934-1: 1999)

EN ISO 13935-2, Textile – Proprietăţi de extensibilitate ale materialelor – Partea a 2 a: Determinarea forţei maxime folosind metoda grab (ISO 13934-2: 1999)

ISO 7000, Simboluri grafice pentru folosirea pe echipament – index şi punctaj;

ISO 15797 – Textile – Spălarea industrială şi proceduri de finisare pentru testarea îmbrăcămintei de lucru.

ISO 5077 şi ISO 6330 - Stabilitate dimensională la spălarea în maşini automate şi uscarea prin centrifugare

ISO 3175 - Stabilitate dimensională la curăţire industrială ISO 2960 - Determinarea rezistenţei la plesnire şi a extinderii de plesnire.

Metoda cu diafragmă ISO 5081 - Rezistenţa la tracţiune a ţesăturii – metoda cu bandă ISO 5082 - Rezistenţa la tracţiune a ţesăturii – metoda prin apucare ISO 9290 - Rezistenţa la rupere – metoda pendulului în cădere ISO 9867 - Evaluarea revenirii încreţirii ţesăturilor – metoda aspectului

exterior ISO 105 C06 - Rezistenţa culorii la spălare ISO 105 D01, D02 - Rezistenţa culorii la curăţare şi la frecare cu solvenţi

organici ISO 105 X11 - Rezistenţa culorii la presare fierbinte – călcare ISO 105 B02 - Rezistenţa la lumină artificială – testul cu lampă cu xenon ISO 105 X12 - Rezistenţa culorii la frecare ISO 105 E01, E02, E04, E07 - Rezistenţa culorii la apă, apă de mare,

transpiraţie şi apă murdară ISO 105 E3 - Rezistenţa culorii la apă clorurată ISO 4674: 1997, Materiale acoperite cu cauciuc sau plastic – Determinarea

rezistenţei la rupere (sfâşiere) BS 3320 - Glisarea firelor şi rezistenţa cusăturii BS 5811 - Rezistenţa la scămoşare www.ISO.ch : International Organisation for Standardisation (ISO) www.cenorm.be: Comité Européen de Normalisation (CEN)


194

www.astm.org: American Society for Testing and Materials(ASTM) www.bsi-global.com : British Standard (BS) www.din.de : Deutscher Institut für Normung (DIN) www.afnor.fr: Afnor (NF) www.nni.nl : Nederlands normalisatie- instituut (NEN) www.ibn.be : Normalisation Belge – Belgishe Normalisatie (NBN)

195

CAPITOLUL 4 GEOTEXTILE

4.1. INTRODUCERE

Geotextilele constituie un termen relativ nou, ce desemnează un

element separator între diverse materiale solide introduse într-o lucrare geotehnică, care ranforsează (consolidează) materialul cu capacitate portantă redusă. Geotextilele sunt utilizate în special pentru: • lucrările de construcţii civile şi industriale; • îmbunătăţiri funciare; • protecţii şi stabilizări de pământuri; • reabilitări de drumuri şi căi ferate.

În conformitate cu definiţia Societăţii pentru inginerie în sisteme agricole, de alimentaţie şi biologice (ASAE – Society for Engineering in Agricultural, Food, and Biological Systems), geotextilele se definesc ca "ţesături sau materiale sintetice plasate între sol şi o ţeavă/conductă sau perete despărţitor, pentru a accelera mişcarea apei şi a încetini mişcarea solului şi ca o pătură pentru a conferi ranforsare şi separare".

Conform definiţiei ISO 10318:2005, geotextilele sunt materiale ţesute, neţesute sau tricotate, permeabile, pe bază de polimeri, utilizate în domeniul geotehnic şi al construcţiilor civile.

Dicţionarul Wordsworth pentru termeni ştiinţifici şi tehnologici, defineşte geotextilele ca fiind materiale textile rezistente, din fibre sintetice, utilizate în construcţiile civile, cel mai frecvent în construcţiile de drumuri şi stabilizări de maluri.

Un geotextil trebuie să fie o reţea stabilă care să-şi păstreze structura în timpul manipulării, aşezării şi utilizării îndelungate. Alţi termeni utilizaţi în industrie pentru materiale şi aplicaţii similare sunt: pânză geotextilă, ţesătură agricolă şi geosintetic.

Deşi folosirea geotextilelor pentru stabilizarea solului şi alte funcţii geotehnice este relativ nouă, ideea folosirii acestora a apărut cu mii de ani în urmă. În perioada faraonilor, geotextile erau folosite la construcţia drumurilor în scopul stabilizării acestora. Materiale geotextile timpurii erau formate din


196

fibre naturale, ţesături sau vegetaţie amestecate cu solul în vederea îmbunătăţirii calităţii drumului, în special atunci când acestea erau construite pe terenuri cu stabilitate precară. Descoperiri arheologice în Marea Britanie indică faptul că încă din anii 2500 î.H. unele drumuri erau construite peste buşteni, cu rol în stabilizarea solului moale. În perioada Imperiului Roman se foloseau împletituri din trestie ce erau depuse pe soluri mlăştinoase, înainte de depunerea stratului de pietre pentru stabilizarea drumurilor. Chiar şi în Biblie pot fi găsite referinţe privitoare la utilizarea geotextilelor.

Figura 4.1 Geotextile neţesute (stânga) şi ţesute (dreapta)

De-a lungul secolelor aceste idei străvechi au condus la folosirea în

zilele noastre a geotextilelor pentru aplicaţii similare. Dezvoltarea geotextilelor în varianta lor actuală a fost impulsionată de

apariţia polimerilor sintetici după 1940. În forma pe care o cunoaştem astăzi, geotextilele sunt utilizate încă din anii ´50 pentru realizarea de filtre pentru protecţii costiere. Se consideră că primele geotextile utilizate în secolul XX au fost ţesăturile industriale. Una dintre primele aplicaţii despre care există documente o reprezintă utilizarea unor geotextile de acest tip în USA în 1958 de către M. R. Greiser. Acesta a folosit o ţesătură dintr-un material sintetic pentru a controla eroziunea unei porţiuni de faleză de pe proprietatea sa din Florida. Tot în această perioadă geotextilele au fost utilizate pe scară largă în Olanda, unde suprafaţa textilă se integra într-un sistem de fascine moderne.

Prima publicaţie referitoare la acest subiect o reprezintă lucrarea lui H.


197

A. Agerschou din 1961 intitulată "Filtre din materiale sintetice pentru protecţia costieră". Corpul inginerilor din armata Statelor Unite a folosit geotextile pentru o serie de proiecte în 1962.

Primul material geotextil neţesut a fost dezvoltat de compania franceză Rhone Poulence în 1968. Era o structură densă din poliester obţinută prin metoda interţeserii (needle-punch), care a fost utilizată în Franţa la construcţia digurilor şi la terasamente încă din 1970.

În România primele geotextile au început sa fie produse în 1973 şi au fost utilizate în special în aplicaţii hidrotehnice.

Materialele geotextile s-au dovedit de atunci a fi printre cele mai versatile şi economice materiale de modificare a solului. Utilizarea lor s-a răspândit în majoritatea zonelor ingineriei civile, geotehnice, de protecţie a mediului, costieră şi hidraulică.

Evoluţia geotextilelor pe plan internaţional a fost cea mai spectaculoasă din domeniul materialelor şi tehnologiilor pentru construcţii, în doar zece ani reuşind să ajungă de la statutul de material specific, minor, la o industrie internaţională cu miliarde de dolari cifră de afaceri, la miliarde de metri pătraţi puşi în operă şi la tehnologii adiacente şi domenii de aplicare ce nu încetează să se dezvolte şi să se extindă.

Evoluţia vânzărilor de geotextile în Statele Unite ale Americii, în comparaţie cu a altor geosintetice, este prezentată în figura 4.2.

Un proces similar de dezvoltare cunosc geotextilele şi în România, producerea şi aplicarea acestora fiind în continuă creştere.

Motivele acestei situaţii sunt legate de faptul că folosirea geotextilelor la lucrările de construcţii prezintă numeroase avantaje, unele cu caracter general, altele legate de aplicaţia specifică pentru care sunt utilizate.

Ca orice material fabricat în mod controlat, geotextilele prezintă avantajul omogenităţii proprietăţilor pe toată suprafaţa şi disponibilităţii pe orice amplasament. Punerea în operă este facilă, materialele fiind livrate în rulouri care sunt apoi derulate, manual sau mecanizat, timpul de execuţie fiind în cele mai multe cazuri mult redus fata de soluţiile clasice.

Utilizarea lor conduce la importante economii de spaţiu, deoarece, ca urmare a formei lor plane, ocupă substanţial mai puţin loc decât alte materiale, cum ar fi pământul sau straturile agregate.


198

Figura 4.2. Evoluţia consumului de geosintetice în USA la sfârşitul sec. XX

În cazul geotextilelor cu funcţie de armare se obţine o îmbunătăţire

considerabilă a proprietăţilor mecanice ale pământului, ceea ce permite realizarea de structuri imposibil de obţinut în alte condiţii (structuri de sprijin verticale sau apropiate de verticală, pante abrupte, fundarea pe terenuri foarte compresibile etc.).

Materialele cu funcţie drenantă sau filtrantă s-au impus prin uşurinţa cu care este realizat un sistem de drenaj, fără a fi nevoie de aport de material granular sortat.

Geomembranele şi geocompozitele bentonitice au revoluţionat modul de realizare a sistemelor de etanşare la depozitele de deşeuri (dar nu numai), prin calităţile excepţionale de impermeabilizare, prin reducerea drastică a timpului de execuţie faţă de soluţia clasică cu argilă, fiind în prezent impuse de toate legislaţiile naţionale şi internaţionale din domeniul mediului.

Un avantaj important pe care îl prezintă geotextilele se referă la uniformitatea caracteristicilor, deoarece sunt rezultatul unui proces de


199

fabricaţie strict controlat, spre deosebire de soluri sau straturile agregate care au un grad important de neuniformitate. În plus, producerea geotextilelor în cantităţi mari face ca numărul punctelor de conexiune să fie limitat, ceea ce se reflectă în îmbunătăţirea efectului urmărit.

Geotextilele reprezintă ceea ce în limba engleza este exprimat prin sintagma „engineered materials”, materiale care înglobează cercetări avansate, care de multe ori sunt livrate împreună cu tehnologii special dezvoltate („integrated solutions”), şi a căror elaborare a urmărit dezvoltarea caracteristicilor reclamate de o anumită aplicaţie.

În ceea ce priveşte preţul de cost, la prima vedere, aceste noi tehnologii şi produse ascund costuri ridicate, dar la o analiză mai atentă, care să ia în considerare beneficiile financiare ale reducerii timpilor de execuţie, instalare etc., ale transportului de materiale minerale de la distanţe uneori apreciabile, ale siguranţei, rezultă reduceri de cost evidente.

Pot fi identificate şi unele dezavantaje ale utilizării geotextilelor, cele mai importante fiind: • geotextilele, fiind materiale specializate, nu pot îndeplini decât rolul pentru care au fost concepute; de aceea, prin concepţia structurii în ansamblul ei, trebuie să se asigure toate soluţionările de principiu şi de detaliu care să garanteze că geotextilele nu vor fi încărcate altfel, deoarece se pot distruge uşor; • fiind materiale în general subţiri, cu o grosime de ordinul milimetrilor sau centimetrilor şi cu o masă redusă, sunt sensibile la contactul cu celelalte materiale din lucrare, care frecvent sunt rigide şi rugoase, în special în etapa de punere în operă; o tehnologie corect concepută şi aplicată poate elimina acest dezavantaj.

4.2. GEOTEXTILELE – ÎNCADRARE ŞI CLASIFICARE Geotextilele fac parte din marea categorie a textilelor tehnice, ca urmare

a proprietăţilor de produs textil care le sunt caracteristice, dar, din punct de vedere al domeniului de utilizare, se în cadrează în domeniul geosinteticelor. În cele ce urmează va fi prezentată poziţia geotextilelor în cele două mari categorii de produse.


200

4.2.1. Geotextilele – componentă importantă a geosinteticelor Geotextilele fac parte din categoria materialelor geosintetice, care

reprezintă materiale manufacturate ce folosesc geotextile, geogrile, georete, şi/sau geomembrane în formă laminată sau compozită. Asociaţia Americană pentru Testare şi Materiale (ASTM), Comitetul pentru geosintetice, le definesc pe acestea ca fiind “un produs planar manufacturat din materiale polimere ce se utilizează în relaţie cu solul, rocile sau alte materiale de natură geotehnică ca parte integrantă a unui proiect, structuri sau sistem”. Din categoria geosinteticelor mai fac parte, alături de geotextile, geomembrane, căptuşelile argiloase geosintetice, geogrilele, georeţele, geocelulele şi geospaţierii.

Clasificarea materialelor geosintetice este prezentată în figura 4.3.

Geosintetice

Permeabile Impermeabile

Produse asociate

geotextilelor

Geotextile

Produse asociate

geotextilelor Membrane

Cartuseli argiloase

geosintetice

Geocompozite

geogrile georete

geocelule geospatieri

Figura 4.3. Clasificarea materialelor geosintetice Ponderea diferitelor categorii de geosintetice este reprezentată în fig.

4.4.

Figura 4.4. Ponderea diferitelor categorii de geosintetice


201

Figura 4.5. Materiale geosintetice

4.2.1.1. GEOGRILELE

Sunt reţele polimerice regulate, deformate sau nedeformate, realizate

prin intersectarea filamentelor în vederea obţinerii de ochiuri suficient de mari (1-10 cm) pentru a permite pătrunderea materialelor granulare (figura 4.6).

Figura 4.6. Diferite tipuri de geogrile


202

Înglobate în pământ sau în orice alt material, geogrilele acţionează atât prin frecarea reţea/material, pe ambele feţe, cât şi prin interacţiunea mecanică cu respectivul material (numită încleştare).

Figura 4.7. Interacţiunea geogril - sol

Geogrilele sunt făcute

din polimeri, cel mai frecvent fiind folosiţi polietilenă de înaltă densitate (PEID) sau polipropilenă (PP). Pe lângă aceşti polimeri, se mai produc geogrile şi din poliamidă, poliester sau, mai recent, din poliamide aromatice (aramid) sau polivinilalcool, printr-o tehnologie specială de extrudare. Această tehnologie realizează orientarea moleculelor polimere, care determină creşterea semnificativă a caracteristicilor mecanice ale materialului.

Figura 4.8. Refacerea unei alunecări realizată cu geogrile

Geogrilele sunt utilizate în principal la ranforsarea masivelor de pământ

(exercitând funcţia de armare) pentru: armarea stratului de agregate din fundaţia drumurilor, a stratului de balast la căile ferate, a umpluturilor,


203

rambleelor, digurilor şi barajelor sau a îmbrăcăminţilor asfaltice; stabilizarea şi reabilitarea pantelor instabile, realizarea de structuri de sprijin (ziduri) din pământ armat, la saltele geocelulare pentru construcţii realizate pe terenuri moi sau umpluturi neomogene, în scopul măririi capacităţii portante a acestora.

Geogrilele pot fi: biaxiale (bietirate), monoaxiale (monoetirate), cu noduri integrate (asigura continuitatea în dreptul nodurilor), ţesute, lipite etc. Îmbinările sunt parte integrantă a structurii şi furnizează rigiditate grilei în toate direcţiile.

Figura 4.9. Geogrile ţesute

Figura 4.10. Geogrile lipite Geogrilele se pot prezenta sub doua forme:

• reţele octogonale de nervuri fixate prin noduri; • fâşii octogonale din polimeri, suprapuse printr-un procedeu special de extrudere şi etirare.

După aspect ele pot fi: • monoaxiale • biaxiale


204

Figura 4.11. Geogrile monoaxiale

Figura 4.12. Geogrile biaxiale

Geogrilele biaxiale sunt realizate din fibre de poliester (PET) protejate cu PVC, principalul avantaj al acestor materiale fiind flexibilitatea ridicată, care asigură o interacţiune bună cu agregatele cu granulometrie mică. Gama produselor standard are rezistenţe cuprinse între 20 – 200 kN/m.

Geogrilele biaxiale (bietirate), realizate din polipropilenă, sunt destinate îmbunătăţirii capacităţii portante a terenurilor de fundare a căilor de comunicaţie feroviare sau auto. Ele distribuie sarcinile din încărcările verticale transmise de vehicule, reduc adâncimea făgaşelor şi prelungesc durata de exploatare a suprastructurii, evitând cedările terenului de fundare prin eforturi de forfecare.

Rolul geogrilelor în structura fundaţiilor este de armare a straturilor cu portanţă redusă atât în cazul drumurilor, cât şi a altor zone cu trafic intens. În momentul în care materialul granular aşternut peste geogrilă este compactat, materialul granular se încleştează în apertura geogrilei. Rezistenţa sporită la tracţiune a geogrilelor bietirate permite aplicarea unor încărcări mari cu deformaţii reduse.

Avantajele folosirii lor sunt: • reducerea grosimii stratului granular cu până la 40% fără pierderea de calitate • scăderea cantităţii de material excavat • reducerea deformaţiilor şi deplasărilor din fundaţie • compactare bună a materialelor de umplere • prelungirea duratei de exploatare • controlul tasărilor diferenţiate.


205

Geogrilele monoetirate sunt folosite la realizarea de structuri de sprijin din pământ armat cu diverse faţade. Alegerea faţadei adecvate depinde de o serie de factori cum ar fi: tipul de faţadă dorit, condiţiile locale de mediu, înclinarea pantei, considerente economice şi estetice (arhitecturale). Se poate alege cea mai potrivită faţadă dintr-o gamă largă: panouri din beton prefabricat de diferite mărimi, texturi şi culori, prevăzute cu dispozitive de prindere, tehnici care incorporează piatra naturală sau cărămida, plasă din metal, sisteme de blocheţi.

De asemenea, geogrilele monoetirate sunt folosite la realizarea structurilor de retenţie şi a culeelor de pod. Folosirea acestora realizează economii considerabile şi oferă avantaje multiple : • stabilitate pe termen lung • posibilitatea utilizării pământului excavat • rezistenţă sporită la încărcările dinamice şi la şocurile seismice.

Pentru a se obţine geogrile pornind de la o placă de bază extrudată se folosesc două tehnici principale.

Prima metodă constă în practicarea de fante sau ştanţarea de goluri circulare în placa de bază, care apoi se etirează, la temperatură controlată, pe doua direcţii (întâi în sens longitudinal, apoi în sens transversal).

Alte tehnologii constau în producerea de benzi independente care se dispun în reţea, iar la noduri sunt sudate sau împletite. Rezultă astfel geogrile la care diferă tipul nodurilor: continuu integrate, sudate sau împletite. Nodurile continuu integrate şi cele sudate sunt rigide, iar cele împletite sunt flexibile, modul de transmitere a încărcărilor fiind diferit. Încleştarea elementelor granulare în geogrile este în special obţinută pentru nodurile rigide.

Câteva dintre caracteristicile fizico-mecanice ale geogrilelor sunt prezentate în tabelul 4.1.


206

Tabel 4.1. Caracteristici fizico-chimice ale geogrilelor

Geogrile Dimensiunea deschiderii Polimer

Greutatea unitară kg/m2

Rezistenţa la tracţiune

max. long./ trans kN/m

Rezistenţa la tracţiune sub

sarcină de 2% long./

trans. kN/m

Rezistenţa la tracţiune sub sarcină de 5% long./ trans.

kN/m

Stabilizare biaxială a solului slab

GRID 20/20 40 x 40 PP 0.2 20/20 7/7 14/14

GRID 30/30 40 x 40 PP 0.3 30/30 10,5/10,5 21/21

GRID 40/40 33 x 33 PP 0.45 40/40 14/14 28/28

Uniaxială pentru construcţii de reţinere

GRID 170R - HDPE 1.24 173/- 52.5/- 103/-

GRID 130R -

HDPE 0.94 136/- 38/- 75.5/-

GRID 90R - HDPE 0.6 88/- 23.7/- 45.2/-

GRID 65R - HDPE 0.4 64.5/- 16.1/- 30.9/-

GRID 50R - HDPE 0.29 52.5/- 12.7/- 24.7/-

4.2.1.2. Georeţele Sunt produse cu structură plană deschisă, sub formă de reţea, formate

din nervuri ce se intersectează sub diverse unghiuri. Sunt în general realizate din polietilenă cu adaos de negru de fum (pentru protecţie contra razelor UV) şi aditivi (antioxidanţi, lubrifianţi) şi au ca funcţie principală drenajul lichidelor şi gazelor. Sunt utilizate de regulă împreună cu un geotextil, geomembrană sau alt material care să prevină pătrunderea particulelor de pământ în interiorul reţelei.

În această categorie se pot include şi produsele polimerice utilizate ca protecţie antierozională şi care se pot prezenta sub diverse forme.


207

Cu funcţie de drenaj, georeţelele se utilizează singure sau în asociaţie cu alte geosintetice (geotextile de obicei) pentru terenurile de fundare (cum ar fi pământurile sensibile la îngheţ) sau la diferite construcţii (ziduri de sprijin, depozite de deşeuri, baza rambleelor, etc).

Structura georetelelor este asemănătoare cu cea a geogrilelor, dar forma deschiderilor în cazul georetelelor este în general rombică, având unghiuri care variază între 60° şi 80°.

Figura 4.13. Georeţea

Georeţelele au grosimi de cca 5 - 10 mm. Ele pot fi alcătuite din:

nervuri solide extrudate, nervuri din polimer spongios extrudate (au grosime mai mare şi deci debitul transportat este mai mare), nervuri solide trefilate (au intersecţiile în unghi drept, ceea ce le conferă o rezistenţă sporită) sau monofilamente sudate termic.

Plasele sunt o variantă a georetelelor; ele au goluri mai mari şi sunt formate din fire flexibile multifilamentare sau multifilare. Legătura dintre fire se face prin termosudare sau înnodare. Ele au o mare supleţe şi flexibilitate, precum şi o transmisivitate foarte mare. Georeţelele cu rol drenant sunt utilizate în acelaşi mod ca geotextilele.

Cu funcţie antierozională, georeţelele se utilizează pentru protecţia pantelor, cu rol permanent sau temporar, până când se dezvoltă vegetaţia.

4.2.1.3. Geomembranele Sunt folii sintetice cu permeabilitate foarte redusă, alcătuite din

materiale polimere. Sunt realizate în general sub formă de folii polimere continue, dar pot fi obţinute şi prin impregnarea geotextilelor cu elastomeri sau


208

bitum. Principalii polimeri utilizaţi sunt policlorura de vinil (PVC) şi diferitele tipuri de polietilene, din care cea mai utilizată este polietilena de înalta densitate (HDPE). Pot fi netede, rugoase (pentru îmbunătăţirea stabilităţii pe pante), cu „crampoane” (pentru impermeabilizarea structurilor din beton), prevăzute cu îmbinări speciale de tipul celor de la palplanşe (pentru realizarea de ecrane verticale), cu strat de acoperire de culoare albă pentru reflectarea radiaţiilor solare etc.

Geomembranele au ca principală funcţie impermeabilizarea unor construcţii sau părţi ale acestora, fiind utilizate la: rezervoare sau bazine pentru lichide (apă, hidrocarburi, solvenţi), canale de transport pentru lichide, etanşări pe paramente sau în alte zone ale digurilor sau barajelor, tuneluri sau galerii, etanşări de bază şi suprafaţă la depozite de deşeuri, ecrane verticale la depozite de deşeuri pentru controlul contaminării laterale a terenului cu diverşi poluanţi, etanşări la drumuri sub îmbrăcăminţi asfaltice sau pentru evitarea infiltraţiilor în pământuri argiloase cu umflări şi contracţii mari, pământuri sensibile la umezire, gelive.

Clasificarea geomembranelor: • după tipul suprafeţei

• netedă • texturată

• după tipul de polimer • HDPE • LDPE • PVC • PP

4.2.1.4. Geosinteticele clay liners (GCL) Reprezintă sisteme instalate între vechiul şi noul strat de asfalt în timpul

refacerii pavajelor. Ele constituie cele mai recente tipuri de materiale geosintetice şi sunt formate din straturi de substanţă bentonitică prinsă între două straturi geotextile sau aderente unei geomembrane. Integritatea unui astfel de sistem este obţinută prin metoda interţeserii (fig. 4.14), prin coasere (fig. 4.15) sau prin legare chimică (fig. 4.16).


209

Figura 4.14. GCL consolidate prin interţesere

Figura 4.15. GCL consolidate prin coasere

Figura 4.16. GCL consolidate prin legare chimică


210

Rolul acestora este de a forma o barieră în calea umidităţii pentru a proteja stratul inferior de pierderile de rezistenţă determinate de infiltraţiile de apă.

4.2.1.5. Geocompozite Geocompozitele sunt combinaţii de materiale, din care cel puţin un

material este geosintetic: geotextile – georeţele, geotextile – geomembrane, geomembrane – geogrile, geotextile – geogrile, geocompozite bentonitice, amestecuri pământ – fibre sintetice.

Principalele tipuri de geocompozite sunt asociaţii de: • geosintetice - bentonită (geocompozite bentonitice, cu funcţie de etanşare) • geotextile – georeţele (pentru funcţii de filtrare, separare şi drenaj) • geotextile – geomembrane • geomembrane – geogrile • geotextile – geogrile, care îndeplinesc funcţiile de separare, filtrare, drenare şi mai rar de ranforsarea terenurilor. Se utilizează în sistemele care îndeplinesc toate funcţiile amintite mai sus. • Geotextile – geomembrane

Utilizarea geocompozitelor prezintă avantaje substanţiale, în comparaţie cu alte materiale: • eliminarea graduală a filtrelor din considerente de reducere a costurilor la instalarea noilor materiale; • flexibilitate sporită; • reducerea costurilor de excavaţie la unele lucrări; • rezistenţă la eroziune, dar şi la coroziune; • rezistenţă mecanică mare.

Principalele funcţii pe care le îndeplinesc aceste geocompozite sunt: ranforsarea mecanică, separarea şi în anumite cazuri filtrare-drenare.

Aplicaţiile geocompozitelor sunt diverse: • la terasamentele drumurilor şi căilor ferate, fig. 4.17 şi 4.18.


211

Figura 4.17. Utilizarea geocompozitelor la terasamentele rutiere.

Figura 4.18. Utilizarea geocompozitelor la terasamentele căilor ferate

• la consolidarea structurilor rutiere intens solicitate, fig. 4.19.

Figura 4.19. Consolidarea structurii rutiere cu geocompozite

• la realizarea marilor depozite de deşeuri, fig. 4.20.

Figura 4.20. Utilizarea geocompozitelor la mari depozite de deşeuri


212

• cu rol de drenare şi de separare, în cazul unor structuri, fig. 4.21 – 4.24.

Figura 4.21. Utilizarea geocompozitelor la tunele

Figura 4.22. Geocompozite la ziduri de sprijin cu rol de separare-drenare

Figura 4.23. Realizarea zidului de sprijin cu ajutorul geocompozitelor


213

Figura 4.24. Folosirea geocompozitelor la pasaje subterane

• consolidarea unor terenuri sportive sau zone de agrement, fig. 4.25.

Figura 4.25. Consolidarea terenurilor sportive cu geocompozite - protejarea malurilor unor

canale

• protejarea malurilor unor canale, fig. 4.26.

Figura 4.26. Folosirea geocompozitelor la canale

4.2.2. Locul geotextilelor în cadrul textilelor tehnice

Textilele tehnice sunt materiale şi produse în a căror obţinere se au în

vedere proprietăţile lor tehnice, şi în mai mică măsură cele estetice. Au drept destinaţie alte industrii decât cea textilă, ca de exemplu industria aeronautică, pentru scopuri militare, pentru construcţii, etc. Sunt caracterizate de strânsa legătură dintre proprietăţile pe care le prezintă şi domeniul în care sunt


214

utilizate, de nivelul ridicat de performanţă pe care îl oferă, asociat de regulă cu un preţ ridicat. Totuşi costurile lor de producţie pot varia mult, fiind mai mari decât al materialelor textile clasice, în cazul materialelor aplicate în industrii cum ar fi aeronautica, sau substanţial mai mici decât la materialelor clasice, dacă ne referim la unele textile medicale; în toate cazurile, preţul textilelor tehnice rămâne mai mic decât al altor materiale (metale, materiale de construcţii) pe care le înlocuiesc. O altă caracteristică larg variabilă a textilelor tehnice este durata de viaţă - în cazul geotextilelor trebuie să fie comparabilă cu a construcţiilor din care fac parte, iar în cazul produselor igienice (produse de unică folosinţă) este foarte scurtă.

În concordanţă cu această definiţia şi după caracteristicile sale, un produs textil industrial poate fi utilizat în trei moduri diferite: • textilele industriale pot fi o parte componentă a unui alt produs, contribuind direct la îmbunătăţirea caracteristicilor de rezistenţă sau la performanţele generale ale acelui produs (spre exemplu firele cord dintr-un cauciuc pentru automobile); • textilele industriale pot fi utilizate ca unelte într-un proces industrial de producere a unui bun (filtrele din industria alimentară, de exemplu); • textilele industriale pot fi ele însele un produs utilizat în alte industrii decât cea textilă, aşa cum este cazul geotextilelor utilizate în construcţii civile. Astfel de produse reflectă conceptul de inginerie flexibilă pentru care primează cerinţele impuse de destinaţie şi de criteriile economice.

În clasificarea textilelor industriale din punct de vedere al utilizării, ce are în vedere industriile în care aceste produse îşi regăsesc utilitatea, se disting 9 categorii de geotextile: • Agrotech, ce cuprinde materialele textile utilizate pentru aplicaţii legate de creşterea sau recoltarea produselor agricole şi alimentare. Sunt folosite în agricultură, în industria forestieră, în horticultură, în creşterea păsărilor şi animalelor, şi în industria pescuitului. În această categorie intră firele şi plasele pentru pescuit, ţesăturile de protecţie a recoltelor împotriva soarelui, a vântului, a ploii, a îngheţului, a păsărilor, a insectelor, etc, stratul de frunze artificiale şi diverse acoperitori izolatoare pentru sol, neţesute capilare şi transportori de seminţe, nutrienţi, umiditate, prelate şi diverse alte acoperitori.


215

• Buildtech, care se referă la materialele folosite pentru construcţii permanente sau temporare sau pentru elemente de structură, cum ar fi drumuri, baraje, poduri, tunele. Sunt incluse şi membranele arhitecturale, marchize, clădiri gonflabile, acoperişuri de pânză, baldachine.

Figura 4.27. Construcţii din textile tehnice

Principalele produse din această categorie sunt: a) materiale pentru acoperişuri, membrane impermeabile şi căptuşeli

permeabile la aer. b) izolaţii termice şi fonice c) pereţi antifoc şi despărţitori d) căptuşeli pentru canalizare şi conducte e) pereţi de consolidare, faţade f) armarea betonului • Geotech, sunt materialele textile, plane şi permeabile, ce pot fi neţesute, ţesături sau tricoturi, utilizate în contact cu solul, roci sau orice alte materiale geotehnice, cu aplicaţii în construcţii. Se disting ca principale utilizări: a) lucrări cu pământ şi drumuri; b) pentru stabilizarea malurilor; c) pentru hidrotehnică; d) pentru controlul eroziunii; e) pentru ranforsări de maluri de lacuri şi iazuri artificiale;


216

f) pentru ranforsări şi stabilizări de terenuri alunecoase; g) containere pentru deşeuri; h) pentru drenare; i) pentru protecţia mediului; j) pentru ranforsarea materialelor plastice; k) pentru ranforsarea cimentului. • Indutech, reprezintă materialele textile folosite direct în industria manufacturieră în vederea desfăşurării corecte şi sigure a proceselor tehnologice. Principalele categorii de produse sunt: a) produse filtrante b) ţesături pentru benzi transportoare c) alte curele industriale d) ţesături circulare industriale e) produse abrazive f) pâsle pentru industria hârtiei g) compozite h) altele: lavete, izolaţii, prelate, acoperitori, plase, funii, etc. • Medtech, cuprind materialele textile care au utilizări în medicină şi industria medicală. Cuprind următoarele categorii de produse: a) saltele medicale b) halate pentru pacienţi şi chirurgicale c) lenjerie folosită în actul chirurgical şi în alte situaţii medicale d) materiale textile pentru protejarea rănilor: bandaje diverse, tifoane, etc e) saltele medicinale cu acoperământ impermeabil


217

Figura 4.28 Textile tehnice cu aplicaţii medicale

• Mobiltech, care se referă la materialele textile folosite în construcţia, echiparea şi dotarea mijloacelor de transport de persoane şi marfă, civile sau militare, terestre, aeriene sau navale. Principalele categorii de produse sunt: a) aplicaţii în industria automobilelor: filtre, materiale de ranforsare pentru

cauciucuri, finisaje interioare, carpete auto, cordoane de siguranţă, air-bag-uri, etc

b) aplicaţii în industria aviatică c) aplicaţii în industria navală

Figura 4. 29 Textile tehnice utilizate în industria automobilelor


218

• Packtech, ce cuprinde materialele textile folosite pentru conţinerea temporară, deplasarea, depozitarea şi protecţia bunurilor şi mărfurilor industriale, agricole sau a altor bunuri. Principalele categorii de produse sunt: a) ţesături grele pentru saci, pungi, containere flexibile, baloturi, covoare b) hârtie rezistentă, plicuri pentru ceai, pungi pentru cafea c) ambalaje pentru produse alimentare şi industriale d) cord, sfoară, curele ţesute e) reţele pentru paleţi cargo

Figura 4.30 Textile tehnice pentru ambalaje

• Protech, care se referă la materialele textile folosite pentru producerea îmbrăcămintei de protecţie. Protecţia se poate referi la factori naturali adverşi, faţă de diverse pericole, etc. Principalele categorii de produse sunt:

a) materiale de protecţie împotrivă tăierii şi abraziunii b) materiale de protecţie balistică şi de impact c) materiale de protecţie la praf d) materiale de protecţie faţă de gaze şi agenţi chimici e) materiale de protecţie nucleară şi biologică f) materiale de protecţie împotriva căldurii şi focului g) materiale de protecţie faţă de condiţii atmosferice extreme h) materiale de protecţie cu rol de a asigura vizibilitate cât mai mare i) materiale de protecţie electrostatică


219

Figura 4.31. Costum de protecţie

• Sporttech, care sunt materiale textile folosite la obţinerea produselor cu destinaţii sportive sau de recreere. Categoriile de astfel de materiale sunt foarte diverse, cuprinzând componente de îmbrăcăminte, de echipament, etc.

Principalele categorii de produse sunt: a) ţesături pentru vele b) ţesături pentru baloane c) ţesături pentru parapante şi paraşute d) accesorii pentru pescuit e) frânghii f) gazon artificial, alte acoperiri g) corturi h) saci de dormit i) rucsacuri şi valize uşoare j) alte ţesături cu destinaţie marină


220

Figura 4.32 Textile textice cu destinaţie sportivă

În cazul clasificării Techtextil, acestor 9 categorii li se mai adaugă încă

3 categorii: • Oekotech sunt materiale textile a căror utilizare este asociată protecţiei mediului înconjurător. De multe ori materialele din această categorie sunt înglobate în categoriile Buildtech sau Geotech • Clothtech reprezintă acele materiale textile cu proprietăţi speciale, care să le asigure apartenenţa la categoria textilelor tehnice, dar care sunt inserate în produse de îmbrăcăminte • Hometech sunt textilele tehnice prezente în produse de decoraţiuni interioare, covoare, mochete, acoperiri de pardoseli, etc

Dinamica producţiei acestor categorii de textile tehnice poate fi

înţeleasă urmărind evoluţia lor în perioada 1995 – 2005 în Statele Unite ale Americii.


221

Tabel 4.2. Evoluţia producţiei de textile tehnice în perioada 1995 – 2005 în USA 1995 2005

Aplicaţii Cantitate (tone)

Valoare (mil. $)

Cantitate (tone)

Valoare (mil. $)

% CAGR1 ′95–′05

Agricultură 150 590 168 663 1,1 Construcţii 405 1147 528 1551 2,7 Îmbrăcăminte/încălţăminte 176 1485 154 1287 (–1,3) Geotextile 84 389 143 659 5,4 Aplicaţii casnice 554 2443 788 3385 3,6 Aplicaţii industriale 554 2579 739 3543 3,1 Medicale 368 2021 409 2276 1,1 Transport 530 3139 633 3612 1,8 Protecţia mediului 56 312 90 458 4,9 Ambalaje 119 524 154 700 2,6 Protecţie individuală 45 435 61 620 3,0 Sport/timp liber 82 513 109 628 2,9 Total 3113 15577 3976 19382 2,4 4. 2. 3. Clasificarea geotextilelor

Criteriile care pot sta la baza unei clasificări a geotextilelor sunt diverse. De regulă, un material geotextil îndeplineşte concomitent mai multe funcţii. Încadrarea într-o grupă se face cel mai frecvent în raport cu funcţia principală pe care o posedă, specificându-se funcţiile secundare.

Din punct de vedere al structurii, geotextilele pot fi clasificate astfel:

GEOTEXTILE Unidimensionale Bidimensionale Tridimensionale

Fire Cabluri Benzi

Ţesături Neţesute Tricoturi

Saci Gabioane

Figura 4.33. Clasificarea geotextilelor după structură 1 CAGR – Compound Annual Growth Rate


222

Cea mai largă utilizare, din punctul de vedere al structurii, o au geotextilele bidimensionale.

Utilizând criteriul tehnologiei de obţinere, se disting următoarele categorii: • geotextile ţesute sau tricotate, care sunt produse ale industriei textile, obţinute prin tehnologii clasice de ţesere sau tricotare; • geotextile obţinute prin tehnologii neconvenţionale; • geotextile compuse, care sunt rezultatul asocierii a două sau mai multe geotextile din primele două categorii de produse, sau din asocierea unui geotextil cu alte tipuri de produse. După tipul elementelor constituente: • geotextile realizate din fibre - geotextile neţesute; • geotextile realizate din fire - geotextile ţesute sau tricotate; • geotextile realizate din fibre şi fire - geotextile obţinute prin procedee de coasere-tricotare; • geotextile realizate din folii sau benzi - geotextile speciale sau compuse.

După natura materiei prime (a polimerului din care este compusă fibra), dar şi din punct de vedere al biodegradabilităţii acesteia, se disting două categorii: • geotextile realizate din fibre sintetice - pe bază de fibre poliesterice şi polipropilenice, greu biodegradabile, cu durabilitate mare în exploatare; • geotextile realizate din fibre naturale - in, cânepa, alte fibre celulozice, relativ uşor biodegradabile. După provenienţa materiei prime: • geotextile din fibre noi, la primă întrebuinţare; • geotextile din fibre recuperate din materiale textile refolosibile.

După funcţionalitate, geotextilele se împart în : • filtrante; • drenante; • cu funcţie de separare; • cu funcţie de protecţie; • cu funcţie de ranforsare.


223

4.3. MATERIALE ŞI TEHNOLOGII UTILIZATE PENTRU OBŢINEREA GEOTEXTILELOR

4.3.1. Materii prime

Geotextilele sunt structuri permeabile realizate din fibre sau fire textile.

Majoritatea sunt realizate din fibre sintetice, dar există şi geotextile realizate din fibre naturale (geotextilele din iută, de exemplu, sunt utilizate în special pentru protecţii antierozionale). Polimerii cei mai utilizaţi sunt polipropilena, poliesterul, polietilena şi poliamida sub formă de fibre sau fire (monofilament, multifilament etc.).

Figura 4.34. Tipuri de materii prime utilizate pentru obţinerea geotextilelor

Pentru cea mai mare parte a geotextilelor, materia primă este prelucrată

sub formă de filamente, fibre scurte (rezultate din tăierea filamentelor la lungimi diferite) şi fire (obţinute prin asocierea filamentelor sau prelucrarea fibrelor). Pentru geotextilele speciale se utilizează şi alte forme cum ar fi benzile tăiate din folii sau benzi extrudate, foliile şi elementele profilate din material plastic. Principalele tipuri de materii prime utilizate pentru producerea geotextilelor sunt: • fibre din poliester sau polipropilenă; • filamente de poliester sau polipropilenă; • fire din poliester sau polipropilenă;


224

• benzi din poliester sau polipropilenă; • fibre recuperate din materialele textile refolosibile.

Principalele materii prime şi tehnologii utilizate la producerea de geotextile sunt prezentate în figura 4.35.

Figura 4.35.

Ponderea principalelor clase de fibre utilizate pentru obţinerea de

geotextile este prezentată în figura 4.36.


225

Figura 4.36.

Biodegradabilitatea ridicată a celor mai multe dintre materialele

provenite din polimeri naturali a determinat pe producătorii de geotextile să se orienteze către polimerii de sinteză.

4.3.1.1. Polimeri de sinteză Pentru utilizarea în domeniul geotextilelor se folosesc cu preponderenţă

polimerii termofuzibili: poliesterul (PETP); poliamida (PA); polietilena (PE); polipropilena (PP).

Cel mai vechi dintre aceştia este polietilena, care a fost descoperită în 1931 în laboratorul de cercetare al firmei ICI. Un alt grup de polimeri cu o istorie lungă este familia poliamidelor, prima poliamidă fiind descoperită în 1935. Următorul ca vechime între polimerii de sinteză cu relevanţă în industria geotextilelor este poliesterul, a cărui primă apariţie datează din 1941. Cea mai recentă familie de polimeri larg utilizată în producerea de geotextile este cea a polipropilenei, descoperită în 1954.

O prezentare comparativă a proprietăţilor acestor patru categorii de materii prime este ilustrată în tabelul 4.3.


226

Tabel 4.3. Prezentare comparativă a proprietăţilor principalelorcategorii de materii prime

Poliester Poliamida Polipropilena Polietilena

Rezistenţă H M L L

Modul elasticitate H M L L

Rezistenţă rupere M M H H

Fluaj L M H H

Masă H M L L

Cost H M L L Rezistenţă la: U.V. stabilizat H M H H

nestabilizat H M M L

Alcalii L H H H

Microorganisme M M M H

Petrol M M L L

Detergenţi H H H H

4.3.1.1.1. Poliesterul Fibrele poliesterice sunt fibre pe bază de polimeri în alcătuirea cărora

cel puţin 85% reprezintă un ester al unui acid aromatic carboxilic, cei mai reprezentativi fiind derivaţii acidului tereftalic. Între aceştia, cel mai larg folosit este polietilentereftalatul, cunoscut ca PET.


227

Obţinerea fibrelor polietilentereftalice se face prin filare din topitură. Proprietăţile mecanice ale acestor materiale se situează, în general, la

nivel înalt (modul ridicat, puţin sensibile la fluaj, fără variaţii în comportarea mecanică la temperaturilor din zona celei de 200° C). Proprietăţile fizice ale fibrelor PET sunt determinate de structura moleculară şi cea supramoleculară. Masa moleculară este cuprinsă între 15000 şi 22000 (la limita inferioară situându-se polimerul din care se obţin fibre tip lână şi la cea superioară polimerul din care se obţin fibre tip bumbac). Prezenţa nucleului aromatic determină o serie de proprietăţi ale poliesterului, între care cele de comportare faţă de agenţii chimici şi faţă de temperatură.

Temperatura de topire a PET este de 256 – 260oC, temperatura de pierdere totală a tenacităţii este de 248oC, iar temperatura de înmuiere este de 230 – 240oC. Aceste valori ridicate atestă rezistenţa poliesterului la temperaturi înalte, ceea ce îl recomandă pentru utilizarea la obţinerea de textile tehnice. În tabelul 4.4 sunt prezentate câteva dintre cele mai semnificative proprietăţi fizice ale poliesterului. Tabel 4.4. Principalele proprietăţi fizico-mecanice ale poliesterului

Filament Fibră scurtă Tenacitate

normalăÎnaltă

tenacitateTenacitate normală

Înaltă tenacitate

Tenacitate, N/tex 0,35-0,5 0,62-0,85 0,35-0,47 0,48-0,61Alungire la rupere, % 24-50 10-20 35-60 17-40 Revenire elastică la alungire de 5%, % 88-93 90 75-85 75-85

Modul iniţial, N/tex 6,6-8,8 10,2-10,6 2,2-3,5 4,0-4,9 Masă specifică 1,38 1,39 1,38 1,38 Repriză, % 0,4 0,4 0,4 0,4 Temperatură de topire, oC 258-263 258-263 258-263 258-263

În figura 4.37 se prezintă curbele efort – deformaţie pentru diferite categorii de fibre poliesterice.


228

Figura 4.37. A. Fibră filamentară de mare tenacitate; B. Fibră scurtă de mare tenacitate; C.

Filament de tenacitate normală; D. Fibră scurtă de tenacitate medie; E. POY filamentar. Influenţa temperaturii asupra tenacităţii fibrelor poliesterice în comparaţie cu alte fibre textile este prezentată în figura 4.38.

Modul cum sunt influenţate de temperatură curbele efort – deformaţie este prezentat în figura 4.39. Densitatea este de 1,33 - 1,47 g/cm3 (în funcţie de gradul de etirare, respectiv de ponderea domeniilor cristaline, cu creşterea cărora creşte şi densitatea, ca urmare a creşterii gradului de împachetare), iar higroscopicitatea este foarte redusă, fiind de 0,4% în condiţii standard. Această valoarea redusă a sorbţiei de umiditate, înregistrată în condiţiile în care polimerul prezintă grupe polare, este rezultatul cristalinităţii ridicate şi a compactităţii înalte, şi constituie o caracteristică benefică pentru utilizarea poliesterului la obţinerea de geotextile.


229

Figura 4.38. Acţiunea temperaturii asupra tenacităţii: 1. acetat; 2. viscoză; 3. bumbac; 4.

mătase; 5. poliacrilonitril; 6. poliamidă 6.6; 7. poliester

Tena

cita

te, c

N/d

en

Alungire, %

148,9oC

0 10 20 30 40 50 60

8

7

6

5

4

3

2

1

0

56,6oC

204,4oC

176,6oC

98,6oC

27,7oC

Figura 39. Curbe efort – deformaţie la diferite valori ale temperaturii

Solvenţii uzuali sunt fenol-tetracloretanul (3:2), o–clorfenolul, m–

crezolul, acidul cloracetic, acid trifloracetic, dimetilformamida. Agenţi de umflare sunt: acid benzoic 2%, acid salicilic 2%, p-diclorbenzen 0,5%, o-fenilfenol 0,3%, tetrahidronaftalină 0,5%. Proprietăţile fizico-mecanice ale fibrelor PET sunt în mod esenţial determinate de gradul de etirare. Tenacitatea lor este cuprinsă între 2,5 – 7,5 cN/den, alungirea la rupere este de 12 – 50%, iar revenirea elastică după o deformaţie de 20% este de 90 – 96%, cea mai mare înregistrată de o fibră sintetică, inferioară doar celei a lânii. Această elasticitate remarcabilă îi asigură


230

aplicabilitate în diverse domenii. Forma curbei efort – deformaţie pentru poliester, în comparaţie cu a altor fibre chimice, este prezentată în figura 4.40.

Modificarea caracteristicilor de tenacitate ale fibrei variază foarte puţin în stare umedă faţă de starea uscată, ca urmare a absenţei de grupe polare în catenă, care să contribuie la umflarea fibrei şi să determine astfel pierderi de rezistenţă. Rezistenţa în nod este de 80 – 90%, iar rezistenţa în buclă de 70 – 75%. Remarcabilă este şi rezistenţa la frecare a poliesterului, de peste 10 ori mai

Figura 4.40 mare decât cea a poliacrilonitrilului, dar inferioară celei a poliamidei. Fibrele poliesterice sunt caracterizate de capacitate ridicată de formare a fenomenului de pilling. Acesta deoarece secţiunea lor este circulară, iar suprafaţa netedă, factori ce favorizează migrarea de fibre din structura firului. La această comportare contribuie şi indicii fizico-mecanici ridicaţi ai poliesterului. Rezistenţa mare la rupere şi abraziune împiedică îndepărtarea prin frecare a fibrelor ieşite la suprafaţă. Fibrele PET sunt rezistente la lumina solară, rezistenţa lor fiind depăşită doar de cea a fibrelor poliacrilonitrilice. Astfel, după 60 de ore de expunere la lumină solară, pierderea de rezistenţă este de 60%, în timp ce în condiţii similare fibrele poliamidice sunt complet distruse. Radiaţiile β şi γ, în funcţie de intensitatea şi de durata de iradiere, pot provoca modificări importante ale fibrei de PET, care se manifestă de regulă prin rigidizarea fibrei, ca urmare a unor procese de reticulare, în condiţii severe înregistrându-se degradarea fibrei. Pentru îmbunătăţirea rezistenţei la lumină şi în special la radiaţii UV se pot încorpora în masa de polimer 0,2 până la 6% compuşi din clasa hidroxifenil benzotriazolilor. Fibra de poliester are o conductibilitate electrică scăzută, datorată în


231

special higroscopicităţii reduse. În consecinţă prezintă capacitate de încărcare cu electricitate statică, ceea ce determină şi o capacitate de murdărire crescută şi afinitate pentru uleiuri şi grăsimi. Fibrele de PET sunt rezistente la acţiunea acizilor minerali şi organici. Astfel, în urma unei tratări cu soluţie de HCl 10% la 40oC timp de 48 de ore sau cu acid sulfuric 30% timp de 72 de ore nu se înregistrează degradarea fibrei. Soluţii mai concentrate de acid sulfuric (peste 75%) distrug însă fibra. Şi acidul azotic determină distrugerea fibrei, dar numai la temperaturi de peste 80oC şi la concentraţie de peste 60%. Pierderea de tenacitate a fibrelor poliesterice sub acţiunea acidului azotic, în funcţie de concentraţia acidului şi temperatura de tratare, este prezentat în figura 4.41.

Figura 4.41.

Spre deosebire de alte fibre, poliesterul este rezistent la acţiunea acidului fosforic concentrat (rezistă timp de 1 minut la fierbere în soluţii de 90% acid fosforic).

Tabelul 4.5 prezintă date privind pierderea de rezistenţă a poliesterului la acţiunea diferitor acizi minerali şi organici, la diverse temperaturi. Comportarea poliesterului faţă de alcalii este dictată de structura sa chimică. Atacul alcalin se realizează asupra legăturii esterice, care este scindată.


232

Tabel 4.5. Pierderea de rezistenţă a poliesterului la acţiunea diferitor acizi minerali şi organici, la diverse temperaturi

Acid Concentraţie,% Temperatură, oC Durată, h Pierdere de rezistenţă, %

Acetic Concentrat 80 72 < 6 20 40 72 4 20 60 72 21 20 80 72 49 Azotic

20 100 72 degradat 10 40 48 0 10 80 48 10 10 100 48 54 Clorhidric

30 40 48 min Fluorhidric Concentrat 25 168 0 Formic Concentrat 80 72 <8 Fosforic Concentrat 80 72 – Oxalic Soluţii saturate 80 72 <15

30 40 72 min Sulfuric 30 100 72 18

O C C O CH2

O OCH2 + RO+ O C C O CH2

O OCH2

R

O

O C C O CH2

O OCH2

R

O

O C C OO O

R + CH2 CH2-O

Acţiunea agenţilor alcalini depinde de capacitatea lor de ionizare. Astfel

hidroxidul de sodiu şi cel de calciu provoacă degradări superficiale. În urma acestor degradări se formează grupe funcţionale noi, a căror prezenţă duce la creşteri de hidrofilie şi chiar la posibilitatea vopsirii cu coloranţi solubili. Există procedee de degradare alcalină concentrată care urmăresc să inducă proprietăţile susmenţionate fibrelor poliesterice. La fierbere în soluţii de hidroxid de sodiu timp de 100 de minute, pierderea în greutate este de 80 % în condiţiile tratării cu soluţii de 12,4% şi de 38% în cazul soluţiilor de 4% (figura 4.42).


233

Figura 4.42. Degradarea fibrelor poliesterice sub acţiunea soluţiilor de hidroxid de sodiu: 1.

soluţie NaOH 12,4%; 2. soluţie NaOH 7,2%; 3. soluţie NaOH 4% Baze cum ar fi hidroxidul de amoniu sau cele organice (amine alifatice)

difuzează în profunzimea fibrei, provocând degradarea. Viteza de hidroliză este maximă la temperaturi de peste 70oC. Dacă tratamentul se desfăşoară la temperatura camerei, după 114 ore rezistenţa scade cu 50%. Pierderile de rezistenţă la tratarea cu o serie de agenţi alcalini la diferite concentraţii şi temperaturi de tratare sunt prezentate în tabelul 4.6.

Tabel 4.6. Pierderi de rezistenţă ale fibrelor poliesterice în diverşi agenţi alcalini şi la diferite temperaturi

Substanţă alcalină Concentraţie,% Temperatură, oC Durată, h Pierdere de

rezistenţă, % 6,3 50 24 3 50 20 24 5,5 Amoniac 63 50 24 40

12,4 100 61 53 Carbonat de sodiu 5 100 16 5

4 100 1 18 Hidroxid de sodiu 7,2 100 1 40

Fibrele PET sunt foarte rezistente la acţiunea oxidanţilor. Astfel, tratarea la 50oC şi pH alcalin timp de 7 zile cu soluţii de 5 g/l clor activ nu determină modificări de rezistenţă. Similar se comportă poliesterul şi faţă de apa oxigenată. Degradarea termică a PET în absenţa oxigenului, care intervine la temperaturi de peste 200oC, presupune scindarea legăturii dintre carbonul din α faţă de gruparea esterică şi atomul de oxigen, urmată de stabilizarea radicalilor


234

prin disproporţionare:

O C C O CH2

O OCH2 O C C O

O O

O C C OHO O

+ CH2 CH2

CH2 CH+

Dacă degradarea termică are loc în prezenţă de oxigen, procesul decurge prin formare intermediară de hidroperoxizi, care se scindează cu generare de macroradicali, a căror stabilizare se produce prin disproporţionare sau acceptare de atomi de hidrogen de la lanţuri vecine.

O C C O CH2

O OCH2 O C C

O OO CH CH2

O OH

O2

O C CO O

O CH CH2

O OH

O C CO O

O CH CH2

O

O C CO O

O CH CH2

+

+

H O

O O H

Comportarea la vopsire a poliesterului este de asemenea dictată de

caracteristicile sale chimice. Caracterul hidrofob al fibrei fiind pregnant, PET nu se poate vopsi cu coloranţii solubili, de tipul celor destinaţi fibrelor naturale. Problema vopsirii acestor fibre a fost rezolvată prin aplicarea de coloranţi insolubili, denumiţi coloranţi de dispersie, deoarece se aplică din dispersii apoase. Din punct de vedere chimic, coloranţii de dispersie reprezintă compuşi cu molecula în general mică şi cu substituenţi de tipul: –CH2–CH2–OH; –OC2H5; –NH2; –NHR; –NO2, dar fără grupe care să confere solubilitate colorantului (grupe solubilizante). Vopsirea poliesterului cu această grupă de coloranţi reprezintă un sistem neionic şi decurge printr-un proces de dizolvare a colorantului în fibră. În sistemele tinctoriale neionice între fibră şi colorant se stabilesc forţe de dispersie caracteristice moleculelor nepolare. Aceste forţe însă nu se declanşează decât la distanţe foarte mici şi deci este necesară apropierea


235

strânsă a colorantului de macromolecule, lucru realizat prin intermediul grupelor polare din fibră. Coloranţii de dispersie vopsesc aceste fibre sintetice prin mecanismul solvirii colorantului în fibră. Datorită caracterului lor chimic, fibrele poliesterice se constituie în cel mai bun solvent pentru coloranţii de dispersie. Pentru a caracteriza capacitatea tinctorială a acestor fibre trebuiesc luate în considerare următoarele aspecte: structura moleculară (chimică), structura supramoleculară şi efectul tratamentelor termice şi mecanice la care sunt supuse aceste fibre. Ca în cazul tuturor fibrelor textile ce se pot vopsi, şi în structura macromoleculei de poliester se găsesc grupe care constituie centri de vopsire. Aceştia sunt grupele esterice –O–CO– , care, datorită caracterului lor polar, reprezintă centre de atracţie pentru coloranţii ce au în structura lor grupe polare. În acelaşi timp, prin solvirea colorantului în fibră apar şi legături secundare, datorate forţelor de dispersie. Aceste legături secundare nu pot fi stabilite decât la distanţe foarte mici, forţele polare fiind cele ce contribuie la apropierea moleculelor de colorant de macromolecula fibrei, permiţând astfel stabilirea forţelor de dispersie. Aceste forţe de dispersie (nepolare) se stabilesc între părţile hidrofobe din structura colorantului (resturi de hidrocarburi) şi părţile hidrofobe din structura fibrei poliesterice (nuclee benzenice şi grupe metilenice –CH2–). În concluzie, grupele esterice reprezintă centri de vopsire, formând legături polare ce apropie cele două componente (colorantul şi fibra), iar grupele hidrofobe stabilesc legături de dispersie ce fixează colorantul de dispersie de fibră. În ceea ce priveşte influenţa structurii supramoleculare, trebuie ţinut seama de faptul că fibrele poliesterice prezintă o structură deosebit de compactă, care face ca punctul de tranziţie de ordinul II (temperatura de vitrifiere) să fie ridicat şi în general mai mare de 100oC. Din această cauză, permeabilitatea fibrelor poliesterice pentru coloranţi la temperaturi mai mici de 100oC este foarte redusă. Sub acest aspect, tehnologia tinctorială a fibrelor poliesterice este axată pe două direcţii, ambele având ca obiectiv modificarea permeabilităţii pentru coloranţi. Prima direcţie constă în folosirea de temperaturi mai mari de 100oC (practic 120 - 135oC), adică temperaturi mai mari decât temperatura de vitrifiere, încât fibra devine permeabilă şi se poate vopsi mai uşor.


236

A doua direcţie permite vopsirea la temperaturi de circa 100oC prin utilizarea acceleratorilor, substanţe care, la temperaturi mai mari de 85oC, modifică structura fibrei în sensul unei afânări suficiente pentru a face posibilă pătrunderea coloranţilor de dispersie. Structura fibrei, respectiv accesibilitatea coloranţilor, este puternic influenţată, pe de o parte, de cristalinitatea fibrei, iar pe de altă parte de gradul de orientare, atât din zona cristalină, cât şi din cea amorfă.

Tratamentele termice şi mecanice influenţează semnificativ capacitatea tinctorială a poliesterului. Structura supramoleculară a fibrelor poliesterice se modifică atât în cursul tratamentelor termice preliminare vopsirii, cât şi în cursul desfăşurării procesului propriu-zis de vopsire. În unele procese (de exemplu texturarea), pe lângă influenţa temperaturii intervine şi influenţa tensionării. Temperatura modifică în primul rând raportul cristalin - amorf. Gradul de cristalinitate al fibrelor poliesterice creşte în condiţiile unor tratamente termice până la temperatura de 200oC, după care scade. Dacă se urmăreşte sorbţia de colorant în zonele amorfe ale fibrei, se observă o mărire treptată a cantităţii de colorant trecută în fibră, pe măsură ce creşte temperatura de termofixare prealabilă. În schimb, sorbţia de colorant raportată la întreaga masă a fibrei urmează sensul invers al creşterii cristalinităţii fibrei. Modificările structurale survenite în operaţia de fixare prealabilă vopsirii depind, pe lângă temperatură, de tensionarea materialului, iar efectele tinctoriale finale variază în funcţie de colorant şi de procedeul folosit. De asemenea prezenţa acceleratorilor influenţează modificările structurale datorate tratamentelor termice prealabile. În cazul în care materialul care urmează a fi vopsit prezintă riscul de apariţie a striaţiilor datorită influenţelor termice neuniforme (mai ales la produselor din fire texturate), vopsirea la temperaturi mai mari de 100oC fără acceleratori este mai indicată decât vopsirea la temperaturi de 100oC în prezenţă de acceleratori.

Poliesterul poate fi modificat în vederea inducerii de noi caracteristici. Prin reacţii de grefare a fibrelor poliesterice se urmăreşte de regulă sporirea capacităţii tinctoriale. Activarea reacţiei se face frecvent cu plasmă rece, urmată de tratare cu comonomeri de tipul acidului vinil-benzen sulfonic sau a p-vinil benzen amidei.

Un alt obiectiv al modificării chimice a poliesterului este reprezentat de


237

reducerea capacităţii de încărcare cu electricitate statică Ca urmare a caracterului pronunţat hidrofob al fibrelor poliesterice, acestea manifestă o tendinţă pronunţată de încărcare cu electricitate statică, ceea ce determină o serie de dificultăţi în prelucrare. Pentru a reduce această tendinţă se pot realiza tratamente de antistatizare, care urmăresc de regulă reducerea capacităţii de generare a sarcinilor electrice sau mărirea conductibilităţii, deci a capacităţii de a transfera sarcinile electrice formate. Tratarea cu lauril fosfat, o-fenil fenol, compuşi siliconici, poate fi realizată în timpul filării mecanice, anterior ţeserii sau pe produsul finit. Efectele care se înregistrează în aceste condiţii nu sunt rezistente la spălare.

Pentru obţinerea de efecte permanente se pot folosi polimeri ce prezintă grupe reactive, de tipul răşinilor poliamidice, care reticulează fibrele poliesterice. Hidrofilia sporită pe care aceste răşini o conferă fibrei poliesterice reticulate determină scăderea capacităţii de încărcare cu electricitate statică. Alţi polimeri utilizaţi în acest scop sunt polisiloxani reticulaţi cu peroxid de benzoil, poliamine, etc.

Modificarea poliesterului urmăreşte frecvent îmbunătăţirea comportării la ardere. Pentru a îmbunătăţi comportarea la ardere a fibrelor poliesterice, acestea pot fi modificate astfel: • prin policondensare cu „Metilfosfolat” (componenta conţinută de fibrele Trevira CS), cu derivaţi fosfantrenici ai acidului itaconic sau compuşi difuncţionali pe baza de fosfor de tipul Phosgard PF100;

PCH2 CH2

CO

OO

CH3

Metilfosfolan

OP

OCH2 CH COOH

CH2 COOH

Derivat al acidului itaconic

PO

OHCH2CH2COH

O

Posgard PF100

• prin adăugarea de aditivi de ignifugare, cum ar fi compuşii organici polihalogenaţi, unii derivaţi de benzen.

Tratamente de ignifugare se pot realiza şi pe materialul textil, prin tratare cu compuşi cu fosfor. Compuşii cu halogeni utilizaţi într-o perioadă de început au fost eliminaţi din cauza posibilităţii formării de dioxine intens toxice.


238

4.3.1 1.2. Poliamide În septembrie 1931 chimistul american Wallace Hume Carothers a

descoperit în laboratoarele firmei DuPont polihexametilenadipamida, sau poliamida 6.6, astfel denumită după numărul atomilor de carbon al componentelor care sunt prezente în unitatea de bază a polimerului. În 1939 în S.U.A. s-a produs poliamida 6, pe bază de polihexametilenadipamidă. În 1938 chimistul german Paul Schlack a obţinut un polimer al caprolactamei, poliamida 6, a cărui producere industrială a început în 1939.

Poliamidele sunt compuşi macromoleculari heterocatenari ce conţin în catena principală grupări amidice (–CO–NH–) şi resturi metilenice. Ele se obţin prin policondensarea unor ω-amino-acizi sau din policondensarea unor diacizi cu diamine. Cele mai importante poliamide sunt cele obţinute din policondensarea acidului ε–aminocapronic şi respectiv prin policondensarea hexametilendiaminei cu acidul adipic. Alte poliamide de mai mică importanţă se obţin prin policondensarea hexametilendiaminei şi a acidului sebacic, a hexametilendiaminei şi a acidului suberic, respectiv policondensarea acidului ω–aminoundecanoic.

Proprietăţile fizico-mecanice ale poliamidei 6 depind în mare măsură de gradul de orientare al polimerului, de masa moleculară a acestuia, precum şi de gradul de cristalinitate. Densitatea este de 1,14-1,17 g/cm3, higroscopicitatea în condiţii standard este 4-5% (relativ mare pentru o fibră sintetică), iar temperatura de topire este de 225oC. Tenacitatea este de 4-4,5 cN/den, iar alungirea la rupere este de 35-50%. În mediu umed se înregistrează scăderi uşoare de rezistenţă (10 – 15%). Fibra este caracterizată de capacitate de încărcare cu electricitate statică. Stabilitatea poliamidei 6 la factorii de degradare este limitată, ca rezultat al structurii sale heterocatenare. În mediu alcalin rezistenţa este bună, prin fierbere în soluţie de NaOH 10% înregistrându-se doar o pierdere de 10% din tenacitate. Este stabilă, în anumite limite, în mediu acid, puţin afectată de oxidanţi şi nemodificată de reducători.

Poliamida 6 este sensibilă la iradiere, ca rezultat al prezenţei grupelor amidice, scindabile în aceste condiţii. Degradarea oxidativă sub acţiunea radiaţiilor ultraviolete este iniţiată de agenţi de matisare, care eliberează un


239

atom de oxigen. Acţiunea sinergetică a dioxidului de titan este amplificată de umiditate. Pentru creşterea stabilităţii la fotodegradare se practică adăugarea de fosfaţi de mangan în topitura de polimer. O cale de diminuare a efectelor negative ale matisantului o constituie modificarea acestuia prin stabilizarea reţelei cristaline şi înglobarea cristalelor de TiO2 într-un înveliş anorganic ce conţine ioni de mangan (figura 4.43).

Mn2+

Mn2+

Mn2+

Mn2+Mn2+

Mn2+

Mn2+

Mn2+

Mn2+

Mn2+Mn2+

Ti O Ti O

Ti O Ti O

O Ti O Ti

O Sb5+ O Ti

Cristal de TiO2 cu re]ea stabilizat\

~nveli[ anorganicFigura 4.43

O modalitate de îmbunătăţire a proprietăţilor poliamidei 6 o reprezintă modificarea ei pe cale chimică. Modificarea poliamidei 6 prin reticulare se face utilizând aldehide, alcooli, acizi dicarboxilici, diizocianaţi, etc. În cazul utilizării diizocianaţilor se înregistrează creşteri ale stabilităţii termice.

Prin introducerea de grupe disulfidice este posibilă încreţirea fibrei. Aceasta se realizează prin tratare cu hidroximetoximetan şi succesiv cu tiouree. Compusul mercaptanic care se formează duce la obţinerea punţilor disulfidice prin oxidare sau prin tratare cu compuşi dihalogenaţi:

CO NH + HO CH2 OCH3 CO N CH2 O CH3

+ S CNH2

NH2

+ HCl

CO N CH2 S C CO N CH2 SHNH HCl

NH2

KOH

CO N CH2 SH CO N CH2 S S CH2 N CO

CO N CH2 S CH2 S N CO

[O]

CH2X2

-2HX


240

Poliamida 6.6.(nylon) are proprietăţi apropiate de cele ale poliamidei 6. Fibrele de nylon sunt fibre uşoare, având o masă specifică de 1,14 – 1,15 g/cm3. Higroscopicitatea lor este modestă, ele reţinând circa 4% umiditate în condiţii normale de temperatură şi presiune. Una din caracteristicile lor deosebite este rezistenţa la frecare, care este cea mai ridicată dintre toate fibrele (este de peste 4 ori mai mare decât a fibrei de lână).

Ca urmare a numărului sensibil mai mare de legături intercatenare pe care nylon-ul le prezintă faţă de relon, indicii fizico – mecanici ce caracterizează această fibră vor fi superiori celor ai poliamidei 6. Astfel, rezistenţa la tracţiune este de 6 – 10 cN/den, iar deformabilitatea mai mică. Din acest motiv poliamida 6. 6. se foloseşte ca material cu proprietăţi plastice pentru diferite articole tehnice. Este de reţinut că indicii fizico – mecanici sunt în mare măsură dependenţi de masa moleculară şi de gradul de orientare, deci de intensitatea proceselor de etirare. Fibrele de poliamidă 6. 6. sunt caracterizate printr-o foarte bună elasticitate, o deformare de 8% fiind complet recuperată, iar în cazul unei deformări de 16% gradul de recuperare fiind de 91%.

Temperatura de topire este de 260 – 265oC, faţă de 225oC cât are relonul, iar temperatura de vitrifiere este de 50oC.

Conductivitatea electrică a poliamidei 6. 6. este redusă, motiv pentru care prezintă capacitate de încărcare cu electricitate statică.

Proprietăţile fizice ale poliamidei 6, 6.6 şi 11 sunt prezentate sintetic în tabelul 4.7.

Tabel 4.7. Proprietăţi fizice ale celor mai importante poliamide Proprietate Poliamida

6 Poliamidă

6.6. Poliamidă

11 Punct de topire, oC 213 - 220 248 - 252 180 – 187 Punct de înmuiere, oC 160 - 170 235 160 Temperatură maximă de călcare, oC 150 150 –

Modul de elasticitate, cN/den 9,7 10 - 50 – Densitatea, g/cm3 1,14 1,14 1,05 Rezistenţă, cN/den 4,5 – 5,8 4,6 – 5,8 4,7 – 5,5 Rezistenţă în stare umedă, % 85 - 90 81 - 90 – Sorbţie de umiditate, % 4 - 5 4,1 – 4,5 1


241

Poliamida 6.6 este sensibilă la acţiunea acizilor. Această sensibilitate este datorată mai puţin unor procese degradative, cât mai ales proceselor de dizolvare. Poliamida 6.6 se dizolvă în acizi organici concentraţi cum sunt acizii formic sau acetic. Sunt mai rezistente la agenţii alcalini.

Fibrele de poliamidă 6.6. sunt sensibile la acţiunea agenţilor oxidanţi, care pot provoca scăderea gradului de polimerizare, înregistrându-se scăderea indicilor fizico–mecanici, a capacităţii de reţinere a umidităţii şi creşterea fragilităţii fibrei. În cazul apei oxigenate aceasta acţionează ca iniţiator al unei reacţii de autooxidare radicalică, ce este catalizată de ionii metalici. Degradarea este maximă în mediu uşor alcalin (în cazul apei oxigenate de exemplu degradarea maximă se înregistrează la pH 8,3). Radiaţiile luminoase determină un proces degradativ fotooxidativ, care se declanşează prin formarea de radicali liberi, ce dau naştere la hidroperoxizi, a căror scindare determină ruperea catenei poliamidice.

CH2 NH CO CH NH CO CH NH CO CH NH CO + HO 2

O O H

O 2. .

.

Reacţiile sunt favorizate, ca şi în cazul poli ε-caprolactamei, de prezenţa dioxidului de titan, care pune în libertate oxigen activ, accelerând în acest mod reacţiile de degradare oxidativă. Sub acţiunea radiaţiilor de mare energie poate avea loc într-o primă etapă reticularea, pentru ca la durate mai mari de expunere să se amplifice procesele de scindare a catenelor. Şi poliamida 6.6 poate fi modificata pe cale chimica. Se poate realiza reticularea catenelor de polihexametilenadipamidă cu formaldehidă, reacţia concentrându-se în zonele amorfe ale fibrei. Se înregistrează rigidizarea fibrei, crescând totodată rezistenţa la temperatură.

N H

C O + C H2O

N H C H2O H

C O

N C H2 O C H2 N

C O C O2 2


242

În vederea modificării unora dintre proprietăţi poate fi realizată reticularea cu diizocianaţi, când tenacitatea, rezistenţa la apă şi la abraziune se îmbunătăţesc.

Prin reacţii de grefare a poliamidei 6.6. se pot îmbunătăţi numeroase calităţi ale fibrei. Grefarea se face cu monomeri vinilici de tipul acidului acrilic, acetatului de vinil, clorurii de viniliden sau stirenului, prin reacţii ce decurg prin mecanism radicalic. Activarea se poate realiza pe cale termică, cu surse de mare energie (radiaţii γ, plasmă rece, etc.). Modificările proprietăţilor fibrei sunt diverse: introducerea de catene laterale ce conţin clor duce la îmbunătăţirea comportării la ardere, grefele ce prezintă grupe hidroxilice duc la creşterea sorbţiei de umiditate, iar utilizarea acidului acrilic determină scăderea temperaturii de înmuiere. Iradierea poliamidei 6 urmată de tratare cu soluţii apoase de metilmetacrilat duce la creşterea hidrofiliei, care determină o scădere a capacităţii de încărcare cu electricitate statică. În urma tratamentului scade solubilitatea în acid formic la cald.

Poliamida 4.6 (poli-tetrametilenadipamida) este o poliamidă alifatică ce stă la baza obţinerii de fibre de mare tenacitate şi cu mare rezistenţă la temperaturi înalte. Până la începutul anilor 1990 poliamida 4.6 era larg utilizată în special în industria de autovehicule. Producerea primelor cantităţi semnificative de fibre de poliamidă 4.6 a avut loc în 1996 în Germania (denumire comercială a fibrelor Stanilenka, iar a polimerului, produs exclusiv de firma DSM, Stanyl.). În compoziţia acestor fibre alături de tetrametilenadipamidă se găseşte, în proporţie de 5%, şi caprolactamă. Diferenţele esenţiale în ceea ce priveşte structura catenelor este dată de numărul atomilor de carbon situaţi între grupele amidice. În cazul poli-tetrametilenadipamidei sunt doar patru atomi de carbon între fiecare două grupe amidice, şi simetria înaltă a lanţului macromolecular ca şi concentrarea mare de grupe amidice fac ca polimerul să fie caracterizat de temperatură de topire mai înaltă (cu 25oC mai mare decât poliamida 6.6), şi cristalinitate mai mare. Stabilitatea termică a acestor fibre este foarte ridicată, ele fiind caracterizate de capacitate calorică ridicată, aşa cum se poate observa din figura 4.44.


243

Figura 4.44.

Caracteristicile mecanice ale fibrei Stanilenka sunt ilustrate de variaţia modulului de elasticitate în funcţie de temperatură. Astfel, la temperaturi de peste 100oC valoarea modului este sensibil mai mare pentru PA 4.6 decât pentru PA 6 şi PA 6.6, pe când la temperatura camerei modulul PA 4.6 este uşor mai mic decât al celorlalte două poliamide (figura 4.45). Capacitatea fibrelor de poliamidă 4.6 de a-şi păstra modulul practic constant pe un interval foarte larg de temperatură este tot o consecinţă a cristalinităţii înalte a polimerului. O sinteză a proprietăţilor fizice ale poliamidei 4.6 este prezentată în tabelul 4.8.


244

Figura 4.45. Comportarea la temperatura a poliamidelor şi PET

Tabel 4.8 Proprietăţi fizice ale poliamidei 4.6

Densitate liniară, dtex Caracteristică 110 229 320 480 948 Rezistenţă la rupere, N 7,5 16,4 21,8 33,4 70,2Tenacitate, cN/tex 68,5 68,4 68,0 69,5 74,0Alungire la rupere, % 23,0 20,0 18,7 20,4 23,5Contracţie la 190oC (15 min.), % 3,4 2,8 3,2 3,1 0,6

Fibrele de poliamidă 4.6 de ultimă generaţie produse în ultimii ani ai secolului XX sunt caracterizate de proprietăţi fizico-mecanice cu totul deosebite, aşa cum se poate observa din tabelul 4. 9.

Din punct de vedere chimic, poliamida 4.6 este mai rezistentă faţă de celelalte două poliamide. Rezistenţa la hidroliză la 120oC este prezentată în figura 4.46.


245

Tabel 4.9. Proprietăţi fizico-mecanice a două tipuri de poliamide 4.6 Proprietate Stanyl

TE250F6 Stanyl

TE250F9 Rezistenţă la coroziune (pierdere de masă), mg/100 h 75 90

Temperatură de topire, oC 295 295 Temperatură de înmuiere 290 290 Inflamabilitate V-0 V-0 Rezistenţă, MPa 175 200 Alungire la rupere, % 2,5 2,0

Rezistenţă la rupere prin fluaj, MPa 9500 4100

14000 8000

0 50 100 150 200 250 300

Durată de tratare,

Rezi

stenţă

re

zid

uală

, %

75

80

85

90

95

100

PA 4.6PA 6.6

Figura 4.46 Rezistenţa la hidroliza a poliamidelor 4.6 şi 6.6

4.3. 1. 1. 3. Poliolefinele Poliolefinele sunt polimeri pe bază de olefine: polietilenă, polipropilenă, polistiren. Obţinerea lor a fost posibilă atunci când s-a pus la punct procedeul de polimerizare stereospecifică prin mecanism anionic, care permite obţinerea de polimeri cu structură ordonată, cu cristalinitate ridicată şi proprietăţi fizico-mecanice bune. Etilena a fost polimerizată pentru prima dată în 1953, cu ajutorul unor catalizatori pe bază de alchil aluminiu şi tetraclorură


246

de titan, de către Karl Ziegler, în timp ce polipropilena a fost polimerizată pentru prima dată în 1954, de către Giullio Natta. Polipropilena reprezintă un polimer utilizat larg atât sub formă de fibre, cât şi ca masă plastică. Utilizările materialelor din fibre polipropilenice sunt frecvente în articolelor destinate folosirii în exterior, fiind astfel valorificate caracteristicile de rezistenţa la factori de mediu şi de capacitate scăzută de sorbţie de umiditate ale polipropilenei.

În cazul polipropilenei este prezentă ca substituent lateral gruparea metil. După modul în care aceasta este aşezată faţă de planul catenei principale se pot distinge următoarele situaţii: • polipropilenă izotactică, a cărei structură se remarcă prin dispunerea regulată a tuturor substituenţilor, aflaţi de aceeaşi parte a planului catenei principale:

C C C C C C C CCH3 CH3 CH3 CH3

CH H H H H H H H H

H H H HH

• polipropilenă sindiotactică, care este caracterizată de o structură cu alternanţă regulată a substituenţilor de o parte şi de cealaltă a planului catenei principale:

C C C C C C C CH CH3 H CH3

CH CH3 H H H CH3 H H H

H H H HH

• polipropilena atactică, care are o structură cu o alternanţă aleatorie a substituenţilor de o parte şi de alta a planului carenei principale:

C C C C C C C CH CH3 CH3 CH3

CH CH3 H H H H H H H

H H H HH

Temperatura de înmuiere a polipropilenei este de 165 – 176oC, iar


247

punctul de rigidizare este cu 15o mai mic decât temperatura de topire. Tenacitatea este de 5 – 7 cN/den, iar alungirea la rupere de 15 – 35%. Capacitatea acestor fibre de a reţine umiditatea este practic nulă (0,03%), ca urmare a absenţei grupelor polare. Din acelaşi motiv vopsirea nu se poate face decât în masă sau după o prealabilă modificare a fibrei. Rezistenţa la abraziune este bună, dar inferioară celei a poliamidei. În schimb, rezistenţa la solicitări ciclice este foarte ridicată. Fibrele sunt foarte rezistente la acţiunea microorganismelor. Acizii anorganici, alcaliile şi oxidanţii în soluţii diluate nu influenţează integritatea fibrei de polipropilenă. Degradarea se produce la concentraţii mari şi la temperaturi de peste 100oC. Fibrele sunt distruse de acid azotic concentrat şi de brom. Radiaţiile de mare energie duc la scăderea rezistenţei fibrelor, într-un proces ce demarează prin formarea de grupe hidroperoxidice. Radicalii liberi rezultaţi determină producerea de legături de reticulare, iniţiând totodată şi procese de scindare a catenei. Fibrele polipropilenice sunt sensibile la lumină, sensibilitate care este determinată şi de suprafaţa specifică foarte mare. Micşorarea sensibilităţii la radiaţii se poate realiza prin adăugarea de stabilizatori.

Capacitatea tinctorială a fibrelor poliolefinice este foarte limitată, şi din acest motiv s-a încercat modificarea structurii polimerilor, prin introducerea de grupe capabile să interacţioneze cu moleculele de colorant. O posibilitate de vopsire o poate constitui introducerea în masa de polimer de compuşi organici cu Ni, care pot forma chelaţi în situ cu anumiţi coloranţi selecţionaţi. Dificultăţile acestei metode de vopsire sunt legate de problemele de uniformitate a vopsirii, precum şi de afectarea mediului de către ionii metalici.

Introducerea de centri de vopsire poate fi realizată prin clorurare, realizată prin tratare cu clor gazos sau cu soluţii de hipoclorit de calciu. Şi acest tip de tratamente ridică probleme legate de protecţia mediului.

Grefarea polipropilenei prin activare realizată prin iradiere cu radiaţii gama urmată de tratare cu monomeri hidrofili (de tipul metacrilatului de metil şi acrilamidei) conduce de asemenea la creşterea capacităţii de vopsire (de regulă coloranţii ce pot fi utilizaţi sunt coloranţi acizi). Dificultăţile în acest caz sunt legate de introducerea unei faze suplimentare de polimerizare, care presupune recuperarea monomerului şi purificare suplimentară.

Polietilena constituie unul dintre cei mai utilizaţi polimeri, ca urmare a


248

remarcabilei sale versatilităţi. Utilizarea sa în domeniul fibrelor este mai limitată, ca rezultat al absenţei grupelor polare. Proprietăţile polietilenei depind de masa moleculară a polimerului şi de gradul de ramificare, care sunt determinate de condiţiile de polimerizare. Se disting şase categorii de polimeri pe bază de polietilenă: • Polietilenă de masă moleculară foarte mare (UHMWPE – Ultra-High Molecular Weight), cu densitate de peste 0,969 şi cu masă moleculară de peste 30000000 g/mol. Este caracterizată de rezistenţe foarte mari la impact şi la abraziune, fiind utilizată în producerea de fibre care înlocuiesc Kevlar-ul în vestele antiglonţ. Este dificil de prelucrat din cauza viscozităţii mari a topiturii. • Polietilena de densitate ridicată (HDPE – High Density), cu densitate cuprinsă între 0,941 şi 0,969, ce este caracterizată de liniaritatea catenelor, masă moleculară şi cristalinitate ridicate. • Polietilena de densitate medie (MDPE – Medium Density), are densitate cuprinsă între 0,926 şi 0,94. • Polietilena de densitate scăzută (LDPE – Low Density), are densitate cuprinsă între 0,91 şi 0,925. Prezintă catene ramificate şi are caracter preponderent amorf. • Polietilena liniară de densitate scăzută (LLDPE – Linear Low Density), este caracterizată de asemenea de cristalinitate scăzută, dar catenele sunt liniare. Este polietilena folosită uzual pentru obţinerea fibrelor polietilenice. • Polietilena de densitate foarte scăzută (VLDPE – Very Low Density).

Masa specifică a fibrelor polietilenice este redusă: 0,93 – 0,96 g/cm3. Tenacitatea este de 3 – 8 cN/den (limita inferioară corespunzând polietilenei de densitate scăzută, iar cea superioară polietilenei de mare densitate), iar alungirea la rupere de 10 – 25%. Revenirea elastică este de peste 90% (la alungire de 5%), iar rezistenţa la nod este de 70% pentru cele de densitate înaltă şi de 83 – 100% pentru fibrele de joasă densitate. Sorbţia de umiditate este nulă. Fibrele pe bază de polietilenă de înaltă densitate încep să se moaie la 120 - 125oC, temperatura de topire fiind de 125 – 127oC. Procesele de descompunere încep la temperaturi de peste 300oC. Pentru polietilena de joasă densitate temperaturile de înmuiere şi respectiv topire sunt cu circa 20oC mai scăzute.


249

Figura 4.47. Aspect al catenelor HDPE şi LDPE

În tabelul 4.10 sunt prezentate comparativ proprietăţi ale polietilenei liniare şi a celei ramificate. Tabel 4.10. Caracteristici ale polietilenei

Tip PE Modul, MPa

Rezistenţă, MPa

Densitate, g/cm3

Temperatură de critică, oC

Lineară 700-1400 18-35 0,94-0,96 70 Ramificată 200-500 8-23 0,914-0,925 60

Inerţia chimică a acestor fibre este foarte ridicată. Ele sunt insensibile la

alcalii şi la majoritatea acizilor la temperatura camerei. La cald doar acidul azotic le degradează rapid. În acid clorhidric concentrat tratarea timp de o lună nu duce la pierderi de rezistenţă. În aceleaşi condiţii, tratarea cu acid sulfuric concentrat determină degradări reduse. Rezistenţa la oxidanţi este bună, excepţie făcând clorul gazos. La cald sunt dizolvate de fenol şi metacrezol, dar rezistă la acetonă, toluen, etc. Uleiurile minerale şi, în mai mică măsură, cele vegetale, sunt absorbite lent. Rezistenţa la microorganisme este foarte ridicată, ele nefiind practic atacate de către acestea. Compactitatea structurii chimice şi absenţa grupelor funcţionale


250

capabile de a lega coloranţii determină ca fibrele polietilenice convenţionale să fie dificil de vopsit prin metode clasice. Introducerea de grupe polare prin reacţii de grefare sau prin copolimerizare poate conduce la modificarea comportării lor tinctoriale.

4.3. 1. 1. 4. Microfibre Microfibrele sunt fibre scurte sau filamente care au o fineţe mai mică de

1 dtex (0,9 den), fiind deci mai fine decât cea mai fină fibră naturală – mătasea naturală. Pentru ca un fir să se considere că este format din microfibrile este necesar ca masa a 10000 m de fir împărţită la numărul de filamente să fie mai mic decât 1. În figura 4.48 este prezentată o microfibră în comparaţie cu un fir de păr uman, iar în figura 4.49 este prezentată o microfibră alături de un spor de polen.

Figura 4.48

Figura 4.49

Polimerii cei mai utilizaţi pentru obţinerea de microfibre sunt

poliesterul şi poliamidele (în primul rând), precum şi poliacrilonitril, viscoză, polipropilenă. În ţesături microfibrilele pot fi singure sau în amestec cu lână, bumbac sau viscoză.

Obţinerea microfibrelor se poate face după două procedee principale: • prin filare directă; cel mai utilizat procedeu în cazul obţinerii de neţesute din microfibre este cel al electrofilarii. O reprezentare schematizată a acestui proces este prezentată în figura 4.50.


251

Figura 4.50. Reprezentare schematica a procesului de electrofilare

Procesul utilizează forţele electrostatice şi mecanice pentru filarea

fibrelor prin orificiile extrem de fine ale filierei. Filiera este menţinută la încărcare pozitivă sau negativă de către o sursă de curent continuu. Atunci când forţele de electrostatice de respingere depăşesc tensiunea superficială a soluţiei de polimer, lichidul părăseşte filiera şi formează un filament continuu extrem de fin. Filamentele sunt preluate de colectoare staţionare sau rotative, legate la un electrod de sarcină opusă celei a filierei, unde se acumulează şi formează stratul de microfibre.

Distanţa dintre orificiile filierei şi colector variază între15 şi 30 cm. Proprietăţile finale ale microfibrelor depind de natura polimerului şi de condiţiile de filare. Fineţea poate varia între 10 şi 1000 de nanometri.

Polimerii sunt de regulă dizolvate în solventul corespunzător şi filate din soluţie. Principalele sisteme polimer/solvent sunt prezentate în tabelul 4.11.


252

Tabel 4.11. Principalele sisteme polimer – solvent

POLIMER SOLVENŢI Poliamida 6 şi 66 Acid formic Poliacrilonitril Dimetil formaldehidă PET Acid trifluoroacetic /Clorură de dimetil PVA Apă Polistiren DMF/Toluen Nylon-6-co-poliamidă Acid formic Polibenzimidazol Dimetil acetamidă Poliaramide Acid sulfuric Poliimides Fenol

• prin intermediul fibrelor bicomponente de tip islands-in-sea. Metoda presupune filarea filamentelor bicomponente, urmată de desfacerea acestora în microfibre. Filamente de 1 – 3 denier conţin de la 250 la peste 1000 de filamente, înconjurate de masa de polimer. Cele mai utilizate fibre sunt poliamida 6, polistirenul, poliacrilonitrilul, policarbonatul, poliesterul şi polimeri hidrosolubili. Raportul polimerilor este de 80% insule şi 20% „mare”. Dizolvarea polimerului conduce la eliberarea microfibrelor, care sunt separate ulterior prin tensionare sau agitare mecanică. În acest mod se pot obţine microfibrile cu fineţe extrem de mare (până la 0,001 den).

Figura 4.51. Filamentelor bicomponente, după filare şi după desfacerea în microfibre

Microfibrele oferă o mare varietate de utilizări ca urmare a caracteristicilor de moliciune, drapaj, confort şi proprietăţi easy-care.


253

Ca urmare a fineţii lor, ţesăturile din microfibre prezintă un grad de împachetare superior celui caracteristic ţesăturilor obişnuite (figura 4.52), ceea ce face ca izolarea termică pe care o asigură ţesăturile produse din microfibre să fie foarte bună.

Figura 4.52

Figura 4.53 Figura 4.54

Totodată, picăturile de apă sunt împiedicate să penetreze materialul (figura 4.53), în condiţiile în care vaporii de apă pot circula cu uşurinţă (figura 4.54).

Figura 4.55

Figura 4.56 Circulaţia vaporilor de apă este rezultatul faptului că spaţiile mici dintre microfibre acţionează ca nişte capilare (figura 4.55), asigurând un transport eficient al umidităţii de pe piele în atmosferă, în condiţiile în care materialul textil rămâne uscat (figura 4.56).

Aceste caracteristici fac deosebit de utile materialele din microfibre


254

pentru îmbrăcămintea de sport. Microfibrele, ca urmare a fineţii mari şi tuşeului special, sunt tot mai mult utilizate pentru obţinerea de materiale utilizate la îmbrăcăminte exterioară, dar şi pentru stofe de mobilă. O evaluare globală a caracteristicilor de confort oferite de microfibre, în comparaţie cu bumbacul, este prezentată în figura 4.57.

Figura 4.57 Caracteristici de confort oferite de microfibre, în comparaţie cu bumbacul

Caracteristicile de fineţe ale microfibrelor dau naştere la o serie de probleme în finisarea acestora. Astfel, interstiţiile de dimensiuni foarte mici, ce determină o difuzie lentă a agenţilor chimic, fac ca operaţia de descleiere să fie dificilă. Suprafaţa mare de adsorbţie a microfibrelor face ca viteza lor de vopsire să fie simţitor mai mare, ceea ce poate determina apariţia neuniformităţilor de vopsire. Este necesară şi o cantitate de colorant mai mare decât cea necesară în cazul fibrelor standard pentru obţinerea aceleiaşi intensităţi de vopsire. Suprafaţa exterioară mare semnifică şi o expunere mai mare la lumina solară, deci rezistenţele la lumină ale coloranţilor care sunt utilizaţi pentru a vopsi microfibre trebuie să fie ridicate. Aceste probleme pot fi depăşite prin selecţia corectă a coloranţilor, utilizarea de utilaje corespunzătoare pentru vopsire (de tip air jet) şi alegerea corectă a parametrilor tehnologici. Vopsirea în fluid supercritic (CO2) a fost testată pe microfibre poliesterice şi rezultatele obţinute s-au dovedit excelente în ceea ce priveşte rezistenţa şi uniformitatea vopsirilor.


255

În ceea ce priveşte aplicaţiile microfibrelor în domeniul geotextilelor, acestea sunt utilizate în domeniile în care proprietăţile filtrante sunt importante, deoarece suprafaţa lor pe unitatea de masă este foarte mare şi au micropori mai mici decât neţesutele obţinute din fibre convenţionale.

4.3.1.2. Fibre naturale Dintre fibrele naturale, iuta este cea mai utilizată, dar, chiar aşa,

ponderea ei ca materie primă pentru geotextile nu depăşeşte 1%. Principalele destinaţii sunt controlul eroziunii şi stabilizarea vegetaţiei.

Fibrele de iută sunt fibre celulozice naturale pluricelulare extrase din tulpina plantelor ce aparţin genului Corchorus. După bumbac, sunt fibrele vegetale cele mai folosite, în special pentru ambalaje. Utilizarea ei a atins un maxim în perioada interbelică, dar de atunci necesarul de iută pentru ambalaje a scăzut simţitor ca urmare a alternativelor prezentate de ambalajele pe bază de poliolefine.

Figura 4.58. Iuta – secţiune longitudinală

Figura 4.59 Iuta – secţiune

transversală Dintre cele 40 de specii cunoscute de iută se cultivă doar două:

Corchorus capsularies (iuta albă) şi Corchorus olitorius (iuta tossa). Principalii producători de iută şi de articole tehnice pe bază de iută sunt India şi Bangladeshul, importanţă din acest punct de vedere prezentând şi China şi unele ţări africane.

Pentru cultivare iuta reclamă temperaturi de peste 35oC şi o cantitate mare de umiditate. Iuta este o plantă anuală care ajunge la maturitate în 3 luni de la semănare, când atinge o înălţime de 3,5 m şi un diametru de circa 15 mm. După culegere, care se face în majoritatea cazurilor manual, se realizează detaşarea mănunchiurilor de fibre printr-un procedeu de topire similar cu cel practicat la in.


256

Conţinutul de celuloză al iutei este de 72%, fibra conţinând 13% hemiceluloze şi 13% lignină. Cantitatea importantă de lignină pe care o conţine explică sensibilitatea fibrei la radiaţii UV şi rigiditatea avansată. Clasificarea fibrei de iută se face în funcţie de lungime, luciu, culoare, rezistenţă, conţinut de impurităţi, fineţe. Uzual, ea se clasifică în două mari categorii: iută albă (specia capsularia) şi tossa (specia olitorius), fiecare cu mai multe categorii de calitate (A reprezentând calitatea cea mai bună, iar E cea mai scăzută). Fineţea fibrei este de circa 20 dtex, lungimea fibrelor fiind de 1400 - 2000 mm. Greutatea specifică este de 1,48 g/cm3. Iuta este caracterizată de extensibilitate redusă, deci modul de elasticitate înalt, tenacitate ridicată (peste 70 g/dtex), fiind totuşi mai redusă decât a altor fibre liberiene. Tenacitatea creşte cu umiditatea relativă până la un conţinut de umiditate de 70%. Alungirea este foarte redusă – 1,7%. Sorbţia de umiditate este ridicată, rezistenţa la frecare foarte bună şi tuşeul aspru. Tratarea la 140oC timp de 150 de minute duce la pierderea a 20% din tenacitate, fibra carbonizându-se la 300oC. Iuta este mai puţin sensibilă la acizi decât bumbacul. Este foarte sensibilă la acţiunea alcaliilor. Aceasta deoarece dimensiunile fibrilelor sunt foarte reduse (1,5 – 5 mm) şi, în condiţiile îndepărtării ligninei la albire, în mediu alcalin are loc dizolvarea parţială a hemicelulozelor, ce are drept consecinţă scăderea de tenacitate. Un alt inconvenient al iutei albite este că la depozitare se îngălbeneşte. Prezintă cea mai scăzută rezistenţa la agenţii atmosferici dintre fibrele celulozice naturale, aşa cum se poate observa din tabelul 4.12

Tabel 4.12. Rezistenţa la agenţi atmosferici a fibrelor liberiene şi bumbacului Număr flexiuni până la

rupere Procente din rezistenţa

iniţială Rezistenţă neexpusă 6 luni 12 luni 6 luni 12 luni

Bumbac 18670 1649 10 8,8 0,05 In 3052 1089 7 36 0,2 Cânepă 1188 493 60 41 5,1 Ramie 2201 5 0 0,2 0 Iută 56 0 – 0 –


257

Expunerea la lumină solară determină în primă fază o rigidizare a fibrei, urmată de procese oxidative de degradare; o durată de expunere de 700 de ore determină o pierdere de tenacitate de circa 50%. Rezistenţa biologică este mai mare decât cea a bumbacului. Este atacată de mucegai doar în condiţii de umiditate avansată. Nu este atacată de molii. 4.3.2. Procedee de fabricaţie

Tehnologiile de obţinere a geotextilelor pot fi:

• de ţesere; • de tricotare. • neconvenţionale:

• prin extrudere de polimer în stare topită; • de formare a stratului fibros şi consolidare prin procedee mecanice şi fizico-chimice cu adezivi. Principalele tipuri de consolidări utilizate pentru obţinerea

geoneţesutelor sunt: • mecanice (interţesere, cu jeturi de apă); • fizico-chimice cu adezivi în stare lichidă sau solidă (termoconsolidări); • mixte (mecanice şi fizico-chimice).

4.3.2.1. Geotextile ţesute Standardul ISO 10318:2005 defineşte geotextilele ţesute drept

geotextile obţinute prin ţesere, de obicei în unghi drept a două sau mai multe mănunchiuri de fire, benzi sau alte componente. Structura lor este identică cu a oricărei ţesături: sunt materiale constituite din fire dispuse într-o reţea regulată, ce rezultă din încrucişarea a două sisteme de fire; bătătura şi urzeala. Cele mai utilizate tipuri de legături folosite pentru obţinerea geotextilelor ţesute sunt pânză, diagonal şi atlas.

Ţesăturile tip pânză sunt materialele cu permeabilitate redusă, determinată de numărul mare de încrucişări ale firelor pe unitatea de suprafaţă. În cazul în care permeabilitatea este mare, deci ţesătura este rară, pentru asigurarea stabilităţii dimensionale se poate aplica un procedeu de finisare prin calandrare sau prin acoperire cu o peliculă adezivă.


258

Legătura diagonal presupune trecerea firelor de bătătură peste firele de urzeală, la fiecare rând, cu avans un şir. La acelaşi număr de fire pe unitatea de suprafaţă, legătura diagonal are un număr mai redus de încrucişări decât legătura pânză şi în consecinţă, deşi gradul de acoperire poate fi avansat, geoţesutele cu acest tip de legătură au o permeabilitate mai mare.

Figura 4.60. Material geotextil ţesut

Numărul de fire şi de încrucişări pe unitatea de suprafaţă influenţează

desimea şi gradul de acoperire al geotextilului, precum şi grosimea, masa, rezistenţa, deformabilitatea, permeabilitatea.

Prin comparaţie cu geotextilele neţesute, geoţesutele sunt materiale cu rezistenţe mecanice mari la solicitări uniform distribuite şi cu o comportare mai puţin favorabilă la solicitările concentrate (poansonare, strivire) şi la sfâşiere. Alţi factori care influenţează aceste proprietăţi, pe lângă desimea ţesăturii şi tipul desenului, sunt acoperirile chimice aplicate pentru a conferi caracteristici speciale

Geotextilele ţesute sunt de regulă preferate pentru aplicaţii unde se reclamă rezistenţă mecanică ridicată, fără ca să fie necesare proprietăţi de filtrare deosebite şi unde curgerea planară nu este esenţială. Datorită parametrilor mecanici (rezistenţe la tracţiune de până la 1500 kN/m) aceste materiale pot fi utilizate la armarea fundaţiilor drumurilor, căilor ferate, platformelor, ampriza digurilor, taluzurilor.

O alta aplicaţie a acestor geotextile ţesute este realizarea de containere


259

circulare utilizate la fundaţii speciale (piloţi), care pot fi umplute cu agregate minerale sau beton.

Tehnologia de realizare a geoţesutelor este cea clasică. Principiile procesului de obţinere a geotextilelor ţesute sunt prezentate în figura 4.61.

Figura 4.61. Prezentare schematică a obţinerii geotextilelor ţesute

Obţinerea geotextilelor ţesute se desfăşoară, de regulă, într-o etapă

unică – ţeserea - deoarece, la fel ca în cazul majorităţii produselor tehnice, tuşeul materialului nu este important, nefiind necesare tratamentele ulterioare de finisaj aplicate ţesăturilor. Excepţie fac geoţesutele cărora trebuie să li se asigure o stabilitate dimensională a structurii şi care sunt supuse unor procedee de finisare prin calandrare sau acoperire cu o peliculă adezivă.

4.3.2.1.1. Ţesute în benzi Pentru raţiuni de productivitate, utilizarea benzilor de film extrudate pe

bază de polietilenă sau polipropilena este deosebit de utilizată. O ţesătură realizată cu benzi inferioare de 5 mm lăţime este, de regulă, caracterizată de permeabilitate redusă la apă şi de o sensibilitate destul de însemnată la poansonare. Pentru structurile ţesute în benzi largi, superioare unui centimetru, se obţine un fascinaj sintetic.

4.3.2.1.2. Ţesute din fire monofilament Sunt suprafeţe obţinute după tehnica ţeserii tradiţionale care, în general,

sunt utilizate pentru obţinerea de filtre. Constanţa diametrului filamentelor ca şi


260

regularitatea asamblajului definesc destul de precis dimensiunile porilor. Un astfel de material geotextil este prezentat în figura 4.62.

Figura 4.62. Material geotextil ţesut din monofilamente

Astfel de structuri ţesute de fibre monofilament sunt frecvent utilizate

ca armătură sau ca ranforsare a unor masive de pământ. Din cauza deformabilităţii lor relativ mici, gama utilizării geotextilelor ţesute din fire monofilament este redusă la anumite aplicaţii geotehnice.

4.3.2.1.3. Ţesute din fire multifilament O structură de acest tip se compune din mai multe fire elementare, de

câţiva zeci de microni diametru, şi este prezentată în figura 4.63.

Figura 4.63. Material geotextil ţesut din fire multifilament


261

Geotextilele din această familie prezintă proprietăţi mecanice deosebite, atât la nivelul rezistenţei la tracţiune cât şi la nivelul rezistenţei la rupere/sfâşiere.

Proprietăţile hidraulice sunt la un nivel acceptabil şi, în cel mai bun caz, reţinerea elementelor fine ale solului este de ordinul a 100 de microni.

Principalele caracteristici ale geotextilelor ţesute pot fi urmărite în tabelul 4.13.

Tabel 4.13. Caracteristici ale geotextilelor ţesute

Rezistenţa max.(N/m)

Alungirea max. (%) Tip Polimer

Masa pe unitateade suprafaţă,

(g/m2) U B U B

Geoţesute din benzi PP

100 200 300 400

20 40 65 90

20 40 65 90

17 20 20 18

15 25 15 10

Geoţesute din mono-filamente

PE 200 65 35 25 20

Geoţesute din filamente

PET 200 500 1000

125 250 500

60 60 80

10 10 10

12 12 12

4.3.2.2. Geotextile neţesute Standardul ISO 10318:2005 defineşte materialele textile neţesute drept plane rezultate de fabricaţie, ce au la bază un suport constituit dintr-un văl sau dintr-un strat de fibre orientate într-o anumită direcţie sau la întâmplare, legate între ele (consolidate) prin frecare şi/sau coeziune şi/sau adeziune, exceptând hârtia. Geotextilele neţesute sunt deci pături fibroase, cu structură tridimensională, formate dintr-un aglomerat de fibre orientate după o anumită direcţie sau aleator, asemănător unei pâsle, consolidate prin diferite procedee: interţesere, termo-sudare, chimic, prin coasere – tricotare.

Caracteristică pentru geotextilele neţesute, în raport cu celelalte tipuri de geotextile clasice, este structura lor tridimensională, care le conferă


262

proprietăţi filtrant - drenante foarte bune, similare cu cele ale mediilor poroase naturale. Se pot produce şi geotextile termofixate pe o faţă sau pe ambele feţe pentru îmbunătăţirea parametrilor mecanici. Geoneţesutele au drept caracteristică principală o bună permeabilitatea faţă de lichid şi aer, reţinând particulele de solide de pământ şi îndeplinind funcţii de filtrare, drenare, protecţie, ranforsare şi separare. Domenii de utilizare cele mai frecvente sunt: • construcţia de drumuri, autostrăzi, căi ferate, parcări, platforme; • depozite de deşeuri menajere şi industriale; • diguri, baraje, protecţie maluri; • construcţii civile sau industriale. Datorită structurii lor tridimensionale, care le conferă proprietăţi filtrant - drenante foarte bune, similare cu cele ale mediilor poroase naturale, şi care este extrem de utilă în lucrările de construcţii, geotextilele neţesute sunt preferate celorlalte categorii de neţesute. Proporţia de geotextile neţesute în întreaga gama a geotextilelor se află în jurul unei medii de 75%. Deşi aceste materiale pot avea valori ale rezistenţelor mecanice ridicate, acestea rămân, totuşi, mai scăzute decât ale geoţesutelor, valorile alungirilor maxime fiind mult mai ridicate decât în cazul geotextilelor ţesute. Geotextilele neţesute prezintă o serie de avantaje celelalte geotextile şi anume: funcţionalitate multiplă, condiţii largi de utilizare şi preţ de cost scăzut. Principalele elemente care determină caracteristicile dimensionale, de rezistenţă şi permeabilitate ale geotextilelor neţesute sunt: • natura şi caracteristicile fibrelor constituente; • procedeele tehnologice de realizare a stratului fibros şi de consolidare ale acestuia; • masa produsului şi intensitatea procesului de consolidare.

Valorile medii ale caracteristicilor geotextilelor neţesute sunt prezentate în tabelul 4.14. Aplicaţiile la care pot fi utilizate geotextilele neţesute sunt dependente de caracteristicile lor. În funcţie de caracteristicile de masă şi dimensionale, domeniile de utilizare ale geotextilelor neţesute sunt cele prezentate în tabelul 4.15.


263

Tabel 4.14. Valori medii ale caracteristicilor geotextilelor neţesute Rezistenţa max.(N/m)

Alungirea max. (%)

CBR1 (kN)

Permeabilitate la apă (s1) Tip

Masa specifica (g/m2) L2 T3 L T

GIEDP-PP4

100 200 400

8 16 30

8 16 30

78 78 78

70 70 70

1,2 2,3 4,3

1,5 1,7 2,0

GTEDP-PP5 200 14 14 55 55 2,0 1,6

GI-PP6

200 400 600 1000

4 10 15 25

80 20 32 50

165 155 55 55

90 80 55 55

1,2 2,5 3,6 5,6

1,1 1,1 1,5 1,9

Tabel 4.15. Domenii de utilizare a geotextilelor neţesute Nr. crt.

Tipul fibrei

Masa (g/m2)

Grosimea (mm) Aplicaţia

1. PP 200-500 2.1-4.1 Strat superficial de ranforsare 2. PES 250-550 2.4-4.6 Strat superficial de ranforsare 3. PP 500-1000 5-10 Strat de protecţie împotriva apei 4. PP 700-1300 8-11 Strat de protecţie împotriva apei

5. PP 1000-1600 9-13 Strat de protecţie împotriva apei, la bazine canale, fundaţii.

6. PP 700-1500 3.2 Rezistenţă înaltă, pt. ranforsări şi filtrări

7. PP min.1250 7 Înaltă elasticitate, pentru ranforsare, drenare, filtrare

8. PP min.1000 3.8 Rezistentă înaltă si deformare scăzută, utilizat pentru ranforsare şi filtrare

9. PP min.1500 7 Înaltă rezistenţă, pentru ranforsări, filtrări, drenări, ranforsări şi filtrări.

1 California Bearing Ratio – încercarea de perforare statică 2 direcţie longitudinală; 3 direcţie transversală 4 Geotextil interţesut obţinut prin procedee de extrudere din polimer din polipropilenă 5 Geotextil termoconsolidat obţinut prin procedee de extrudere din polimer din polipropilenă; 6 Geotextil neţesut interţesut obţinut din fibre de polipropilenă;


264

Pentru obţinerea geotextilele neţesute se pot folosi materii prime noi sau din materiale refolosibile, tehnologiile de realizare folosite în cele două cazuri fiind diferite. În figura 4.64 este prezentată schema generală de obţinere a geotextilelor neţesute şi din textile neconvenţionale. Se observă că tehnologiile de obţinere a neţesutelor implică, într-o primă etapă, realizarea unui strat fibros, urmată de consolidarea acestuia. 4.3.2.2.1. Tehnologii de obţinere a stratului fibros Stratul fibros este alcătuit din fibre, a căror orientare poate fi controlată sau care pot fi dispuse aleatoriu, şi care sunt situate în planul suportului sau perpendicular acesta.

Fibre textile

Formarea suportului textil: val defibre sau strat fibros rezultat dupaextrudere direct din polimeri

Consolidarea suportului textil prin:• intertesere• cu jeturi de apa sau aer sub presiune• procedee fizico-chimice cu adezivi

Consolidare finala prin:• intertesere• procedee fizico-chimice cu adezivi

Finisare chimica

Textile netesute

Materiale de consolidaresub forma de adezivi

Preconsolidarea suportuluitextil de fibre (preintertesere)

Organe de preconsolidaresau consolidare sub formade ace de intertesere

Surse de consolidare:incalzire-racire-presarejeturi de aer sau apa subpresiune

Figura 4.64. Schemă generală de obţinere a geotextilelor neţesute

În funcţie de caracteristicile fizico-mecanice ale fibrelor utilizate, de procesul ulterior de consolidare şi de destinaţie, se disting mai multe procedee de formare a stratului fibros, ce diferă în principal prin modul de transport al materialului fibros, dar şi prin grosimea stratului fibros sau direcţia de orientare


265

a fibrelor: 1 Procedee în stare uscată:

a) Procedee prin cardare – utilizează carde convenţionale, dar de dimensiuni mai mici, ce au particularitatea absenţei mecanismului de condensare şi de debitare, precum şi montarea în partea finală a unor elemente care să asigure dezorientarea fibrelor în vederea asigurării proprietăţilor anizotrope.

b) Procedee prin cardare – pliere cuprind o cardă şi o maşină de pliat prevăzută cu cărucioare şi benzi transportoare. Principalul dezavantaj al procedeului este reprezentat de obţinerea de straturi fibroase ce au rezistenţa la tracţiune mai mare pe direcţia transversală faţă de cea longitudinală.

c) Procedeu mixt de cardare şi cardare – pliere d) Procedeu aerodinamic – straturile fibroase se obţin prin transportul

fibrelor cu ajutorul unor curenţi de aer, realizându-se separarea, pe de o parte, a fibrelor transformate în strat fibros, şi pe de altă parte a aerului încărcat cu scame, fibre scurte şi impurităţi. Avantajul acestui procedeu este reprezentat de dispunerea multidirecţională a fibrelor, ceea ce conduce la obţinerea de neţesute cu tenacitate echilibrată în toate direcţiile.

e) Procedeul Struto (fig. 4.65) – vălul de fibre debitat de către cardă (1) este buclat, ocupând poziţii oblice sau verticale faţă de planul stratului fibros, ceea ce conduce la creşterea voluminozităţii stratului. După trecerea prin camera de termolipire (3) materialul este răcit şi rolat (4). Un suport (5) poate fi adus pe banda transportoare, putându-se obţine direct un material compozit. Fibrele pot fi orientate unidirecţional, dacă vălul debitat de cardă este detaşat de un pieptene oscilant, sau orientat aleatoriu, dacă se prevede asocierea cardei cu un dispozitiv de dezorientare a fibrelor.


266

Figura 4.65. Schema procedeului Struto

f) Procedeu pentru structuri de tip High-Loft. Prin High-Loft se

înţelege o structură fibroasă de densitate redusă, caracterizată de raport înalt între grosime şi masă pe unitatea de arie. De regulă conţinutul de material textil este de sub 10%, iar grosimea stratului fibros depăşeşte 3 mm. Procesele tehnologice de obţinere a structurilor High-Loft sunt de cardare, cardare-pliere cu sisteme speciale de dezorientare a fibrelor sau aerodinamice.

2 Procedeu în stare umedă – în cazul procedeului în stare umedă apa asigură transportul fibrelor foarte scurte către zona de separare a apei de fibre,

constituită dintr-o bandă transportoare sită, ce face posibilă şi debitarea stratului fibros spre instalaţiile de uscare şi consolidare. Procedeele de

extragere a apei sunt: gravitaţionale, cu vacuum, prin presare sau evaporare a apei. Caracteristic acestor straturi fibroase sunt densitatea şi vâscozitatea

mare.

Figura 4.66. Schema procedeului în stare umedă


267

3 Procedeu prin extrudere – se porneşte direct de la polimer a) Procedeu Spunbonding este un procedeu modern, caracterizat de

extruderea polimerului, urmată de filarea şi etirarea filamentelor şi formarea stratului de filamente ce urmează a fi consolidat prin depunere pe o bandă transportoare. În etapa de formare a stratului de filamente, elemente mecanice, electrostatice şi aerodinamice dirijează filamentele şi determină regularitatea depunerii şi uniformitatea stratului.

Figura 4.67. Procedeu Spunbonding

b) Procedeu Melt Blowing (prin suflare directă). Se utilizează

microfibre, obţinute prin presarea polimerului prin orificiile duzelor de filare. Fluxuri de aer cald pătrund transversal în capul de filare, asigurând etirarea rapidă a fasciculelor de polimer. Fibrele astfel obţinute sunt depuse pe un cilindru colector, cu ajutorul unui flux de aer, formându-se un strat fin de fibre, lipite între ele şi orientate aleatoriu.


268

Figura 4.68. Procedeu Melt–blowing

4 Procedee complexe, destinate obţinerii de structuri compozite 4.3.2.2.2. Procedee de consolidare

Deşi rolul esenţial în stabilirea caracteristicilor unui material neţesut îl

au natura materiei prime şi specificul procesului de formare a stratului fibros, şi rolul tehnologiei de consolidare utilizată este important.

Principalele tehnologii de consolidare pot fi clasificate astfel: 1 Tehnologii bazate pe procedee mecanice:

a. prin interţesere b. cu jeturi de apă de înaltă presiune c. prin coasere-tricotare d. cu aer sub presiune e. prin coasere f. prin interţesere şi scămoşare g. prin coasere – tricotare + scămoşare h. prin coasere + scămoşare

2 Tehnologii bazate pe procedee fizico – chimice: a. cu adezivi în stare solidă b. cu adezivi în stare lichidă

3 Tehnologii bazate pe procedee mixte


269

4.3.2.2.2.1. Tehnologii bazate pe procedee mecanice

Consolidarea suporturilor textile prin interţesere Această metodă de consolidare se bazează pe legarea sau împâslirea

fibrelor între ele cu ajutorul acelor de interţesere, care sunt prevăzute pe porţiunea activă cu crestături orientate spre vârful lor. Acele de interţesere pătrund în stratul fibros şi obligă ca o parte din fibre să-şi modifice poziţia în stratul fibros, determinând apariţia unor puncte de împâslire. În acest mod se realizează o consolidare şi o compactare a structurii fibroase, fără a se folosi fibre care prezintă structură solzoasă.

Modul în care acţionează acele de interţesere este prezentat în figura 4.69.

Figura 4.69. Mod de acţiune al acelor de interţesere

Interţeserea poate fi simplă, atunci când o singură placă cu ace acţionează asupra stratului fibros, sau dublă, atunci când două plăci cu ace acţionează simultan sau succesiv asupra stratului fibros, consolidându-l. Plăcile cu ace pot acţiona pe direcţii perpendiculare pe stratul fibros, sau sub un anumit unghi faţă de suprafaţa stratului fibros. Aspectul materialului după acţiunea acelor de interţesere este prezentată în figura 4.70.


270

Figura 4.70. Neţesut consolidat prin interţesere

O maşină de interţesere este prezentată în figura 4.71. Stratul fibros este introdus în maşină de benzile transportoare de alimentare, unde este încadrat de o placă de susţinere şi o placă debarasatoare, deasupra sa aflându-se placa de ace de interţesere. Acele de interţesere se deplasează în plan vertical, înaintarea materialului făcându-se numai în momentul în care acele de interţesere sunt ridicate.

Figura 4.71. Reprezentare schematică a unei maşini de consolidare prin interţesere

O imagine mărită a plăcii de ace de interţesere este prezentată în figura 4.72.


271

Figura 4.72. Zona de interţesere

Figura 4.73. Ace de interţesere

Acele de interţesere pot fi grupate, după forma lor, în două categorii: • clasice, care permit obţinerea de structuri netede şi plate, plane sau circulare. Acest tip de ace de interţesere se folosesc de regulă pentru consolidarea geotextilelor neţesute.


272

• speciale (tip furculiţă, cu calotă sferică, cu călcâi), utilizate pentru obţinere de geotextile cu efecte de culoare sau relief. Câteva dintre cele mai reprezentative tipuri de ace de interţesere sunt prezentate în figura 4.73.

Consolidarea prin jeturi de apă de înaltă presiune Reprezintă una dintre cele mai noi tehnologii de consolidare a neţesutelor, ce poate deschide noi domenii de aplicaţie pentru geotextile. Avantajele acestei tehnologii sunt vitezele superioare de producţie şi lăţimile mari de lucru. Aceste materiale posedă caracteristici superioare faţă de geotextilele consolidate prin procedee de interţesere sau termoconsolidate, oferind posibilitatea combinării tehnologiilor de extrudere din polimer cu cele de consolidare cu jeturi de apă. Consolidarea se realizează prin transferul pe suprafaţa materialului fibros a unor jeturi foarte fine de apă, cu diametru cuprins între 70 şi 100 de microni, presiunea jeturilor fiind de până la 250 de bari.

Materialele consolidate cu jeturi de apă sunt mai puţin dense şi mai flexibile decât cele interţesute, acest procedeu de consolidare putând fi utilizat numai pentru materialele relativ subţiri.

Realizările actuale aduc următoarele îmbunătăţiri ale caracteristicilor geotextilelor cu masa pe unitatea de suprafaţă variind între 80-200 g/m2: • creşterea cu 20 % a rezistenţei maxime; • creşterea cu 15% a alungirii maxime; • creşterea cu 15% a forţei de perforare statică; • creşterea cu 10 % a permeabilităţii la apă.

Consolidarea prin coasere-tricotare Denumirea procedeului derivă din următoarele aspecte: se foloseşte un suport textil ca la un proces de coasere din confecţii, firele de consolidare fiind transformate în ochiuri, ca şi la structurile tricotate. Firul de consolidare evoluează după tipurile de legături de la tricoturile în urzeală (lănţişor, tricot, atlaz, tricot derivat, atlaz derivat sau legături combinate). Se folosesc ace similare celor folosite la tricotare, ce sunt prevăzute cu vârf ascuţit, pentru a putea pătrunde în suportul textil. Principalele tipuri de ace care se folosesc sunt: • ace tubulare cu tije de închidere şi canal interior;


273

• ace cu zăvor şi canal exterior. Materialele consolidate prin coasere-tricotare au o rezistenţă mecanică

crescută pe direcţia şirurilor de ochiuri.

Consolidarea cu aer sub presiune Acţiunea aerului sub presiune este similară cu cea realizată cu apă sub presiune. Aerul insuflat printr-o conductă trece prin orificiile unui cilindru sită şi penetrează stratul fibros, determinând reorientarea fibrelor. Prin deplasarea fibrelor pe direcţiile de suflare a aerului sub presiune se creează puncte de legătură între fibre, are loc creşterea forţelor de frecare interfibrilare şi deci consolidarea materialului neţesut. 4.3.2.2.2. Consolidare prin procedee fizico – chimice

Consolidarea cu adezivi în stare solidă Se folosesc pulberi, paste sau fibre termoadezive. Utilizarea pulberilor şi pastelor termoadezive este limitată în cazul geotextilelor neţesute, acest procedeu fiind folosit cu precădere pentru obţinerea materialelor secundare pentru confecţii şi încălţăminte, destinate pentru inserţii, la care asamblarea prin coasere este înlocuită cu cea prin termolipire.

Figura 4.74. Neţesut consolidat cu adezivi în stare solidă

În schimb, consolidarea cu fibre termoadezive este larg utilizată la obţinerea geotextilelor neţesute. Principiul consolidării este reprezentat de


274

topirea fibrelor sub acţiunea temperaturii, în punctele de suprapunere între fibre apărând zone de consolidare.

Temperaturile de consolidare depind de natura polimerului de bază: • 140 – 170oC pentru polipropilenă; • 80 – 115oC pentru polietilena de înaltă presiune; • 120 – 135oC pentru polietilena de joasă presiune; • 220 – 260 pentru fibrele de poliamidă 6.6.; • 230 – 260oC pentru fibrele poliesterice. Procesul tehnologic de realizare a consolidării depinde de natura neţesutului care urmează a se realiza: pentru neţesutele subţiri se aplică termopresarea cu ajutorului unor cilindri, în timp ce pentru materialele voluminoase termopresarea se face prin convecţie cu aer cald, în camere de consolidare prevăzute cu cilindri perforaţi.

Consolidare prin procedee fizico – chimice cu adezivi în stare lichidă Se folosesc dispersii apoase sau soluţii pe bază de polimeri naturali sau sintetici (cauciuc natural şi derivaţi, acetaţi de celuloză, răşini acrilice, răşini vinilice, răşini ureoformaldehidice, etc.), după o eventuală preconsolidare prin interţesere. Soluţiile sunt mai puţin utilizate, din cauza solvenţilor ce au de regulă toxicitate şi inflamabilitate ridicate. Pe lângă polimer, emulsiile pot conţine diverse alte adaosuri: emulgatori, substanţe de umplere, iniţiatori, catalizatori, stabilizatori, plastifianţi, antioxidanţi, coloranţi, etc.

Depunerea soluţiei adezive se poate realiza prin diverse modalităţi: • prin impregnare totală, urmată de stoarcere; • prin intermediul unui cilindru scufundat în baia cu adeziv; • prin intermediul unei conducte de alimentare, care debitează soluţia adezivă pe stratul fibros situat între doi cilindri; • prin pulverizare, procedeu folosit în cazul materialelor neţesute cu voluminozitate ridicată (filtre, etc.). Pulverizarea se poate face pe o faţă sau pe ambele feţe ale stratului de fibre; • prin aducerea soluţiei în formă de spumă. Spuma se obţine prin malaxarea dispersiei de adeziv la presiuni de până la 6 bar; depunerea spumei pe stratul fibros se poate face prin fulardare orizontală, prin fulardare orizontală, prin raclare, prin intermediul unui cadran rotativ sau a unei benzi perforate.


275

Procedeul are avantaje importante, legate în special de viteza mare de producţie şi consumurile reduse de adeziv şi energie, dar şi dezavantajul imposibilităţii stocării îndelungate a adezivului sub formă de spumă. După faza de aducere a adezivului pe stratul fibros urmează o preuscare, în continuare având loc întărirea adezivului în camere de uscare, termocalandrarea şi compensarea tensiunilor din material. Ca urmare a procesului de consolidare, are loc legarea fibrelor prin intermediul adezivului în structuri aglomerate, datorate depunerii adezivului în punctele de aglomerare dintre stratul fibros şi respectiv segmentate, atunci când adezivul formează segmente pe suprafeţe mai mari, ce leagă mai multe fibre.

Figura 4.75. Geotextil consolidat cu adezivi în stare umedă

4.3.2.3. Geotextile tricotate Geotextilele tricotate, ce fac parte din categoria geotextilelor produse prin tehnologii clasice, sunt geotextile obţinute prin tricotarea unuia sau mai multor fire, filamente sau altor componente, în conformitate cu definiţia din standardul ISO 10318:2005. Aspectul lor este în general asemănător cu al tricoturilor obişnuite, fiind deci produse textile formate din ochiuri legate între ele, dispuse sub formă de şiruri şi rânduri. Pentru obţinerea acestor geotextile se pot utiliza diverse fire compatibile cu procesul de tricotare: fire mono şi multifilamentare, fire filate, fire fibrilate, natura şi provenienţa acestora determinând caracteristicile


276

dimensionale, de rezistenţă şi deformabilitate a materialelor geotextile tricotate. Rezistenţa materialului geotextil obţinut prin tricotare este comparabilă cu a produselor obţinute prin ţesere. În schimb, aceste geotextile conservă caracteristicile de deformabilitate pronunţată la solicitări de întindere caracteristice tricoturilor, motiv pentru care ponderea lor este substanţial redusă în comparaţie cu a geotextilelor ţesute sau a celor obţinute prin tehnologii neconvenţionale. Ele pot fi utilizate acolo unde flexibilitatea şi supleţea lor poate reprezenta o caracteristică necesară.

4.4. FUNCŢII ALE GEOTEXTILELOR Funcţiile îndeplinite de geosintetice sunt: filtrarea, drenarea, etanşarea, protecţie, separare, armare, controlul antierozional şi funcţia de container. 4.4.1. Separare Reprezintă prevenirea amestecului dintre pământuri adiacente şi/sau materiale de umplutură. Materialul geotextil împiedică deci amestecarea a doua materiale geotehnice diferite.

Figura 4.76. Reprezentarea schematică a funcţiei de separare

Cu rol de filtrare şi separare, geotextilele se utilizează:

• între stratul de agregat şi teren la fundaţiile de drumuri şi cai ferate • între terenul de fundare şi corpul digurilor şi rambleelor • la diferite tipuri de construcţii : ziduri de sprijin, tuburi drenante în strat granular învelit în geotextil


277

Figura 4.77. Geotextile cu rol de separare

Cele mai importante caracteristici ale geotextilelor pentru satisfacerea

funcţiei de separare sunt: forţa de rupere a materialului solicitat la tracţiune, forţa de perforare statică şi permitivitatea la apă. 4.4.2. Consolidare şi stabilizare Constituie folosirea rezistenţei unui material pentru a îmbunătăţi calităţile mecanice ale unui strat de pământ.

Figura 4.78. Acţiunea de consolidarea a geotextilelor în cazul căilor rutiere


278

Figura 4.79. Geotextile cu rol de consolidare

Pentru satisfacerea funcţiei de ranforsare, caracteristicile cerute

geotextilelor sunt: forţa de rupere, permeabilitatea la apă şi rezistenţa chimică şi biologică.

Figura 4.80. Reprezentarea schematică a funcţiei de ranforsare

O ţesătură geotextilă instalată ca un strat între pietriş şi straturile de pământ formează o barieră împotriva mişcării sau amestecării solului cu


279

pietrişul (figura 4.81). În aplicaţiile unde pietrişul este plasat deasupra unui strat de pământ, ca la şosele, drumuri comunale, sau zone pietruite, separarea oferita de ţesătură ajută pietrişul să-şi menţină poziţia.

Figura 4.81. Prezentarea unei ţesături geotextile care separa stratul de pietriş de stratul de

pământ. Atunci când este proiectat şi montat în mod corespunzător, ţesătura poate contribui la distribuirea încărcăturilor datorate traficului vehiculelor şi animalelor (figura 4.82). Atunci când este instalat între doua tipuri de materiale sau chiar între două straturi din acelaşi material, ţesătura este tensionată, ceea ce ajută la reducerea impactului încărcăturii plasate în acel loc şi redistribuirea presiunii (figura 4.83) pe o arie mai mare a materialului din straturile inferioare (sol sau alt material argilos din stratul inferior). În plus, se îmbunătăţeşte considerabil rezistenta sistemului. Ulterior, reduce masiv, chiar elimină, necesitatea de a adaugă pietriş în fiecare primăvară.

Figura 4.82. Efectul stabilizator al ţesăturii geotextile

Figura 4.83 Redistribuirea rezultată a greutăţii

În condiţii ideale, vegetaţia ar trebui să asigure cel mai bun control al


280

eroziunii, dar acest lucru nu se întâmplă întotdeauna. Metode care pot fi eficiente în acest caz sunt folosirea amestecurilor pentru creşterea rapidă a ierbii (hydroseeding) sau a geotextilelor ce conţin seminţe. Procedeul hydroseeding implică depunerea pe sol a unui amestec de seminţe, fertilizanţi, îngrăşământ natural şi apă.

Utilizarea geotextilelor este de preferat procedeului hydroseeding în câteva situaţii specifice: • atunci când perioada propice creşterii ierbii este scurtă şi plantele nu pot stabiliza terenul suficient de repede; • la mare altitudine; • acolo unde furtunile puternice sunt frecvente.

Cu toate acestea, geotextilele impregnate cu seminţe tind să fie utilizate tot mai frecvent, datorită uşurinţei în aplicare şi în întreţinere.

Există însă şi dezavantaje legate de folosirea geotextilelor. Unul dintre ele este reprezentat de mascarea degradării solului până la un moment în care procesul erozional este prea sever pentru a mai fi posibile corecţii puţin costisitoare.

În procesul de control al eroziunii se folosesc frecvent geotextile din fibre naturale, care în urma biodegradării formează un strat organic (mulci) care ajută la fixarea vegetaţiei. Diferite tipuri de fibre naturale se vor degrada în sol la durate de timp diferite, de exemplu geotextilele din fibre de cocos (coir) au o durată de biodegradare de 2-3 ani, în timp ce geotextilele din iută se degradează în 1-2 ani. Ca urmare, prima categorie de geotextile va fi utilă în acele situaţii unde vegetaţiei îi ia o durată de timp mai mare pentru fixarea corespunzătoare, în timp ce geotextilele din iută sunt recomandabile în zonele mai secetoase, ca urmare a capacităţii lor sporite de absorbţie a umidităţii.

În numeroase zone aride sau semiaride acţiunea vântului este responsabilă de efecte erozionale importante. Geotextilele produse din fibre naturale cum ar fi cele de cocos sau iută pot fi utilizate cu succes în controlul eroziunii provocate de vânt, controlul formării prafului, al formării dunelor de nisip şi î stabilizare. În special iuta este utilă în aceste situaţii, din cauza pilozităţii accentuate a fibrelor. Geotextilele pot să acţioneze şi pentru eliberarea tensiunilor existente în sol, aşa cum se poate observa din figura 4.84.


281

Figura 4.84. Eliberarea tensiunilor din sol sub acţiunea geotextilelor

4.4.3. Filtrare Filtrarea este una dintre cele mai comune funcţii ale geotextilelor, care de altfel erau iniţial cunoscute şi drept ţesături filtrante. Filtrarea constituie reţinerea pământului sau a altor particule supuse forţelor hidrodinamice care apar ca urmare a curgerii fluidelor.

Figura 4.85. Reprezentare schematică a acţiunii filtrante a materialelor geotextile

Materialul geotextil cu rol filtrant permite trecerea fluidelor din


282

masivele de pământ şi umpluturi din materiale granulare, perpendicular pe planul său, prevenind migrarea necontrolată a particulelor solide. Principala diferenţă între funcţia de filtrare şi cea de drenare este direcţia curgerii, care face permeabilitatea în plan, critică pentru drenare, deoarece drenarea se referă la curgeri în planul geotextilului, pe când filtrarea se referă la curgeri prin planul geotextilului.

Pentru alegerea unui geotextil cu rol de filtrare este importantă permeabilitatea perpendiculară pe planul său şi deschiderea specifică a porilor (dimensiunea golurilor), iar pentru funcţie de drenare un rol important îl joacă permeabilitatea în planul geotextilului (transmisivitatea). În ambele cazuri rezistenţa mecanică este, de asemenea, un criteriu de selecţie (rezistenţa la tracţiune, la perforare, la compresibilitate etc.).

Figura 4.86. Utilizarea geotextilelor pentru filtrare

Produsele geotextile utilizate pentru filtrare se prezintă sub formă de

rulou, iar instalarea lor se face prin derulare manuală sau mecanizată, îmbinările dintre rulouri sau de la colţuri realizându-se, în general, prin suprapunere. În anumite cazuri, când este necesară o îmbinare de rezistenţă mai mare, se realizează cusături.


283

4.4.4. Drenaj Drenarea reprezintă colectarea şi transportul precipitaţiilor, al apei subterane şi/sau fluidelor în planul unui material. Pietrişul a fost folosit încă din secolul I d.H. ca sistem de drenaj. Este un sistem de drenaj eficient dar prezintă şi multe dezavantaje, cum ar fi dificultăţile de transport (material voluminos şi resurse limitate) ca şi costurile de instalare. Acestea sunt motivele pentru care geotextilele se folosesc mult în acest scop.

În cadrul funcţiei drenante, materialul geotextil trebuie să colecteze şi să transporte fluidele în planul său. Cele doua funcţii, de colectare şi transport, sunt deseori asociate una alteia, filtrul împiedicând pătrunderea particulelor de pământ în dren şi colmatarea acestuia. Materialele geosintetice care pot îndeplini aceste roluri sunt, pe lângă geotextile (filtru), şi georeţelele (drenare) şi geocompozitele de drenaj – asociaţii de georetele sau miezuri cu diferite forme şi geotextile, cu funcţie complexă atât de filtrare, cât şi de drenare. Tot în această categorie ar putea fi incluse şi aşa-numitele „geoconducte”, tuburi de drenaj din materiale polimere care asigură transportul fluidelor.

Figura 4.87. Material geotextil utilizat în vederea drenării

Lucrările inginereşti la care este necesară utilizarea filtrelor şi drenurilor sunt extrem de variate: lucrări de sprijinire, drumuri şi căi ferate, depozite de deşeuri, construcţii hidrotehnice, puţuri – filtre, piezometre, saltele


284

drenante, bariere anticapilare, drenuri verticale pentru accelerarea consolidării, prevenirea şi remedierea alunecărilor de teren etc. Aşa cum s-a menţionat, soluţia tradiţională implică utilizarea de materiale granulare sortate, pietriş, nisip, balast, în mai multe straturi, de regulă 3 până la 5, care au dezavantajul de a ocupa un spaţiu considerabil, necesită o punere în operă atentă şi de multe ori laborioasă, nu pot fi instalate pe pante abrupte, iar costul materialelor plus transportul poate fi semnificativ. Avantajele utilizării materialelor geosintetice pentru aceste funcţii sunt legate de excelentele proprietăţi fizice şi mecanice, uniforme pe toată suprafaţa, de disponibilitatea lor, de instalarea facilă şi puţin dependentă de condiţiile climatice, de spaţiul mic ocupat.

Figura 4.88. Geocompozite utilizate pentru drenaj

Geocompozitele utilizate pentru drenaj sunt formate dintr-un geotextil

cu rol filtrant şi un miez prin care circulă fluidul. Miezul poate fi constituit din: reţele cu ochiuri (georeţele), aglomerat de fibre sau monofilamente, miez cu proeminenţe (simetrice sau asimetrice), coloane sau miez ondulat.

Miezul poate fi fabricat din polietilenă, polipropilenă sau poliamidă (nylon).

Se pot distinge drenuri – fitil, care sunt drenuri verticale prefabricate utilizate în special pentru accelerarea consolidării terenurilor slab saturate şi drenuri plane, folosite pentru situaţiile în care curgerea fluidului este plană (în spatele zidurilor de sprijin, sub terenurile de sport, sub etanşările cu geomembrane, ca barieră anticapilară etc.).

Utilizările acestor tipuri de drenuri s-au înmulţit o dată cu dezvoltarea unor produse specifice. Astfel, pe piaţa internaţionala sunt prezente produse şi tehnologii speciale pentru drenarea incintelor pentru excavaţii adânci


285

(produsele fiind montate ca un „cofraj pierdut” şi permiţând priza betonului), pentru realizarea drenurilor de margine la şosele şi autostrăzi, pentru utilizări la terase, terenuri de sport, spaţii de agrement etc.

Drenajul este sporit când pietrişul şi solul sunt menţinute separat şi nu este permis solului să umple golurile din stratul de pietriş. Mişcarea apei printre solurile din apropiere sau straturilor argiloase poate fi îmbunătăţită în momentul în care materialul permite apei să treacă prin el şi astfel, nu împiedică mişcarea verticală sau orizontală a apei. De asemenea, dacă stratul de sol aflat deasupra sau sub geotextil este impermeabil, ţesătura se poate comporta ca o conductă pentru jetul de apa. De circa 30 ani, în SUA şi, din anii 80, în ţările Comunităţii Europene, prefabricatele drenante din mase termoplastice şi fitilurile drenante din geotextile groase, cu care se pot executa drenuri "fără materiale granulare", au căpătat o dezvoltare notabila, datorita masei lor reduse (în jurul a 1 kg/m2), uşurinţei de manevrare şi transport, vitezei mari de instalare, a rezistenţei mecanice, a flexibilităţii lor (pot fi rulate), a coeficientului de permeabilitate mare în planul lor (10...103 cm/s) şi a duratei mari de exploatare.

În anul 1990, în Europa se livrau 12 mărci de asemenea produse (nu întâmplător asemănătoare cu cele din SUA), cu anexele necesare (uneori învelite în geotextile, cu ramificaţii, coturi, teuri etc.) şi până în acel an, s-au folosit circa şase milioane metri pătraţi de prefabricate şi fitiluri drenante.

Această evoluţie a fost asigurată de sprijinul tehnic acordat producătorilor şi de interesul beneficiarilor drumari. O dată cu susţinerea puternică a pieţei de către producători, a fost necesară elaborarea completă a instrucţiunilor de instalare, difuzarea lor pentru a deveni familiare beneficiarilor, cu întreaga varietate de prefabricate drenante sau, cum sunt numite uneori, drenuri compozite. Aplicaţiile europene ale acestor materiale includ folosirea lor în drenurile rutiere de margine, în alte drenuri pentru drumuri şi căi ferate, în drenarea terasamentelor şi terenurilor cu apă în pori, fâşii geotextile cu grosimea de 1...2 cm şi lăţimea de 10...20 cm a pantelor, în drenuri la culee de poduri şi ziduri de sprijin, în drenajul agricol şi al terenurilor de sport s.a. Dintre denumirile prefabricatelor şi fitilurilor drenante, folosite în SUA şi Europa, se amintesc: High-way Drain, Geonet, Alidrain, Enkadrain, Colbond drain şi altele. În anul 1990, în SUA, erau drenate cu prefabricate drenante peste 1500 km drumuri şi autostrăzi.

Câteva exemple ale exercitării funcţiei de drenare a unui geotextil sunt prezentate în figura 4.89.


286

Figura 4.89. 1: drenarea părţii din amonte a unui baraj de pământ pentru a asigura stabilitatea în cazul golirii rapide; 2: drenarea prin sfredelire verticală pentru a accelera consolidarea solului; 3: covor drenant între o geomembrană etanşă şi îmbrăcămintea de beton; 4: perdea drenantă care colectează apele, care străbat un baraj din pământ; 5: perdea drenantă care transportă apa colectată până la tub. 6: bazine, baraje, canale; 7: saltea etanşă ce menţine constant conţinutul de apă, deci rezistenţa unui strat de teren compactat, destinat a suporta solicitări; 8: etanşeitatea feţei inferioare a unui dren pentru a conduce apa către pârâu. 9: geotextilul conduce scurgerea (presiune scăzută, dar el este traversat de apă interstiţială (presiune puternică). 4.4.5. ETanşare (barieră pentru fluide)

Funcţia de etanşeitate se manifestă atunci când geotextilul asociat

bitumului, răşinii, elastomerului etc. constituie o geomembrană etanşă care reţine apa, sau care previne migraţia fluidelor sau gazelor.


287

Figura 4.90. Reprezentare schematică a funcţiei de etanşare a materialelor geotextile

Câteva exemple de utilizare a geosinteticelor în cazurile în care solicitarea principală vine de la apă sunt prezentate în figura 4.91: a) bazin de realimentare a pânzei freatice b) rambleiere hidraulică c) barieră de eroziune d) protecţie la turnare beton în sită e) filtru între sol şi covorul drenant f) filtru de împrejmuire g) tranşee drenantă h) filtru de împrejmuire/acoperire i) învelişurile drenurilor verticale din nisip j) filtru protejând drenul k) filtru între teren şi gabioane l) filtru sub anrocamente m) filtru pentru gazonări O variantă a funcţiei de etanşare este funcţia de clapet (geotextilul este impermeabil atunci când el nu este saturat şi când presiunea apei este scăzută şi este permeabil atunci când presiunea apei depăşeşte un anumit prag). Funcţia de clapet este intermediară între cea de etanşeitate şi de filtru: geotextilul nu lasă să treacă apa decât dacă presiunea sa este superioară tensiunii capilare între filamente. Pentru geotextilele neţesute curente, o înălţime a apei de câţiva centimetri ajunge să învingă tensiunea capilară. Un anumit geotextil este impermeabil faţă de apele de şiroire/curgere, dar mai puţin impermeabil dacă el este sec (deoarece saturaţia distruge tensiunea capilară).


288

Figura 4.91. Utilizări ale geosinteticelor în cazurile în care solicitarea principală vine de la apă 4.4.6. De protecţie Protecţia este limitarea sau prevenirea cu ajutorul unui material a unei distrugeri mecanice a unui sistem geotehnic.

Materialul geotextil se foloseşte ca un strat cu rol în reducerea locală a tensiunii, în vederea prevenirii sau a reducerii degradării unei anumite suprafeţe sau a unui anumit înveliş.


289

Figura 4.92. Reprezentare schematică a funcţiei de protecţie

Principala caracteristică ale geotextilelor pentru satisfacerea funcţiei de

protecţie este rezistenţa la perforare statică. Principalele aplicaţii ale geotextilelor cu funcţie de protecţie sunt tunelurile, canalizările, autostrăzile, tunelurile de metrou şi rezervoarele.

Figura 4.93. Geotextile cu funcţie de protecţie

4.4.7. Funcţii combinate

De cele mai multe ori un geotextil trebuie proiectat astfel încât să

satisfacă simultan mai multe funcţii. De exemplu, pentru construcţia de


290

drumuri capacitatea de separare, filtrare şi ranforsare sunt necesare simultan.

4.5. DOMENII DE UTILIZARE A GEOTEXTILELOR Importanţa funcţiilor geotextilelor în diferite domenii de aplicaţie este prezentată în tabelul 4.16.

Geotextilele sunt folosite: • ca drenuri verticale de consolidare; • ca straturi drenante pe taluzuri; • ca strat de separaţie; • ca protecţii permeabile la taluzuri; • cu funcţie de filtru; • pentru obţinerea benzilor transportoare cauciucate pentru minerit; • ca suporturi pentru obţinerea membranelor hidroizolante; • ca straturi de ranforsare a îmbrăcăminţilor rutiere; • pentru armare taluzuri; • pentru acoperirea haldelor de cenuşă de la termocentrale.

Tabel 4.16. Importanţa funcţiilor geotextilelor în diferite domenii de aplicaţie

Funcţiile geotextilelor7 Aria de aplicaţie

Separare Filtrare Drenare Ranforsare Protecţie

Străzi X X X O Repavare X O ODrenări O X O Terenuri de sport X X Eroziuni O X Autostrăzi X X Containere O X O O XRanforsări O X Tuneluri X X Protecţii de maluri X X X O

7 X- funcţie principală; O- funcţie secundară.


291

4.5.1. Utilizarea geotextilelor în construcţia drumurilor Drumurile sunt structuri largi şi complexe, compuse din multe părţi cu

cerinţe funcţionale diferite şi făcute din materiale diferite. Un drum constă dintr-un strat de asfalt situat pe un sistem format dintr-o bază, o subbază şi mai multe straturi inferioare. Aceste drumuri sunt proiectate pentru a suporta anumite sarcini, fie că este vorba despre sarcina avioanelor, în cazul pistelor de aeroport, sau a autocamioanelor, în cazul autostrăzilor.

Straturile inferioare ale unui drum sunt formate din materiale granulare care nu sunt afectate de îngheţ şi au caracteristicile de durabilitate şi stabilitate cerute, acestea fiind mai puţin exigente decât cele pentru straturile de bază. Funcţia lor principală este de a furniza rezistenţa mecanică necesară susţinerii drumului şi de a-l proteja împotriva îngheţului. Deoarece aceste materiale sunt granulare, geotextilele îşi găsesc mai rar aplicaţii în straturile inferioare, fiind preferate georeţele sau geocompozitele.

Problemele specifice care pot fi soluţionate prin utilizarea geotextilelor la drumuri şi ramblee de căi ferate sunt următoarele: • îmbunătăţirea condiţiilor de fundare prin:

• realizarea unui strat de separare între terenul de fundare şi infrastructura drumului sau a materialului de umplutură din care este constituit rambleul;

Figura 4.94. Utilizarea geotextilelor pentru îmbunătăţirea condiţiilor de fundare

• ranforsarea terenului la nivelul de fundare;

• ranforsarea structurii;


292

• constituirea sau echiparea sistemelor de drenaj; • protecţia antierozională.

Geotextilele sunt utilizate în special pentru funcţiile hidraulice (filtrare, drenare), dar şi pentru separare, armare, protecţie şi containere.

Atunci când lucrările sunt executate pe terenuri cu capacitate portantă scăzută, funcţia geotextilului ca strat de separare este întotdeauna asociată cu cea de separare. În această situaţie însă, geotextilul trebuie să aibă o permeabilitate corespunzătoare pentru a evita stagnarea apei în materialul de umplutură sau dezvoltarea subpresiunilor la baza acestuia.

De asemenea, prin concepţia lucrărilor, geotextilul reprezintă şi un element drenant care asigură atât evacuarea apei din precipitaţii, în afara platformei drumului sau a rambleului, cât şi controlul nivelelor subterane, atunci când lucrările executate în zone cu niveluri de apă apropiate de suprafaţa terenului.

Pentru drumuri, geotextilele mai pot fi utilizate şi ca element de armare al îmbrăcăminţii bituminoase, în scopul prevenirii fisurării acestuia.

Cu rol de filtru, geotextilele pot fi utilizate la diferite tipuri de construcţii: ziduri de sprijin, drumuri şi cai ferate, depozite de deşeuri, construcţii hidrotehnice, la puţuri - filtre sau piezometre.

Cu funcţie drenantă, geotextilele se utilizează la: sistemele de drenaj ale diferitelor construcţii (baraje, ziduri de sprijin, drumuri, cai ferate, depozite de deşeuri), pentru realizarea de saltele drenante, bariere anticapilare sau drenuri verticale pentru accelerarea consolidării.

Cu rol de protecţie, geotextilele se folosesc pentru protejarea geomembranelor sau a altor materiale contra perforării statice sau dinamice.

Ca separator, geotextilele se utilizează: între stratul de agregat şi teren la fundaţiile de drumuri şi căi ferate, între terenul de fundare şi corpul digurilor şi rambleelor, între deşeurile depozitate şi sistemul de etanşare – drenaj, la depozitele de deşeuri, între straturile vechi şi noi de îmbrăcăminte bituminoasă, la lucrările de reabilitare a drumurilor pentru a împiedica sau întârzia transmiterea fisurilor din stratul suport în îmbrăcămintea bituminoasă nouă.

Cu rol de armare, geotextilele de mare rezistenţă se folosesc: la drumuri, căi ferate, ramblee sau depozite de deşeuri fundate pe terenuri slabe, la realizarea de structuri de sprijin din pământ armat, la realizarea de taluzuri abrupte armate, la lucrări de reabilitare a pantelor alunecate, la armarea îmbrăcăminţilor bituminoase la drumuri.


293

Geotextilele antierozionale se utilizează pentru protecţia pantelor contra eroziunii de suprafaţă în diverse aplicaţii.

Containerele din geotextile sunt elemente discontinue (saci) sau continue de elemente umplute cu material granular, beton sau alte materiale utilizate la: consolidarea şi protecţia malurilor, protecţia fundaţiilor sub apă, piloţi în terenuri moi, diguri, praguri în albie sau protecţii costiere. Sunt utilizate în principal la ranforsarea masivelor de pământ (funcţia de armare) pentru: armarea stratului de agregate din fundaţia drumurilor, a stratului de balast la căile ferate, a umpluturilor, rambleelor, digurilor şi barajelor sau a îmbrăcăminţilor asfaltice; stabilizarea şi reabilitarea pantelor instabile, realizarea de structuri de sprijin (ziduri) din pământ armat, la saltele geocelulare pentru construcţii realizate pe terenuri moi sau umpluturi neomogene, în scopul măririi capacităţii portante a acestora. 4.5.2. Utilizarea geotextilelor în protecţia împotriva inundaţiilor

Utilizarea geosinteticelor în reducerea şi prevenirea inundaţiilor joacă

un rol important. Principalele tipuri cunoscute de protecţie împotriva inundaţiilor cu geotextile sunt următoarele: • maluri supraînălţate pentru protecţie la inundaţii ranforsate cu geotextile (figura 4.95);

Figura 4.95. Ranforsarea cu geotextile a malurilor supraînălţate pentru protecţie la inundaţii • maluri cu rezistenţă crescută la suprafaţa de atac a apei sau la curgeri învolburate; problema principală în acest caz este eroziunea amplificată de scorburile copacilor şi rădăcinile plantelor (s-au creat materiale textile pentru protecţia împotriva creşterii rădăcinilor ce consistă într-un film subţire de cupru plasat între două foi de materiale neţesute, ionii de cupru împiedicând creşterea


294

rădăcinilor sau modificând direcţia lor de creştere); • diferite tipuri de structuri textile (saci) umplute cu nisip, într-o gamă largă de tipuri de tehnologii de obţinere a acestor geotextile sau de materie primă folosite pentru realizarea digurilor de mică înălţime (figura 4.96.a.) sau pentru protecţia taluzurilor (figura 4.96.b. ).

Figura 4.96. a. realizarea digurilor de mică înălţime; b. pentru protecţia taluzurilor

• textile compozite umplute cu cimenturi, între cele mai folosite aflându-se materialele neţesute umplute cu bentonit pudră sau granular, stratul superior textil fiind fixat cu ajutorul adezivilor, interţeserii sau prin procedee de coasere-tricotare; • matriţe textile pentru construcţii cu nisip, ciment şi mortar, având rol de filtrare şi ranforsare; • tuburi textile de drenare folosite atât pentru transportul apei de pe şosele şi din jurul caselor, cât şi ca tuburi verticale, înserate în solurile moi şi umplute apoi cu ciment pentru creşterea rezistenţei acestora (figura 4.97);


295

Figura 4.97. Tuburi textile de drenare

• containere textile neţesute, ţesute sau tricotate; elasticitatea neţesutelor este o calitate apreciată, ţinând cont că la o masă pe metru pătrat de 500g/m2 pot avea rezistenţe de 25 KN/m.

Geotextilele cu o masă redusă, realizate pentru îmbrăcarea tuburilor de drenaj pentru terenuri argiloase, permit o bună permeabilitate transversală prin mărirea secţiunii de intrare a apei spre dren şi reducerea corespunzătoare a rezistenţei hidraulice de intrare. Pentru creşterea rezistenţei geotextilelor şi pe direcţia de înfăşurare a tuburilor de drenare se recomandă consolidarea straturilor fibroase cu benzi de neţesut. 4.5.3. Utilizarea geotextilelor pentru combaterea eroziunii solului

Geotextilele se folosesc în toate lucrările antierozionale ce includ

amenajări sau protecţii menite să combată acţiunea erozivă a apei sau vântului. Acestea acţionează ca structuri de reţinere, împiedicând antrenarea materialului de pe suprafeţele expuse. Ele sunt concepute de cele mai multe ori ca amenajări temporare, în cadrul unui program de stabilizare biologică prin plantare.

În lucrările antierozionale se foloseşte o gamă largă de geosintetice: ţesături din benzi, plase precum şi materiale destinate special unor astfel de aplicaţii cum sunt geotextilele "însămânţate". Soluţiile aplicate urmăresc în principiu două orientări: • acoperirea suprafeţelor expuse cu un strat de geotextil, care trebuie să asigure protecţia până la fixarea şi maturizarea unui covor vegetal, însămânţat anterior în teren sau ale cărui seminţe sunt conţinute în geotextil; • realizarea unor structuri din geotextil fixat cu ţăruşi pe suprafeţele expuse,


296

cu rolul de a reţine materialul antrenat, realizând un profil de echilibru pe direcţia de acţiune a agentului eroziv, cu formarea unor mici terase.

În aceste construcţii, geotextilele trebuie să aibă o durată de viaţă limitată de la 6 luni la 2 ani şi în acest scop se folosesc geotextile din fibre celulozice, biodegradabile – cel mai frecvent iută.

Compozitele din geoneţesute însămânţate şi reţele din polietilenă se folosesc ca protecţii ale solului şi previn eroziunea solului împotriva apei din precipitaţii. Acestea pot înlocui construcţii masive din beton sau piatră care ar asigura protecţia împotriva scurgerilor de apă pe perioadă scurtă, ajutând în acelaşi timp la crearea unui ambient natural în condiţiile unor economii băneşti de aproximativ 70% faţă de soluţiile clasice.

Materialul fibros natural al geoneţesutului cu fibre de lungimi de 1-10 mm conţine seminţele şi asigură protecţia solului pentru aproximativ un an de la data fabricaţiei. Seminţele conţinute sunt selectate pentru a avea o formă caracteristică şi o anumită lungime a rădăcinilor la maturitate.

Compozitul mai conţine şi o reţea din polietilenă cu o arie a unui ochi de 1cm2, care este ataşată de stratul de pământ după dezvoltarea rădăcinilor, rezultând un strat pământ - compozit foarte compact şi foarte rezistent la aluviuni.

Geoneţesutul biodegradabil din iută sau in se va distruge într-o perioadă de 1-2 ani, creind un pat necesar pentru creşterea ierbii.

Masa specifică minimă a unui compozit de acest fel produs de firma Raltex (figura 4.98) este de 135g/m2.

Figura 4.98. Compozitele din geoneţesute însămânţate şi reţele din polietilenă Instalarea unui astfel de material necesită operaţii de pregătire a


297

terenului, de astupare a gropilor şi de nivelare, cu umezirea solului înaintea aplicării compozitului. În cazul utilizării fertilizatorilor, materialul nu va fi aplicat până la terminarea efectului erbicidului care poate distruge geoneţesutul şi scădea eficienţa în timp compozitului. În fisurile din sol, materialul trebuie aşezat pe o adâncime de cel puţin 50 cm, astfel încât apa să nu se poate infiltra dedesubtul materialului. Stâlpi de susţinere pot fi înfipţi în solul cu compozit pentru a preveni alunecările în perioada de formare a rădăcinilor.

Un astfel de material prezintă o dublă protecţie ecologică : apără solul împotriva eroziunilor provocate de apă şi vânt şi este făcut dintr-un deşeu ce conţine fibre de in, deci reciclează alte materiale.

Reţeaua din polietilenă este stabilă chimic şi nu interacţionează cu mediul. După dezvoltarea ierbii, ea fiind amplasată la un cm sub suprafaţă nu este vizibilă şi nu strică aspectul estetic, iar în final, materialul oferă o soluţie ieftină împotriva eroziunilor solului.

4.5.4. DEPOZITE DE DEŞEURI CU GEOTEXTILE Soluţiile de principiu pentru depozitele de gunoaie menajere sunt

prezentate în figura 4.99 (a şi b) în timp ce în figura 4.99 c este prezentată soluţia pentru acoperirea depozitelor de gunoaie, aceste soluţii oferind o protecţie totală a mediului înconjurător.

Figura 4.99. Soluţiile de principiu pentru depozitele de gunoaie


298

Principalele probleme care trebuie rezolvate, legate de aceste amenajări sunt următoarele: • etanşarea perfectă a bazei depozitului, astfel încât apele reziduale din el să nu mai pătrundă în subteran; • captarea acestor ape, care se adună pe suprafaţa inferioară a drenului şi conducerea către o staţie de epurare; • protecţia părţii superioare, după închiderea acestuia, asigurându-se protecţie faţă de precipitaţii şi colectarea gazelor ce rezultă din fermentarea gunoaielor şi apoi conducerea lor în afara depozitului.

Soluţia de încapsulare a depozitelor de gunoaie menajere presupune o acurateţe deosebită în realizarea straturilor, dar utilizarea geotextilelor simplifică tehnologia şi nu presupune operaţii speciale de şantier.

La haldele minerale, soluţiile sunt identice, cu examinarea necesităţii stratului pentru drenarea gazelor. La aceste construcţii pe taluzul exterior este necesar să se aşeze un geotextil biodegradabil, însămânţat sau nu, pentru a asigura o protecţie vegetală rapidă. 4.5.5. Trecere în revistă a principalelor domenii de utilizare a geotextilelor

4.5.5.1. Drumuri permanente Prin separarea diferitelor straturi de materiale, geotextilul stabilizează

construcţia drumului care este proiectat să reziste la solicitări dinamice şi statice.

Figura 4.100.


299

îmbrăcăminte într-o modalitate simplă, eficientă şi economică.

Figura 4.101

4.5.5.3. Conducte şi şanţuri Amplasând material geotextil pe fundul unui şanţ creşte considerabil

capacitatea sa portantă.

Figura 4.102

4.5.5.4. Drumuri temporare Plasarea geotextilului sub stratul de pietriş superior creşte capacitatea de rezistenţă a drumului la traficul greu continuu. În acest mod, tractoarele sau maşinile grele nu se vor mai împotmoli în stratul de pietriş.

4.5.5.2. Fundaţii Plasate sub fundaţii, materialele geotextile înlocuiesc stratul de


300

Figura 4.103

4.5.5.6. Podele de beton Sub podelele de beton, postarea unui material geotextil permeabil protejează stratul drenant de contaminarea cu beton şi pământ.

Figura 4.104

4.5.5.7. Zone de depozitare Folosind material geotextil se previne amestecarea straturilor ca şi

înfundarea stratului drenant.

Figura 4.105


301

4.5.5.8. Parcări Zonele supuse la încărcări statice considerabile necesită un fundament

foarte stabil. Geotextilele oferă aceasta prin separarea diferitelor straturi de material, esenţială pentru menţinerea capacităţii portante.

Figura 4.106

4.5.5.9. Izolare fonică În blocurile de apartament, geotextilele sunt utilizate în scopul

asigurării izolaţiei fonice.

Figura 4.107

4.5.5.10. Extindere drumuri Geotextile saturate cu bitum previn pătrunderea apei de suprafaţă până

la stratul de rezistenţă, spălarea particulelor fine şi reduc frecvenţa apariţiei de fisuri şi spărturi.


302

Figura 4.108

4.5.5.11. Grădini pe acoperiş Geotextilele se folosesc în acest caz ca straturi de separare, protecţie

mecanică a membranelor acoperişului şi filtru de protecţie a oricărui eventual strat de drenaj.

Figura 4.109

4.5.5.12. Pante Introducând geotextile dedesubtul stratului superior, panta va rezista

apei subterane, apei de ploaie sau din topirea zăpezii, care altfel vor spăla particulele fine.

Figura 4.110


303

4.5.5.13. Aeroporturi În cazul construcţiilor caracterizate de solicitări mari ale suprafeţei,

geotextilele stabilizează fundaţiile permiţându-le să suporte încărcări dinamice mari.

Figura 4.111

4.5.5.14. Căi ferate Creşterea rapidă a vitezei de circulaţie şi a sarcinii trenurilor au dus la

solicitări intense ale căii de rulare. Prezenţa fibrelor textile ajută la o mai bună stabilizare a fundaţiei, care rezistă astfel la încărcări dinamice mari.

Figura 4.112

4.5.5.15. Conducte de drenaj Utilizând geotextile permeabile, dispuse în jurul conductelor, se obţine

un sistem drenant eficient şi de mare fiabilitate, fără riscul înfundării.


304

Figura 4.113

4.5.5.16. Protecţie a coastelor Geotextilele asigură protecţia liniei coastelor, flexibilitatea şi

permeabilitatea lor oferind rezistenţă la impactul valurilor şi curenţilor, prevenind eroziunea şi spălarea particulelor fine.

Figura 114

4.5.5.17. Depozitare reziduuri (strat superior) În zonele de depozitare a deşeurilor, prezenţa geotextilelor pe ambele

feţe ale membranelor previn perforarea acestora Mai mult, geotextilele se folosesc ca straturi filtrante de protecţie a straturilor drenante.

Figura 4.115


305

4.5.5.18. Şanţuri drenante Geotextilele protejează sistemul drenant prin prevenirea amestecării

particulelor fine.

Figura 4.116

4.5.5.19. Diguri Digurile artificiale şi taluzuri necesită fortificarea cu materiale

rezistente pentru a face faţă forţelor naturii. Geotextilele le stabilizează şi previn spălarea particulelor fine.

Figura 4.117

4.5.5.20. Depozitare reziduuri (strat inferior) Aşa cum s-a precizat anterior, geotextilele depuse pe ambele feţe ale

membranelor le protejează pe acestea de apariţia perforaţiilor. Ele ajută de asemenea la depistarea pierderilor de lichid.


306

Figura 4.118

4.5.5.21. Drenaj de suprafaţă Drenajele de suprafaţă tind să fie umplute cu aluviuni provenite de la

solul înconjurător. Geotextilele menţin particulele fine la distanţă de stratul drenant asigurând eficienţa drenării.

Figura 4.119

4.5.5.22. Construcţii portuare Materiale geotextile plasate înapoia zidului de retenţie vor păstra stratul

drenant curat, ceea ce reduce presiunea hidraulică exercitată asupra zidului. Atunci când sunt plasate în faţa zidului de retenţie, geotextilele previn spălarea fundului mării.

Figura 4.120


307

4.5.5.23. Sisteme de purificare a apei Prezenţa geotextilelor pe ambele feţe ale membranei impermeabile

protejează sistemul de perforaţii.

Figura 4.121

4.5.5.24. Drenaj pentru clădiri La construcţia fundaţiilor şi a pereţilor subsolurilor, geotextilele asigură

un dren circular eficient, care poate preveni degradările produse de umiditate.

Figura 4.122

4.5.5.25. Canale şi maluri ale râurilor Geotextilele protejează malurile râurilor şi canalele într-un mod

eficient, fără a afecta mediul înconjurător.


308

Figura 4.123

4.5.5.26. Lacuri artificiale Membranele impermeabile sunt protejate de perforaţie cu ajutorul

geotextilelor.

Figura 4.124.

4.5.5.27. Rezervoare de apă Membranele impermeabile sunt protejate de perforaţie cu ajutorul

geotextilelor.

Figura 4.125


309

4. 6. PRINCIPALELE PROPRIETĂŢI ALE GEOTEXTILELOR ŞI METODE DE ANALIZĂ A ACESTORA

Deoarece geotextilele au fost produse de către industria textilă, într-o

primă perioadă proprietăţile lor au fost evaluate prin intermediul standardelor specifice materialelor textile. Relativ repede a devenit evident faptul că testele destinate materialelor textile nu ilustrau comportarea reală a geotextilelor, ca urmare a relaţiei speciale pe care acestea o au cu solul cu care sunt în contact. Ca urmare, institute specializate din diferite ţări au dezvoltat noi echipamente şi metode care ţin seama de destinaţia finală a geotextilelor. Pentru început, abundenţa de modalităţi de testare a creat dificultăţi în compararea geotextilelor produse în diferite ţări; astăzi, testele elaborate la nivel european oferă o bază comună de evaluare, fiind acceptate nu numai în Uniunea Europeană, ci în întreaga Europă, fiind în marea lor majoritate acceptate de ISO (International Standard Organisation).

Proprietăţile geotextilelor sunt în funcţie de structura şi de modul lor de fabricaţie. De asemenea, ele sunt în relaţie directă cu condiţiile mediului, care poate să le influenţeze.

Cele mai comune caracteristici ce sunt precizate în specificaţiile materialelor geotextile sunt rezistenţa la tensionare, dimensiunile porilor, permeabilitate, rezistenţa la perforare statică (CBR - California Bearing Ratio) şi rezistenţa la perforare prin căderea unui con. Frecvent este specificată masa pe unitatea de suprafaţă, chiar dacă această caracteristică nu influenţează performanţele geotextilului. Caracteristicile materialelor geotextile pot fi grupate în trei categorii: 1 descriptive 2 mecanice 3 hidraulice 4 alte proprietăţi (de rezistenţă la factori de mediu, etc) 4.6.1. Caracteristici descriptive ale geotextilelor

4. 6. 1. 1. Masa specifică (masa unităţii de suprafaţă):

ms = MS

, [kg/m2]

unde:


310

ms = masa specifică M = masa mostrei, kg S = suprafaţa mostrei, m2 Se determină prin cântărirea unei mostre de material geotextil de suprafaţă cunoscută.

4.6.1.2. Grosimea Reprezintă măsura distanţei care separă două feţe ale geotextilului,

exprimată de regulă în mm. Se determină la presiuni cuprinse între 2 kPa şi 200 kPa, care simulează situaţiile care pot interveni în utilizarea materialului geotextil. 4.6.2. Caracteristici mecanice

4.6.2.1. Rezistenţă mecanică Geotextilele ţesute sunt de regulă caracterizate de rezistenţă mai mare şi de extensibilitate mai redusă în comparaţie cu geotextilele neţesute, acestea din urmă fiind caracterizate de foarte bună uniformitate direcţională a rezistenţelor mecanice.

4.6.2.2. Rezistenţa la tracţiune

Pentru determinarea rezistenţei la tracţiune o probă este fixată între două dispozitive de prindere de 2,5 – 5 cm care trag mostre de 10 × 20 cm cu viteză de tensionare constantă în vederea determinării alungirii şi proprietăţilor tensionale.

4.6.2.3. Proprietăţi tensionale ale geotextilelor prin metoda Wide Width. Folosită în special pentru aplicaţiile de ranforsare, acest test foloseşte sisteme de prindere care întind materialul pe lăţime. Se folosesc mostre cu lăţime de 200 mm, iar la începutul testului distanţa dintre dispozitivele de fixare a probei este de 100 mm. Faptul că lăţimea probei testate este mai mare decât lungimea acesteia diferenţiază această metodă de alte metode de determinare a proprietăţilor mecanice.Asupra probei se aplică o forţă longitudinală, viteza de creştere a tensiunii de solicitare a probei fiind de 20% pe minut. La rupere se notează tensiunea de rupere, alungirea şi energia absorbită.


311

Figura 4.126

Un dispozitiv pentru determinarea rezistenţei Wide Width este prezentat

în figura 127. Utilizarea lăţimii mari a eşantionului testat urmăreşte să reducă tendinţa

geotextilului de a se contracta şi să ofere date despre comportarea în condiţiile ce există în exploatare. Acest test oferă date ce au semnificaţie deosebită în cazul utilizării materialului geotextil în aplicaţii de ranforsare.

Figura 4.127 Dispozitiv pentru determinarea rezistenţei Wide Width


312

4.6.2.4. Rezistenţa la perforare statică (CBR - California Bearing Ratio) Se determină prin fixarea unei probe între două inele de oţel, urmată de

împingerea unei piese de 50 mm în diametru în centrul probei până la ruperea acesteia.

Figura 4.128. Principiul determinării rezistenţei la perforare statică

Figura 4.129 Dispozitiv pentru determinarea rezistenţei la perforare clasică

Atunci când intervine ruperea probei se măsoară încărcarea maximă şi


313

deplasarea piesei. Un dispozitiv pentru determinarea rezistenţei la perforare clasică este prezentat în figura 4.129.

Pentru a dovedi rezistenţă ridicată la perforare, geotextilul trebuie să fie caracterizat fie de rezistenţă mecanică mare, fie de alungire mare.

Figura 4.130. Geotextilul rezistă la perforare numai dacă are fie rezistenţă mecanica mare

(desenul de sus), fie alungire mare (desenul median). Altfel se produce perforarea geotextilului (desenul de jos)

4.6.2.5. Rezistenţa la perforare (US Road) Determinarea ei se face identic cu determinarea CBR, cu excepţia dimensiunilor piesei care solicită materialul geotextil, care are un diametru mai mic (8 mm).


314

Figura 4.131. Determinare US Road

4.6.2.6. Rezistenţa dinamică la perforare (testul de cădere a conului) Se determină prin trimiterea asupra centrului unei probe fixate într-o

piesă inelară a unui corp conic cu masă de 1 kg, ce cade liber de la înălţimea de 500 mm. Se măsoară diametrul perforaţiei rezultate.

Figura 4.132. Determinarea rezistenţei dinamice la perforare

4.6.2.7. Rezistenţa trapezoidală la sfâşiere O probă de dimensiuni standardizate, care prezintă o tăietură pe o

distanţă de 15 mm, este supusă tensionării pentru a continua sau propaga ruperea.


315

Figura 4.133. Determinarea rezistenţei trapezoidale la sfâşiere

4.6.2.8. Grab Test O sarcină continuu crescătoare este aplicată longitudinal asupra unei

probe, testul continuându-se până la ruperea probei. Se măsoară valoarea maximă a sarcinii şi alungirea la rupere. Acest test simulează supunerea geotextilelor la forţe de tensionare ce acţionează asupra suprafeţei materialului geotextil, în timp ce stratul de la bază tinde să se deplaseze lateral.

Figura 4.134. Prezentare schematică Grab test

4.6.2.9. Rezistenţa la explozie hidraulică Acest test, cunoscut drept test Mullen, determină rezistenţa la explozie

hidraulică prin fixarea unui probe de către un inel, deasupra unei diafragme.


316

Diafragma este apoi umflată şi presează asupra materialului geotextil până la ruperea acestuia.

Figura 4.135. Prezentare schematică Mullen test

4.6.2.10. Compresibilitatea Compresibilitatea (E) reprezintă raportul dintre efortul normal în planul

geotextilului (τ) şi deformaţia specifică a geotextilului sub acest efort (ε) sau raportul dintre variaţia grosimii (∆Tg) şi grosimea totală Tg.

E = τε

[kPa]

e = g

TT∆ , [%]

4.6.3. Proprietăţi hidraulice

4.6.3.1. Porozitatea Reprezintă raportul dintre volumul total de goluri interioare al

suprafeţei de geotextil (Vg) şi volumul total (Vt):

P = g

t

V100

V⋅

4.6.3.2. Dimensiunile porilor Un anumit material granular calibrat este spălat, folosind o sită, printr-

un singur strat de material geotextil Se determină distribuţia dimensiunilor particulelor ce au penetrat materialul.


317

4.6.3.3. Debit de curgere Cantitatea de apă care curge printr-un singur strat de material geotextil

normal pe suprafaţa acestuia este măsurată în condiţii standardizate. Valoarea obţinută se exprimă în l/(s⋅m2).

4.6.3.4. Permeabilitatea la apă Caracterizează aptitudinea unui material geotextil de a lăsa să circule un

fluid (aer, apă). Este determinată prin măsurarea viteza de trecere a apei prin geotextil la o presiune a unei coloane de apă de 100 mm, şi se exprimă în litri/ m2×secundă.

P = QA t×

[l/m2×s]

unde: Q = cantitatea de apă, litri A = aria secţiunii transversale a probei, m2 t = durata curgerii volumului de lichid Q, secunde.

Determinarea permeabilităţii unui geotextil se poate face prin două metode.

Metoda cu presiune hidrostatică constantă în supunerea unui singur strat de material geotextil la curgerea unidirecţională a apei normal pe planul său, la o serie de valori constante ale presiunii hidrostatice.

Metoda cu presiune hidrostatică descrescătoare este similară celei anterioare, deosebirea constând în aceea că se aplică o presiune hidraulică care descreşte în timp. Rezultatul care se obţine este indicele de viteză (VIH50) exprimat în m/s ce corespunde unei pierderi de presiune de 50 mm prin mostra de material geotextil.

4.6.3.5. Permeabilitate sub încărcare Permeabilitatea perpendicular pe planul materialului geotextil este

măsurată la presiune hidraulică constantă şi la diferite valori ale sarcinii. Este un test util atunci când se urmăreşte compararea geotextilelor de grosimi diferite.

4.6.3.6. Permitivitatea Atât timp cât geotextilele pot avea grosimi diferite, evaluarea

coeficientului lor de permeabilitate poate fi înşelătoare. În multe cazuri, mut mai elocventă este valoarea permitivităţii, care reprezintă cantitatea de apă care


318

trece printr-un geotextil sub o anumită diferenţă de presiune şi la o anumită arie a secţiunii transversale.

Ψ = TQ Rh A t×

∆ × ×, [s-1]

unde: Ψ = permitivitatea, s-1 ∆h = diferenţa de presiune RT = factorul de corecţie pentru temperatură, care se determină cu relaţia:

RT = t

20

UU

, unde:

Ut = vâscozitatea apei la temperatura de testare (milipoise) U20 = vâscozitatea apei la temperatura de 20oC (milipoise) Coeficientul de permeabilitate se poate determina folosind valoarea permitivităţii cu ajutorul relaţiei:

K = Ψ × Tg, unde: Tg = grosimea geotextilului.

4.6.3.7. Transmisivitatea Este definită ca valoarea cantităţii de apă ce trece în planul geotextilului

la gradient hidraulic unitar şi raportat la unitatea de lăţime.

Θ = Kp × Tg, [m2/s] unde: Θ = transmisivitatea, m2/s Kp = coeficientul de permeabilitate în planul geotextilului, m/s Tg = grosimea geotextilului, m.


319

Figura 4. 36. Reprezentare schematică a aparatului pentru determinarea transmisivităţii

4.6.3.8. Filtrabilitatea Se referă la retenţia particulelor solului şi circulaţia apei (evitarea

colmatării). Ea este definită prin următoarele criterii: • criteriul de retenţie:

ds ≥ Og × a, unde: ds - diametrul particulelor solului; Og - diametrul de filtraţie al geotextilului; a - coeficient de corecţie; • criteriul de permeabilitate:

Kg ≥ Ks × P în care: Kg - coeficient de permeabilitate al geotextilului; Ks - coeficient de permeabilitate al solului; P - coeficient de corecţie.

4.6.3.9. Diametrul de filtraţie Reprezintă deschiderea geotextilului astfel încât n% din porii

geotextilului să aibă un diametru inferior unei valori prestabilite.


320

4.6.4.1. Degradarea geotextilelor prin expunere la ultraviolete şi apă Nivelul de degradare se determină prin testarea rezistenţei mecanice

înainte şi după expunerea pentru diferite durate de timp. Această metodă determină pierderea de rezistenţă a materialului geotextil prin expunere la radiaţii ultraviolete şi lumină folosind un aparat care utilizează un arc de xenon. Metoda compară 5 mostre de 2 × 6 inch de material geotextil expuse în condiţii standard de temperatură şi umiditate la durate diferite de expunere (150, 300 şi 500 ore), cu mostre netratate.

4.6.4.2. Pierderea de stabilitate ca urmare a acţiunii temperaturii Această metodă măsoară efectul temperaturii asupra rezistenţei la rupere şi a alungirii materialelor geotextile. Pentru aceasta, mostre de material geotextil sunt condiţionate la o temperatură astfel aleasă încât să corespundă cu temperatura la care geotextilul va fi expus în condiţii normale de utilizare, folosind o cameră de condiţionare care poate oferi temperaturi cuprinse între -40 şi +100°C, cu o precizie de ± 2°C. Asupra mostrelor astfel condiţionate se efectuează teste de determinare a rezistenţei şi alungirii. Metoda nu se recomandă pentru geotextilele tricotate. În continuare, în tabelele 4.17 şi 4.18 sunt date câteva dintre caracteristicile unor geotextile.

Prezentarea comparativă a proprietăţilor mecanice ale geotextilelor, în funcţie de tipul lor, este prezentată în tabelul 4.17.

Tabel 4.17. Proprietăţilor mecanice ale geotextilelor

Tip Sarcina la rupere

Alungirea la rupere

Rezistenţă penetrare

Deplasare penetrare

Perforare con

benzi mare mică mare mică medie Geoţesute filamente medie mică mare mică Medie termo-consolidate mică medie mică medie mică

filamente mică medie medie mare medie Geoneţesute

fibre scurte mică mare mare mare mare Proprietăţile hidraulice ale câtorva tipuri de geotextile sunt prezentate în

tabelul 4.18.

4.6.4. Alte proprietăţi


321

Tabel 4.18 Proprietăţile hidraulice ale câtorva tipuri de geotextile Tip PermeabilitateDimensiune pori Capacitate drenaj

benzi mică mică mare Geoţesute filamente mare mare – termo-consolidate medie medie – filamente mare mică mică Geoneţesute fibre scurte mică mică medie

4.6.5. Comportarea pe termen lung a geotextilelor

Ca şi alte materiale industriale destinate sectorului construcţiilor, geotextilele trebuie să aibă o durată de serviciu care să poată atinge o sută de ani, în condiţii de mediu complexe şi variate, şi adesea evolutive.

Cauzele modificării proprietăţilor şi caracteristicilor geotextilelor, în funcţie de factorul timp, sunt: • cauze interne: evoluţia stării materiei către un echilibru termodinamic, migraţia adaosurilor de filare şi stabilizare, fenomene de post-cristalizare; • cauze exterioare: prezenţa unui agent agresiv ca de exemplu reactivii chimici, oxigenul atmosferic, temperatura care pot antrena o modificare a proprietăţilor şi caracteristicilor geotextilului.

4.6.5.1. Îmbătrânirea Noţiunea de îmbătrânire este direct ataşată noţiunii de timp, ceea ce

conduce la ideea de inevitabilitate a acestui proces. Proprietăţile şi caracteristicile geotextilelor se modifică în timp, fără ca

să fie întotdeauna vorba de o alterare a lor. Se poate înregistra, în anumite cazuri, chiar o îmbunătăţire a caracteristicilor materialelor în urma trecerii timpului.

Pentru polimerii sintetici, procesul de fabricaţie antrenează modificări ale structurii care pot, sub efectul timpului, să conducă la apariţia unor fenomene de relaxare a tensiunilor, la unele procese de cristalizare, ce pot fi benefice în special pentru proprietăţile mecanice ale materialului (de exemplu creşterea modului de elasticitate).

Pentru suprafeţele ţesute, neţesute etc, timpul nu are efecte directe asupra comportării structurii. În schimb, unele tratamente suferite pe durata proceselor de fabricaţie (prezenţa anumitor auxiliari chimici, neuniformităţi de etirare, etc) sunt susceptibile de a antrena procese de degradare.


322

4.6.5.2. Comportarea fizico-chimică Mediul este ansamblul de factori exteriori materialului, susceptibili de a

interveni. El influenţează direct aspectul fizico-chimic al comportării materialelor geotextile.

Parametrii relativi ai mediului sunt: • natura şi concentraţia agenţilor chimici (oxigen, apă, solvenţi, reactivi chimici) sau agenţi biologici la contactul cu geotextilul; • natura, spectrul şi intensitatea radiaţiilor ce parvin pe suprafaţa geotextilului; • valorile extreme şi variaţiile temperaturii mediului înconjurător, care pot influenţa pozitiv sau negativ factorii precizaţi. • efectele care pot să apară la contactul dintre materialele granulare şi geotextil (blocajul fibrelor, fosilizarea reţelei, includerea de particule etc.) pot să modifice, de asemenea, caracteristicile geotextilelor.

4.6.5.2.1. Stabilitatea la agenţi chimici După natura polimerilor utilizaţi, comportarea pe termen lung a

geotextilului este variabilă. În condiţii obişnuite de utilizare, geotextilul răspunde exigenţelor de utilizare. Anumiţi solvenţi organici, prin penetrare în material, pot să umfle polimerul (de exemplu în cazul polipropilenei în prezenţa lichidelor petroliere) şi deci să-i scadă performanţele.

În acelaşi timp, prezenţa apei la contactul poliamidei alterează proprietăţile mecanice. Pentru policlorura de vinii, pierderea plastifiantului fragilizează produsul şi se poate antrena ruperea sa. În mediul bazic, poliesterul se hidrolizează în special dacă acţiunea mediului alcalin este asociată cu acţiunea temperaturii. Având în vedere varietatea reactivilor chimici, este necesară verificarea geotextilului şi urmărirea comportării acestuia.

4.6.5.2.2. Stabilitatea la agenţi biologici Anumite microorganisme, mucegaiuri, ciuperci, insecte, rozătoare sunt

capabile de a deteriora fie polimerii, fie suprafeţele textile. De cele mai multe ori microorganismele atacă în mod particular adaosurile (plastifianţi, antioxidanţi etc.) mai mult decât polimerul propriu-zis. Când geotextilele constituie un obstacol în căutarea hranei unor rozătoare, ele pot fi degradate fără a prezenta, de fapt, o sursă de alimentaţie pentru aceste animale.


323

4.6.5.2.3. Stabilitatea la radiaţii ultraviolete În majoritatea cazurilor, geotextilele sunt protejate de radiaţii printr-un

strat de materiale granulare. Pentru anumiţi polimeri, radiaţiile pot să amorseze procesul de degradare (polipropilena, polietilena). Este deci recomandat, în toate cazurile, limitarea în timp a expunerii suprafeţelor textile la lumina solară şi a tuturor intemperiilor.

4.6.5.2.4. Comportarea mecanică Utilizarea geotextilelor, la aplicaţii din ce în ce mai complexe în

domeniul construcţiilor, a impus o mai bună cunoaştere a comportării mecanice la tracţiune.

Fluajul este fenomenul care se manifestă prin creşterea deformaţiei în funcţie de timpul în care o solicitare a fost aplicată. Pentru polimeri, aceasta se exprimă prin curba deformaţiei în funcţie de timp, sub efortul constant şi în condiţii de temperatură şi de mediu determinate. Criteriul de degradare depinde de materialul testat. Putem să avem: • rupere fragilă; • un prag de curgere pentru materialele cu alungire puternic plastică, în general, toţi polimerii sunt sensibili la fluaj dacă se depăşeşte temperatura de tranziţie vitroasă. De exemplu, polipropilena şi polietilena sunt susceptibile de fluaj la temperaturi obişnuite, ceea ce nu este cazul la poliester şi poliamidă.

Atunci când geotextilele sunt utilizate în căile de comunicaţie, ele sunt supuse la solicitări alternante care pot să conducă la apariţia rupturilor prin oboseală. S-a constatat că structura geotextilului este mai puţin sensibilă la oboseală decât polimerul.

4.6.5.2.5. Comportarea hidraulică Funcţia hidraulică a geotextilelor (dren şi/sau filtru) este esenţială atât

pe termen scurt cât şi pe termen lung, în lucrările de drenaj. Se întâlnesc trei cazuri: scurgere permanentă, scurgere

intermitentă/temporară, scurgere alternantă. În toate aceste cazuri, structura solului, fie la început, fie după un timp,

trebuie să protejeze geotextilul, ceea ce va conduce la respectarea duratei de viaţă preconizate. Colmataj mineral

Există două riscuri majore de colmataj mineral:


324

• penetrarea particulelor în interiorul geotextilului (în general neţesut) şi deci reducerea permeabilităţii. Geotextilul neţesut este mai vulnerabil dacă este subţire. • obturarea canalelor de trecere a fluidului în geotextil. Geotextilele ţesute sau neţesute compacte sunt mai vulnerabile la acest tip de colmataj. Colmataj chimic

După natura apelor şi conţinutul lor în materii dizolvante există posibilitatea precipitării unor săruri pe suprafaţa geotextilului, în principal a carbonarului de calciu. În zonele sensibile este necesară analiza prealabilă a apelor şi realizarea unor sisteme drenate anrobate cu un geotextil. Se menţionează că acolo unde sunt ape cu săruri de fier aflate sub acţiunea unor microorganisme se poate depune pe geotextil hidroxidul feric care va obtura total geotextilul. Colmataj biologic

La lucrările fluviale şi în zonele de deversare se poate înregistra asupra texturii fibroase o proliferare a algelor, care poate să reducă permeabilitatea suprafeţelor şi deci să împiedice funcţia de filtraţie a geotextilului.

325

BIBLIOGRAFIE 1. V. Strunga, Prefabricate drenante, Tribuna Construcţiilor, anul 7, nr. 19 (319), 13 mai 2005 2. The Wordsworth Dictionary of Science and Technology, Wordsworth Editions Ltd (Jul 1995) 3. Maria Zamfir, Textile neconvenţionale, Editura Cermi, Iaşi, 2000 4. Iliescu, M., 1994. Geosintetice. Editura Dacia, Cluj-Napoca 5. Amit Rawal, Relationship between Process Parameters and Properties of Multifunctional Needlepunched Geotextiles, Journal of Industrial Textiles, Vol. 35, No. 4, 271-285 (2006) 6. Koerner, R. M., Soong, T. Y., The evolution of geosynthetics.” (1997). Civil Engineering, ASCE, 67(7), 62-64 7. Robert M Koerner, Designing With Geosynthetics, Prentice Hall, 2005 8. Cevat Yaman, Joseph P. Martin, Eyup Korkut, Use of Layered Geotextiles to Provide a Substrate for Biomass Development in Treatment of Septic Tank Effluent Prior to Ground Infiltration, J. Envir. Engrg., Volume 131, Issue 12, pp. 1667-1675 (December 2005) 9. XXX, Dicţionar Textil, 10. Hsuan, Y. G. and Koerner, R. M. (1993), "Can Outdoor Degradation be Predicted by Laboratory Accelerated Weathering?", Geotechnical Fabrics Report, Vol. 11, No. 8, pp. 12-16. 11. Hsuan, Y. G., Koerner, R. M., Soong, T.-Y. (1994), "Behavior of Partially Ultraviolet Degraded Geotextiles,"Proceedings 5th International Conference on Geosynthetics, Singapore, Vol. 3, pp. 1209-1212. 12. Viebke, J., Ifwarson, M. and Gedde, U. W. (1994), "Degradation of Unstabilized Medium-Density Polyethylene Pipes in Hot-Water Applications", Polymer Engineering and Science, Vol. 34, No. 17, pp. 1354-1361. 13. Deberandino, S., The role of the mullen burst in geotextile specifications, Geotechnical Fabrics Report, 12(3), p.41, 1994 14. Rustom, R. N., Wegget, J. R., A laboratorz investigation of the role of geosyntetics in interill soil erosion and sediment control, Geotechnical Fabrics report, 11(3), p. 16, 1993 15. Aydilek, A. H., Edil, T. B., 2002, “Filtration Peformance of woven Geotextiles with wastewater treatment sludge”, Geosyintetics International, 1(9), p. 41


326

16. Bhatia, S. K., Smith, J. L., 1996, “Geotextile Characterization and Pore Size Distribution, A review of Test Methods and Results”, Geosyntetics International, 2(3), p.155 17. http://www.drexel.edu/gri/gmat.html 18. http://www.geofabrics.com.au/bidim.htm 19. http://web.utk.edu/~mse/pages/Textiles/Geotextiles.htm 20. http://www.ag.ohio-state.edu/~ohioline/aex-fact/0304.html 21. http://www.acf-environ.com/stabprod.html 22. http://www.cofra.com/typar.html

326

CAPITOLUL 5 PRODUSE TEXTILE INTELIGENTE

5.1. INTRODUCERE

Una din problemele cu care se confruntă astăzi industria textilă este

competiţia extrem de accentuată, iar una din soluţii pentru a face faţă acestei competiţii este găsirea unor breşe în care pot fi identificate oportunităţi de dezvoltare. Foarte multe companii specializate în producerea materialelor şi a confecţiilor textile s-au orientat, o lungă perioada de timp, pe îmbunătăţirea, perfecţionarea produselor şi proceselor, ceea ce astăzi nu mai este suficient. În acest context, după textilele tehnice şi funcţionale, cele mai recente dezvoltări în domeniul textilelor indică apariţia, în forţă, a produselor textile inteligente, care reprezintă o grupă de produse cu numeroase aplicaţii inovatoare. Inovaţia în domeniul materialelor textile a atins, în ultimii ani, cote nebănuite de cei mai mulţi dintre noi. Într-o perioadă relativ scurtă, respectiv în ultimii 50 de ani, industria de textile şi îmbrăcăminte a suferit schimbări revoluţionare având parte de cele mai remarcabile inovaţii. Nu este vorba numai de textilele performante, cu destinaţii multi-funcţionale (îmbrăcăminte, protecţia mediului, geotextile etc.) sau de cele cu proprietăţi deosebite (antibalistice, protecţie chimică, biologică etc.), considerate sisteme pasive, ci despre materiale sau structuri inteligente care “simt” şi reacţionează la stimuli externi de natură mecanică, termică, chimică, magnetică ş.a. Ele sunt sisteme complexe proiectate prin combinarea într-un mod inteligent a tehnologiilor textile avansate şi tehnologia informaţiei şi electronicii.

Conţinutul de tehnologie înaltă (high-tech) trebuie înţeles nu numai în termenii care privesc materialele utilizate ci şi sub aspecte legate de concepte, structură şi procese de fabricaţie. Apariţia lor a fost posibilă datorită progreselor obţinute nu numai în domeniul tehnologiilor textile ci şi în alte domenii în care sunt incluse bio-tehnologiile, nano-tehnologiile, tehnologia informaţiei, micro-electronica, etc.

Multe din inovaţiile din domeniul materialelor textile din ultimele decenii au avut iniţial aplicaţii militare – de la structurile din fibre de sticlă la echipamentul anti-glonţ, de la materialele care asigură protecţia chimică la materialele compozite.


327

Rezultatele cercetărilor ştiinţifice şi tehnologice de înalt nivel vor genera noi cunoştinţe necesare pentru a da posibilitatea ca industria textilă să facă trecerea de la o industrie bazată pe resurse la o industrie bazată cunoaştere, de la cantitate la calitate, de la producţia de masă la producţia la comandă, de la produse şi servicii „materiale şi tangibile” la cele „intangibile” cu valoare adăugată ridicată, de la strategii care vizează creşterile cantitative la cele inovative. Aceste schimbări vor conduce, în mod evident, la o nouă industrie textilă, unde ştiinţa este factorul determinant. Dezvoltarea unor tehnologii pentru textilele inteligente implică eforturi care au în vedere o serie de aspecte, cum sunt: • complexitatea produselor ca urmare a combinaţiei dintre componentele „high-tech” şi materialele textile; • multidisciplinaritatea tehnologiilor implicate; • dificultăţile legate de producerea la scară industrială; • produsele trebuie să fie rezistente la purtare şi la tratamentele de întreţinere (curăţare); • produsele nu trebuie să afecteze confortul; • elaborarea de noi tehnici de măsurare şi standardizare a lor; • asigurarea protecţiei rezultatelor în mod adecvat, în armonie cu diseminarea lor; • asigurarea un „training” adecvat al utilizatorilor.

5.2. MATERIALE INTELIGENTE

Conceptul de materiale inteligente (engl. “smart materials”) a apărut în 1989 în Japonia [1] fiind folosit pentru a defini materiale care prezintă un comportament dinamic, modificându-şi proprietăţile sub acţiunea unui factor extern (figura 5.1). Materialele inteligente încorporează caracteristicile de adaptabilitate şi de multifuncţionalitate, fiind capabile să prelucreze informaţiile, utilizând exclusiv caracteristicile intrinseci ale materialelor. Inteligenţa artificială, care poate fi modelată prin simulare pe calculator, implică cinci caracteristici de bază [2]:

1 - senzitivitatea; 2 - impresionabilitatea (memorie);


328

3 - modificabilitatea (adaptare şi învăţare); 4 - activitatea (realizare de sarcini şi acţiuni); 5 - imprevizibilitatea (posibilitate de abatere de la experienţa anterioară).

Fig. 5.1. Comportamentul dinamic al materialelor inteligente [47, 52]

Preocuparea de-a crea inteligenţă artificială a pornit de la noţiunea de structură adaptivă. Spre deosebire de structurile convenţionale, care au doar rolul de-a suporta sarcinile statice şi dinamice, structurile adaptive îşi pot modifica caracteristicile în funcţie de solicitări, putând face faţă, de exemplu, unor modificări de formă. Prin analogie cu ştiinţele biologice, sistemele inteligente pot îndeplini funcţii de activatori (muşchi), de senzori (nervi) sau de control (creier). Noţiunea de material inteligent poate fi extinsă la un nivel mai înalt de inteligenţă artificială, prin încorporarea unei "funcţii de învăţare". Rezultă un material foarte inteligent care poate detecta variaţiile mediului şi-şi poate modifica caracteristicile proprii astfel încât să controleze variaţiile care au generat această modificare. S-au dezvoltat, astfel, noţiunile de "inteligenţă pasivă" (care permite doar reacţia la mediu) şi de "inteligenţă activă" (care reacţionează la constrângeri mecanice, termice sau electrice exterioare, ajustându-şi caracteristicile printr-un sistem de feed-back) [3]. Materialele inteligente, au mai fost numite şi senzoriale, adaptive, metamorfice, multifuncţionale sau “deştepte” (engl.: smart). Un ansamblu de materiale inteligente, analizat la scară macroscopică dar integrat la scară microscopică poartă denumirea de “structură inteligentă”. Ea se poate auto-monitoriza, reacţionând unitar la orice stimul extern [4]. Cea mai simplă structură materială inteligentă este alcătuită dintr-un senzor, un actuator şi un amplificator de feed-back.


329

Proprietăţi specifice materialelor inteligente au fost identificate la o multitudine de materiale metalice, polimere, materiale compozite sau cristale lichide [1]. Materialele textile inteligente pot fi caracterizate ca fiind structuri textile capabile să sesizeze stimuli externi, să reacţioneze şi să se adapteze la aceşti stimuli având funcţionalităţi integrate în structură.

Atât natura stimulului cât şi a răspunsului pentru aceste materiale sunt extrem de diverse. Astfel, factorii externi includ câmpuri magnetice sau electrice, variaţii ale regimului termic, acţiuni mecanice, etc. Potenţialul acestor materiale inteligente este foarte mare, ele putând să-şi modifice faza, gradul de vâscozitate, dimensiunile, proprietăţile electrice, unele caracteristici legate de aspect etc.

Prima generaţie de textile inteligente utiliza materiale textile convenţionale şi aveau integrate ulterior producerii lor, elementele externe de tipul componentelor electronice care le conferea atributul inteligenţei. Aceste componente trebuiau să fie îndepărtate de pe suportul textil înainte de spălarea (curăţarea) produsului. Această limitare, cauzată de întreţinere, a necesitat găsirea unor soluţii prin care componentele electronice să fie integrate în structurile textile simultan cu fabricarea lor.

În a doua generaţie, componentele care conferă inteligenţă produsului sunt ele însăşi transformate, în totalitate, în materiale textile. Funcţiile de bază ale textilelor inteligente pot fi clasificate în cinci grupe: • de recepţionare a stimulilor externi (senzorială); • de procesare a informaţiilor şi a datelor • de actuator – efectuare a unei acţiuni (adaptare la stimuli); • de comunicare, transmitere a datelor; • de generare, stocare, absorbţie de energie.

Aceste funcţii au, fiecare, un rol bine definit iar textilele inteligente le pot îndeplini pe toate sau numai pe unele din ele. Toate aceste funcţii necesită materiale şi structuri adecvate care trebuie să fie compatibile cu funcţiile produselor de îmbrăcăminte: confort, durabilitate, rezistenţa la tratamentele de întreţinere etc.

Materialele textile inteligente (MTI) pot “gândi” şi modifica (adapta) proprietăţile conform condiţiilor externe. Între altele, aceste materiale pot: • să-şi schimbe culoarea;


330

• să genereze şi să transfere căldură utilizând curentul electric sau modificarea de fază; • să fie folosite ca senzori, sensibili la modificările de temperatură din mediu sau din corpul uman; • să memoreze forme şi să revină la forma anterioară, în general sub acţiunea căldurii.

Conform unor recomandări din literatura de specialitate [1, 5], materialele textile inteligente, în funcţie de comportamentul lor, de la recepţionarea stimulilor la răspuns, pot fi grupate în: • materiale inteligente pasive, care acţionează doar ca senzori, ele doar „simţind” factorii din mediu sau stimulii externi; • materiale inteligente active, care „simt” stimulii şi reacţionează (în mod controlat) la acţiunea acestora astfel încât, pe lângă funcţia de senzori ele au şi funcţia de actuatori; • materiale inteligente adaptabile, considerate foarte inteligente, care au capacitatea de a percepe impulsuri sau semnale externe şi de a reacţiona, adaptându-şi comportamentul în funcţie de circumstanţe.

Orice material inteligent presupune existenţa unui senzor iar până în momentul de faţă, cele mai mari progrese s-au obţinut în domeniul materialelor textile inteligente pasive de tip senzori.

În unele cazuri modificările apărute în materialul textil sunt vizibile dar, uneori, acestea se produc la nivel molecular fiind complet invizibile cu ochiul liber.

Iniţial, produsele textile inteligente şi îmbrăcămintea inteligentă şi-au găsit aplicaţii în domenii în care necesitatea monitorizării şi intervenţiei este de importanţă majoră, cum ar fi domeniile medical şi militar. Acesta din urmă dispunând de finanţări generoase, reprezintă de altfel, principalul beneficiar al celor mai importante realizări din acest domeniu. Este nevoie de textile inteligente pentru uniforme, pentru a proteja soldaţii aflaţi în misiune sau persoane aflate în condiţii meteorologice extreme. Acestea trebuie să realizeze o monitorizare continuă în situaţii de supraefort sau într-o climă în care adaptarea este dificilă. Dar, produsele care conţin materiale textile inteligente îşi găsesc aplicaţii şi în alte domenii extrem de diverse, de la îmbrăcămintea uzuală, la îmbrăcămintea pentru sport sau îmbrăcămintea de protecţie.

Materialele inteligente pot fi realizate prin introducerea unor substanţe cu proprietăţi speciale (polimeri, substanţe ceramice, aliaje metalice, parafine şi


331

săruri) în materiale de diferite naturi (textile, metale sau aliaje, mase plastice, ciment sau alte materiale pentru construcţii, etc).

În prezent materialele textile inteligente pot fi împărţite în următoarele patru grupe [47]: • materiale care memorează forma - materiale SMM (Shape Memory Materials); • materiale care îşi modifică faza - materiale PCM (Phase Change Materials); • materiale textile capabile să-şi modifice culoarea - materiale cromice; • materiale textile cu proprietăţi electrice speciale - materiale conductive.

Din multitudinea de materiale şi structuri inteligente, structurile textile inteligente se remarcă printr-un număr mare de avantaje care le fac unice în privinţa unor aspecte: • sunt omniprezente şi familiare; • sunt uşor de utilizat şi întreţinut; • au un contact pe suprafaţă mare cu corpul; • au funcţii estetice; • au o versatilitate crescută, ţinând cont de materia primă, structură, formă, tehnologii de fabricare etc.; • pot fi realizate la comandă; • pot fi produse pe maşini productive, cu costuri rezonabile, şi altele.

Aceste aspecte ar putea să constituie o deschidere către noi aplicaţii care nu erau posibile anterior, în special în domeniul monitorizării stării purtătorului şi tratamentelor medicale. Astfel, materialele textile care se pot afla în contact permanent sau de lungă durată cu pielea, fără pericol de iritare, pot fi utilizate în cazul monitorizării copiilor într-un mod discret şi natural ca şi a persoanelor în vârstă pentru care discreţia şi aspectele estetice sunt importante.

Textilele inteligente vor avea succes pe termen lung numai dacă senzorii şi componentele asociate sunt integrate în totalitate în produs. Aceasta reprezintă o mare provocare deoarece, pe lângă aspecte tehnice, concepte, materiale, structuri şi tratamente, trebuie avută în vedere, în primul rând, adecvanţa produsului la domeniul de utilizare, în sau ca material textil.


332

5.2.1. Senzori textili Senzorii (captatorii) sunt sisteme de detecţie ce traduc modificările mediului prin emiterea unor semnale cu ajutorul cărora este descrisă starea structurii şi a sistemului material [2]. Unei structuri i se pot ataşa sau îi pot fi încorporaţi senzori externi. Utilizarea senzorilor în cazul materialelor textile conferă acestora atributul de materiale textile inteligente iar unul din domeniile în care îşi găsesc utilizare aceste materiale este cel medical. De dată mai recentă pentru utilizarea în sistemul sanitar, sunt sistemele inteligente complexe obţinute prin integrarea unor senzorii textili în produsele de îmbrăcăminte care pot servi la monitorizarea semnelor vitale şi a poziţiei sau mişcărilor corpului, măsurarea / înregistrarea, unor parametri, cum sunt: • temperatura; • semnele vitale ale inimii (cardiograma) sau creierului (encefalograma); • sunetele emise de inimă, plămâni, sistemul digestiv, articulaţii; • ultrasunetele (care pot caracteriza fluxul sanguin); • parametri biologici sau chimici; • mişcarea (prin respiraţie sau mişcare propriu-zisă); • presiunea (presiunea arterială); • radiaţiile; • mirosurile, transpiraţia; • parametrii mecanici şi electrici ai pielii etc. O parte din parametrii menţionaţi sunt utilizaţi de foarte multă vreme în investigarea stării de sănătate în timp ce alţii au fost exploraţi foarte puţin sau chiar de loc. Cei mai investigaţi bio-parametri prin utilizarea senzorilor textili se referă la cardiograma, ritm respirator, mişcare, temperatură, presiune arterială. Avantajul utilizării îmbrăcămintei cu senzori pentru obţinerea acestor date, în comparaţie cu utilizarea aparaturii medicale specifice, este că îmbrăcămintea poate fi purtată un timp îndelungat fără a crea disconfort pe toată durata investigaţiilor iar contactul produsului cu pielea pe o arie largă dă posibilitatea monitorizării în diferite zone ale corpului. Astfel, acest tip de îmbrăcăminte cu senzori poate reprezenta o alternativă la aparatura medicală convenţională existentă în mediile sanitare actuale.


333

Au fost realizate astfel de produse de îmbrăcăminte destinate măsurării diferiţilor parametri vitali dar acestea folosesc senzori convenţionali integraţi în produs. Realizarea senzorilor textili si integrarea lor în sisteme textile inteligente, sub forma unor produse de îmbrăcăminte, reprezintă rezultatele mai multor proiecte de cercetare recente care au în vedere utilizarea lor la măsurarea ritmului cardiac şi înregistrarea cardiogramei pe baza biosemnalelor precum şi a ritmului respirator pe baza mişcărilor toracelui. • Senzorii textili pot fi obţinuţi prin tricotare sau ţesere din fire speciale cu proprietăţi electrice, cum sunt: • firele metalice; • fire metalice cu conţinut de fibre conductive în amestec cu fibre naturale sau sintetice; • fire cu conţinut de fibre electroconductive şi altele. În general vorbind, senzorii utilizaţi pentru realizarea produselor textile inteligente, atât cei clasici cât şi cei textili, se confruntă cu o serie de probleme, ca de exemplu: • stabilitatea senzorului care este influenţată de flexibilitatea şi deformabilitatea necesare pentru asigurarea confortului precum şi modificarea suprafeţei de contact cu corpul la mişcarea purtătorului; • amplitudinea relativ scăzută a semnalelor (la nivel de µV); • afectarea stabilităţii pe termen lung în urma purtării şi spălării produsului. Datele preluate prin intermediul senzorilor trebuie să fie procesate pentru a obţine informaţiile necesare. Senzorii pot doar să furnizeze date, problema care se pune este interpretarea lor, problemă care nu este minoră dacă se are în vedere că: • semnalele diferă de la subiect la subiect; • semnalele pot fi variabile în timp; • nu există standarde în domeniu; • nu se cunosc interdependenţele dintre parametri analizaţi. În plus, materialul textil, în sine, nu are capacitatea de a răspunde stimulilor, ceea ce impune utilizarea componentelor electronice care sunt disponibile în forme miniaturizate şi flexibile, fiind încorporate în materiale rezistente la apă, dar au o durabilitate limitată. Cercetări recente în domeniul realizării şi utilizării unor electrozi textili pentru înregistrare electrocardiogramei pe o perioadă de timp mai îndelungată au fost făcute la Universitatea din Linköping (Suedia), Facultatea de Inginerie


334

Biomedicală [7]. Pentru aceste cercetări s-au realizat electrozi textili obţinuţi prin ţesere şi prin tricotare, din trei categorii de fire fiecare, respectiv din fire: A - oţel 100%; B – 20% oţel şi 80% poliester; C – fire de cupru placat cu argint acoperite cu poliester. Cele mai bune rezultate le-au dat electrozii obţinuţi prin tricotare din firele din categoria B deoarece pe de o parte, structura, fiind realizată din fire cu o componentă textilă importantă, asigură confortul la purtare iar, pe de altă parte, având conductivitatea necesară, permite preluarea informaţiilor sub forma electrocardiogramei. Implementarea senzorilor textili este precedată de cercetarea comportamentului acestora, atât din punct de vedere al utilizatorului (confort, posibilităţi de întreţinere) cât şi a scopului pentru care au fost realizaţi (monitorizarea pe termen lung a parametrilor vitali). Utilizarea îndelungată poate duce la deformări ale structurii cu efecte negative asupra confortului şi aspectului estetic, şi mai ales, alterarea semnalelor transmise. Utilizarea fibrelor de oţel în structura senzorilor poate cauza probleme datorită proprietăţilor lor mecanice diferite de cele ale fibrelor textile. Deformaţii repetate pot duce la redistribuirea fibrelor şi modificarea parametrilor de funcţionare. O problemă specifică pe care o ridică senzorii textili destinaţi monitorizării ritmului cardiac sau a respiraţiei constă în faptul că îşi pot modifica parametri în urma proceselor de spălare la care sunt supuse produsele de îmbrăcăminte în care sunt încorporaţi. În cazul celor destinaţi monitorizării ritmului cardiac, care sunt în contact cu pielea o lungă durată de timp, mai apare şi problema influenţei negative a transpiraţiei. Cele mai recente realizări în domeniul utilizării senzorilor textili, cu referire la produse de îmbrăcăminte, au aplicaţii în medicină, sport, aeronautică, armată fiind rezultatele unor proiecte de cercetare internaţionale cunoscute sub diferite nume: Intellitex [4, 5], Wealthy [ 9, 10, 11], MyHeart [12], Biotex [14], Mamagoose [25], Smart Shirt [26, 27], Life Shirt [28], VTAMN (Medical Teleassistance Suit ) [29], ElekTex [30].

a) Costumul IntelliTex [4, 6] Unul dintre produsele de îmbrăcăminte inteligente prevăzute cu senzori textili s-a obţinut în cadrul proiectului “Intellitex” desfăşurat la Universitatea din Gent (Belgia) prin colaborarea dintre specialişti în textile, electronică şi pediatrie, şi a avut ca finalitate costumul “Intellitex” pentru monitorizarea pe termen lung a copiilor.


335

Materialul textil, care este o structură tricotată, înglobează senzorii şi acţionează ca un purtător de semnal. Senzorii au fost proiectaţi să monitorizeze ritmul cardiac, electrocardiograma şi respiraţia. Aceşti biosenzori au fost denumiţi “textrode” şi reprezintă zonele distincte tricotate într-o structură intarsia, fiind realizaţi din fibre de oţel (fig.5.2).

a) Electrod tricotat b) Textrode (3cm x 3cm)

Fig.5.2. Senzori textili tricotaţi

a) Aspectul exterior b) Aspectul interior

Fig.5.3. Elemente de detaliu ale costumului IntelliTex


336

Tehnica de tricotare intarsia face ca încorporarea lor în costum să conducă la un contact corespunzător cu pielea încât semnalele pot fi preluate direct, fără a fi necesară utilizarea electrogelului. De asemenea, costumul este considerat confortabil, nesupărător, sigur, purtabil şi cu posibilităţi de întreţinere (spălare). În figura 5.3 este prezentat detaliul de spate al costumului IntelliTex pe partea exterioară şi interioară, fiind vizibilă plasarea electrozilor, interconexiunilor şi a antenei de transmitere a semnalelor. Metoda convenţională de înregistrare a cardiogramei se bazează pe utilizarea unor electrozi plasaţi pe piele în diferite poziţii pe suprafaţa corpului şi a gelurilor electroconductive necesare pentru îmbunătăţirea contactului dintre electrozi şi piele, dar care, la o monitorizare de lungă durată (ex. 24 de ore) prezintă dezavantajul că irită pielea. În cazul costumului inteligent locul electrozilor a fost luat de structurile textile conductive tricotate din fibre conductive de oţel şi elimină utilizarea electrogelului. Neutilizarea electrogelului conduce la obţinerea unor semnale însoţite de “zgomote” înregistrate pe cardiograme dar, ele sunt suficient de clare pentru a se obţine informaţiile necesare. În figura 5.4 sunt prezentate trei secvenţe diferite ale unor electrocardiograme înregistrate în acelaşi timp, prin utilizarea metodei clasice (a, b, c) şi respectiv, prin utilizarea electrozilor textili (d, e, f) [4,6,24, 49]. Rezultatele cercetărilor au arătat că şi structura textilă în sine, în care este înglobat electrodul, constituie un parametru important. La schimbarea structurii, sau la modificarea parametrilor de structură datorită deformării în timpul purtării, contactul cu suprafaţa pielii variază. Dintre structurile textile, ca suport textil pentru senzorii textili, se preferă cele tricotate datorită elasticităţii lor care permite o bună fixare a produsului pe corp. Controlul asupra ritmului respiraţiei se poate obţine în urma deformării produsului îmbrăcat, datorită dilatării sau contracţiei toracelui, la baza măsurătorilor aflându-se biosenzorii textili de deformaţie. O structură textilă, cum este cea tricotată, se comportă ca o reţea complexă de trasee conductive, cu numeroase puncte de contact. În timpul deformaţiei unei astfel de structuri are loc modificarea puntelor de contact, alungirea fibrelor şi scăderea secţiunii lor transversale. Numărul de puncte de contact se modifică drastic chiar la alungiri reduse ale structurii. Creşterea numărului de puncte de contact determină scăderea rezistenţei electrice a structurii, în timp ce alungirea fibrelor şi reducerea secţiunii lor transversale


337

determină creşterea rezistenţei electrice. Astfel, se poate spune că variaţia rezistenţei electrice în timpul deformării structurii textile depinde de caracteristicile ei structurale. Acest comportament este specific structurilor cu proprietăţi piezorezistive, permiţând utilizarea lor în calitate de senzori de deformaţie.

Fig.5.4. Electrocardiograme obţinute prin metoda clasică (a, b, c) şi cu ajutorul electrozilor textili tip Textrode (d, e, f) [5, 6, 24, 49]

Biosenzorul textil realizat în scopul monitorizării respiraţiei, numit RESPIBELT [7], este o structură tricotată sub forma unei centuri din fire textile, fire de oţel şi fire elastomere Lycra, care se plasează în jurul abdomenului sau toracelui copilului. Firele elastomere Lycra conferă elasticitatea necesară pentru fixarea pe corp. În figura 5.5 este prezentat un detaliu al structurii senzorului “Respibelt”.


338

Fig.5.5. Structura tricotată din fire de oţel şi Lycra [6]

Deformaţiile secţiunii transversale şi lungimii acesteia în timpul respiraţiei determină variaţia a două caracteristici electrice ale centurii, respectiv a inductanţei şi a rezistenţei. Aceste variaţii sunt transmise, înregistrate şi procesate şi vor da informaţii privind ritmul respirator prin deformaţiile toracelui în timpul respiraţiei, deformaţii care duc la modificarea secţiunii transversale şi a perimetrului. Datele înregistrate sunt prezentate în diagramele din figura 5.6, în care, diagrama 5.6.a. indică variaţia inductanţei în timpul respiraţiei (datorită variaţiei secţiunii transversale, considerând centura ca un circuit de formă circulară care reacţionează la aceste variaţii) iar diagrama 5.6.b, pe cea a rezistenţei (care variază datorită modificării perimetrului centurii ca rezultat al modificării perimetrului toracelui în timpul respiraţiei). Problema care se pune în cazul acestui produs este cea a stabilităţii pe termen lung care are efecte negative în cazul monitorizării de lungă durată, fiind necesare proceduri de calibrare periodice. Costumul IntelliTex, în forma lui finală (fig.5.3), conţine nu numai biosenzorii menţionaţi ci şi interfaţa şi circuitele necesare recepţionării, înregistrării şi transmiterii datelor. Acestea trebuie să aibă dimensiuni minime, localizare şi un sistem de ermetizare care să nu afecteze confortul şi posibilităţile de întreţinere.


339

Fig.5.6. Înregistrări ale ritmului respirator [5, 24, 49]

Transmiterea datelor provenite de la biosenzori la o unitate centrală este posibilă în sistem “wireless” prin intermediul unei antene de forma unei spirale brodate pe costum, aşa cum se poate observa în figura 5.3 şi în detaliu, în figura 5.7.

Fig.5.7. Antenă textilă [6]

Proiectul de cercetare IntelliTex a fost finalizat în 2004 iar prototipul costumului este supus testelor clinice. În prezent, mai multe clinici şi-au


340

asumat răspunderea validării acestor structuri textile inteligente în analizarea activităţii respiratorii şi a activităţii inimii. Astfel, acest tip de produse textile reprezintă deja o realitate, aşteptându-se ca în curând să se producă şi variantele comerciale deşi, privitor la efectele lor pe termen lung, mai sunt încă întrebări fără răspuns. Rămân însă şi unele probleme care mai trebuie rezolvate pentru ca aceste sisteme să devină pe deplin funcţionale. Acestea se referă, pe de o parte la variaţia parametrilor pielii care sunt diferiţi de la om la om, se modifică în timp şi variază pe zone diferite ale corpului. De asemenea, o serie de probleme ţin de structura textilă care este deformabilă, poate pierde contactul cu pielea, îşi modifică comportamentul pe termen lung, apar modificări în urma spălării şi altele. Costumul IntelliTex a avut un precursor în centura tricotată prezentată în figura 5.8 care a reprezentat prototipul realizat pentru derularea primelor cercetări în acest domeniu. Ritmul cardiac este monitorizat prin intermediul biosenzorilor (textrode) localizaţi în tricot în desenul intarsia din cuprinsul tricotului (urechile lui Mickey Mouse), iar ritmul respirator, prin intermediul biosenzorului Respibelt integrat în tricot pe toată lungimea acestuia, de jur împrejurul toracelui.

a) Centura îmbrăcată [5] b) Probleme de agăţare în zona Respibelt[8,9]

Fig.5.8. Prototipul centurii tricotate cu biosenzori textili

Centura a fost realizată pe o maşină rectilinie de tricotat cu comenzi electronice (CMS-Stoll), utilizând firele tip lână ca fire de fond şi fire metalice pentru biosenzori. Deşi structura tricotată se caracterizează prin elasticitate, în zona Respibelt, firele metalice nu au un comportament similar firelor textile,


341

ele se deformează şi ies la suprafaţa tricotului generând probleme de agăţare (fig. 5.8.b) [8, 9].

b) Costumul “Mamagoose” [25] Costumul “Mamagoose” este o realizare a companiei Verhaert Design & Development în colaborare cu laboratorul de fizică biomedicală a Universităţii din Bruxelles [25], acesta fiind destinat monitorizării respiraţiei nou-născuţilor fiind un sistem de alarmă în scopul prevenirii morţii subite în timpul somnului. Sistemul “Mamagoose” (fig.5.9) include pijamaua din tricot (tip body) care are integraţi biosenzorii şi o unitate electronică de captare şi procesare a semnalelor.

Fig.5.9. Costumul “Mamagoose”

Costumul se produce din tricot uşor lavabil, într-o gamă dimensională corespunzătoare pentru trei mărimi, iar senzorii, dintr-un material non-alergic. Produsul este astfel proiectat încât senzorii integraţi în produs să-şi menţină poziţia pe toată durata purtării şi monitorizării. Unitatea electronică conectată la senzori are două componente: bateria şi unitatea de memorare şi procesare. Procesorul este programat cu un algoritm de alarmare care, prin scanarea respiraţiei detectează situaţiile periculoase şi emite un semnal de alarmă. Are o memorie selectivă, sistemul memorând datele dintr-o anumită perioadă de timp înaintea şi după această alarmă.


342

Interfaţa de utilizare este simplă iar părinţii pot reseta ei înşişi sistemul după producerea unei alarme. Sistemul poate fi conectat la un calculator în vederea analizei şi stocării datelor (Fig.5.10).

Fig. 5.10. Sistemul de monitorizare

Cu cât sunt colectate mai multe date, cu atât vor putea fi programate mai multe situaţii echivalente unor alarme reale, micşorând numărul celor false. Datele memorate sunt analizate de medicii pediatri pentru cercetarea sindromului morţii subite la nou-născuţi şi transmise institutului de cercetare care asigură programarea unor noi situaţii. Cele trei mărimi pentru care este proiectat şi realizat acest costum sunt: S (pentru 0 – 4 luni), M (pentru 4 – 10 luni) şi L (pentru 10 – 18 luni). El înglobează 5 senzori dintre care, doi sunt destinaţi monitorizării respiraţiei iar ceilalţi trei, ritmului cardiac.

c) Costumul “Wealthy”[ 9, 10, 11] Costumul WEALTHY este realizat în cadrul proiectului cu acelaşi

nume finanţat de Uniunea Europeană prin Programul cadru 6, în 2005, condus Institutul Smartex din Italia [9].

Prin acest proiect, materiale textile inteligente de tipul fibrelor şi firelor care sunt înzestrate cu o multitudine de proprietăţi electrofizice (conductibilitate, piezorezistivitate etc.), sunt integrate şi utilizate ca elemente de bază la realizarea sistemului complex inteligent „Wealthy”, pentru măsurarea / monitorizarea parametrilor fiziologici ai purtătorului. Acest costum inteligent este mai mult decât un sistem dotat cu senzori, el integrând şi tehnologie informatică, dispozitive portabile de telecomunicaţii şi un sistem propriu de decizie.


343

Costumul poate ajuta la depistarea timpurie a unor afecţiuni, la tratarea bolnavilor cu afecţiuni cardiace cronice şi chiar la salvarea vieţii acestora, fiind dotat cu senzori care înregistrează parametrii vitali ai celor care-l îmbracă şi care este conectat la un centru de telemedicină. Prin monitorizarea continuă a celor care îl îmbracă, costumul poate fi deosebit de util şi pentru persoanele care se află în perioada de convalescenţă în urma unei intervenţii chirurgicale majore (de exemplu un transplant) sau pentru cele care lucrează în condiţii de mediu solicitante sau în condiţii de izolare.

Schematic, sistemul de monitorizare are reprezentarea din figura 5.11 în care pacienţii sunt îmbrăcaţi cu costumul Wealthy [10].

Fig.5.11. Schema generală a sistemului Wealthy [10]

Costumul este realizat din tricot elastic, fiind un produs mulat pe corp

tip body, cu mâneci lungi, realizat prin tehnologia de tricotare „seamless” (fără cusături) pe maşini circulare Santoni. Este prevăzut cu o serie de elemente care permit transmiterea datelor in timp real de la pacient la spital (Fig.5.12).

În interiorul costumului au fost integraţi şase electrozi pentru electrocardiogramă şi patru pentru monitorizarea activităţii respiratorii. În


344

partea internă a electrozilor este aplicat un gel care facilitează transmisia semnalului către piele. Câteva fâşii sensibile la tracţiune înregistrează mişcările spatelui, ale membrelor superioare şi inferioare, iar semnalele primite sunt transportate în interiorul tricoului, şi apoi centralizate, printr-un cablu conectat la o unitate portabilă (tip “computer palm”). Aceasta, agăţat de cureaua de la pantaloni ca un telefon mobil, înregistrează, procesează şi transmite biosemnalele la centrul de monitorizare prin intermediul unui sistem GPRS (General Packet Radio Service).

Fig. 5.12. Costumul Wealthy [10]

Sistemul Wealthy este o interfaţă electronică textilă purtabilă în care se

găsesc senzori, electrozi, conexiuni, toate fiind structuri textile. El înglobează tehnici de procesare şi transmitere a semnalelor. Senzorii, electrozii şi conexiunile sunt realizate cu fire conductive şi piezorezistive şi sunt integraţi în produs odată cu tricotarea produsului (în faza de tricotare). Acest sistem are capacitatea de a prelua şi de a transmite simultan mai multe categorii de biosemnale care descriu activitatea inimii, a respiraţiei şi a mişcării purtătorului. Este destinat monitorizării pacienţilor cu afecţiuni cardiovasculare aflaţi în perioada de convalescenţă. Sistemul poate să fie de ajutor şi pentru


345

persoanele active care sunt supuse la un efort fizic şi psihic considerabil şi/sau la riscuri majore datorate mediului de muncă şi profesiei.

Principalul obiectiv al acestui proiect a fost cel de creare a unui sistem de monitorizare a stării de sănătate şi de asigurare a confortului la purtare şi a libertăţii de mişcare. Monitorizarea şi înregistrarea simultană a diferitelor biosemnale oferă tabloul general al stării purtătorului în mediul său natural şi poate să ajute la identificarea influenţei diferiţilor factori psiho-emoţionali în timp ce utilizatorul desfăşoară o activitate fizică.

În figura 5.13 a şi b sunt prezentate alte două variante de produse de îmbrăcăminte tip “Wealthy” obţinute prin tricotare pe maşini circulare, respectiv rectilinii, zonele încercuite evidenţiind electrozii corespunzători monitorizării activităţii inimii [13].

a)

b)

Fig.5.13. Produse de îmbrăcăminte cu electrozi pentru monitorizarea activităţii inimii (ECG) a) Produs realizat pe maşini circulare de tricotat ; b) produs realizat pe maşini rectilinii de tricotat

Aspectul final in produs al electrozilor este ilustrat în figura 5.14.a iar în figura 5.14.b şi evidenţiază membrana care acoperă aceşti electrozi în scopul obţinerii unor înregistrări de bună calitate ale electrocardiogramei [18].


346

a)

b)

Fig.5.14. Electrozi pentru monitorizarea activităţii inimii a) Aspectul final al electrozilor; b) Membrana Hydrogel care acoperă electrozii

În figura 5.15 este prezentat un tricou realizat prin tehnologia « seamless » pe maşini circulare Santoni, având înglobaţi senzori piozezistivi pentru monitorizarea activităţii respiratorii [13]. Respiraţia determină variaţia perimetrului toracelui şi abdomenului ceea ce duce la modificarea lungimii senzorilor cu efect asupra variaţia rezistenţei electrice a acestora.

Fig.5.15. Tricou cu senzori pentru monitorizarea activităţii respiratorii

După obţinerea certificării, se are în vedere continuarea cercetărilor

pentru dezvoltarea unor produse similare pentru diferiţi utilizatori mai ales ţinând cont de extraordinarul potenţial pe care îl deţin sistemele purtabile de


347

monitorizare a stării de sănătate pentru persoanele în vârstă care vor putea să ducă o viaţă mai independentă şi în condiţii de siguranţă.

d) Îmbrăcămintea biomedicală inteligentă “MyHeart” [12] “MyHeart” este un proiect de cercetare finanţat de Uniunea Europeană în cadrul Programului Cadru 6 care a avut ca obiectiv principal realizarea unui sistem integrat de monitorizare continuă a semnelor vitale. Este destinat în principal persoanelor cu afecţiuni cardiovasculare de risc major, pe care le ajută, printr-o îndrumare personalizată, să evite atacurile de cord sau alte evenimente acute [12]. Sistemul a constat în integrarea unor senzori textili şi non-textili precum şi a unor componente electronice în îmbrăcămintea funcţională fiind capabil să proceseze datele în timpul purtării, (şi “la purtător”) să furnizeze diagnosticul, să detecteze tendinţe, evoluţii şi să reacţioneze la ele. Combinaţia dintre îmbrăcămintea funcţională şi componentele electronice integrate a condus la realizarea “îmbrăcăminţii biomedicale inteligente” (Intelligent Biomedical Clothes - IBC). Îmbrăcămintea inteligentă este un sistem de monitorizare pe termen lung, non-invaziv, cu eficienţă crescută datorită facilităţilor de amplasare a senzorilor şi a numărului crescut de zone de măsurare pe care le oferă. Deoarece senzorii pot fi integraţi în produs într-un mod discret, impactul negativ asupra confortului în timpul purtării este minimizat. Totuşi, marea provocare pe care o implică constă în creşterea calităţii semnalelor şi a administrării volumului mare de date rezultate ca urmare a contactului variabil dintre senzori şi piele, a deplasării lor, a localizării, uneori imprecise, şi a numărului mare de semnale recepţionate. La realizarea acestui sistem inteligent complex s-au avut în vedere cinci componente ce corespund tot atâtora domenii de aplicare: • componenta “CardioActive” - îmbunătăţirea parametrilor activităţii fizice ca mijloc de prevenire a bolilor cardiace; • componenta “CardioBalance” – îmbunătăţirea nutriţiei şi a dietei prin personalizarea acesteia; • componenta “CardioSleep” – îmbunătăţirea somnului şi relaxării pe baza biofeedback-ului şi a exerciţiilor de relaxare personalizate; • componenta “CardioRelax” – îmbunătăţirea soluţiilor anti-stres, pe baza biofeedback-ului şi a exerciţiilor de relaxare specifice antistres;


348

• componenta “CardioSafe” – diagnosticarea timpurie şi prevenirea evenimentelor acute (infarct miocardic, stop cardiac, şoc hipo/hiper glicemic şi altele) prin analiza continuă a semnelor vitale. Pentru realizarea produselor MyHeart s-a apelat la tehnologia de tricotare “seamless” pe maşini circulare de tricotat Santoni, electrozii fiind tricotaţi din fire din fibre metalice (produse de Bekintex NV, Belgia) şi fire cu proprietăţi bacteriostatice (PA tip Meryl®Skinlife – produse de Nylstar, Italia), ca fire de fond [13].

Câteva exemple de produse inteligente “MyHeart” sunt prezentate în figura 5.16 [18].

Fig. 5.16. Produse inteligente “MyHeart”

Din punct de vedere a numărului de electrozi şi a distribuţiei lor, produsele au diferite grade de complexitate, în funcţie de domeniile de aplicare.


349

e) Costumul pentru telemonitorizare medicală - Proiectul VTAMN [29] Proiectul de cercetare VTAMN a avut ca obiectiv realizarea unor echipamente medicale integrate în produse de îmbrăcăminte care să asigure creşterea gradului de autonomie, prin telemonitorizare şi teleasistenţă a persoanelor cu diferite afecţiuni cu risc şi optimizarea procedurilor medicale. Coordonatorul acestui proiect este Institutul de medicină spaţială şi fiziologie (MEDES) din Toulouse, Franţa iar dintre parteneri se evidenţiază companii producătoare de confecţii textile, de componente hard şi soft, şi de echipamente medicale.

Costumul pentru telemonitorizare (Medical Teleassistance Suit) este un sistem complex în care sunt integraţi senzori (electrozi textili pentru temperatură şi electrocardiogramă), echipamente medicale miniaturizate (pneumograf, EKG), procesoare şi sursele de energie necesare. În figura 5.17 este prezentat prototipul costumului, fiind vizibilă amplasarea senzorilor, prezentaţi în detaliu în figura 5.18.

a) fată / spate b) dreapta c) stânga

Fig.5.17. Costumul VTAMN


350

Fig.5.18. Senzori înglobaţi în costumul VTAMN

f) Proiectul Smart Shirt [26, 27] Proiectul „Smart Shirt” a avut ca obiectiv realizarea unui sistem de monitorizare a semnelor vitale, fiind iniţiat la Georgia Tech University (SUA) de către profesorul Sundaresan Jayaraman şi finanţat de U.S. Navy, în octombrie 1996.

Obţinerea produsului şi a primelor rezultate experimentale, a condus realizarea unui parteneriat între Georgia Tech Research Corporation şi compania Sensatex (specializată în fabricarea textilelor inteligente) care a avut ca obiective continuarea, dezvoltarea, producerea şi comercializarea produsului „Smart Shirt” [26, 27]. La prima vedere, produsul „Smart Shirt” este un tricou (fără mâneci) realizat prin tehnologia de tricotare „seamless” (fără cusături) fiind un produs flexibil şi confortabil (Fig.5.19). Produsul funcţionează ca un computer, având încorporat un sistem de senzori din fibre conductive, sau din fibre optice şi conductive, fiind creat iniţial pentru a fi folosit în domeniu medical, pentru bolnavii cronici, dar care se poate utiliza şi în cazul pompierilor, astronauţilor, personalului militar şi din poliţie, persoanelor în vârstă, sportivilor, copiilor nou-născuţi.

Senzorii cu care este prevăzut produsul permit monitorizarea diferitelor biosemnale, inclusiv ritmul cardiac, ritmul respirator, electrocardiograma, pulsul, sau temperatura corpului, dând un semnal de alertă purtătorului sau medicului în cazul apariţiei unor probleme de sănătate. Poziţia unora dintre aceştia este evidenţiată în figura 5.20.


351

Fig.5.19. Produsul „Smart Shirt”

Tipul de senzori care se înglobează în produs se particularizează în funcţie de nevoile purtătorului. De exemplu, în cazul pompierilor sunt necesari senzori care să monitorizeze nivelul oxigenului şi al gazelor nocive. Astăzi, Smart Shirt este un produs complex, care a parcurs mai multe stadii de dezvoltare de-a lungul celor 10 ani de la primul produs, depăşind stadiul de produs textil cu senzori încorporaţi şi fiind încadrat în prezent în categoria sistemelor computerizate purtabile.


352

Fig.5.20. Structura produsului Smart Shirt [26]

g) Sistemul „LifeShirt” [28] Sistemul computerizat LifeShirt realizat de compania VivoMetrics (California, SUA) include îmbrăcămintea LifeShirt, înregistratorul şi soft-ul de analiză şi raportare a datelor [28]. Este un sistem non-invaziv asigurând o continuă monitorizare şi înregistrare a datelor privitoare la parametrii cardio-respiratorii sau alte date de ordin fiziologic asigurând şi corelarea în timp a înregistrării acestora. Datele înregistrate sunt procesate conform unor algoritmi brevetaţi iar rezultatele sunt furnizate sub forma unor rapoarte sintetice. Îmbrăcămintea LifeShirt (Fig.5.21) este un produs uşor, confortabil, care se îmbracă şi se întreţine uşor fiind posibilă spălarea la maşină. Acesta are încorporaţi, prin ţesere, peste 10 senzori pentru monitorizarea biosemnalelor purtătorului. Compania VivoMetrics a realizat variante de produse pentru copii cu vârste cuprinse între 5 şi 17 ani (Fig. 5.22).


353

Fig. 5.21. Vesta LifeShirt [28]

Fig. 5.22. Variante pentru copii a produsului LifeShirt [28]

h) Proiectul Biotex – textile biosensibile

Proiectul de cercetare Biotex condus de Smartex (Italia), finanţat de Uniunea Europeană prin Programul Cadru 6, a avut ca obiectiv realizarea de textile biosensibile pentru domeniul medical [14].

Integrarea unor instrumente de monitorizare a stării de sănătate în structura materialelor textile conduce la siguranţă şi confort în utilizare.


354

Noutatea constă în faptul că dă posibilitatea monitorizării fluidelor biologice (transpiraţie, exudat, sânge) prin intermediul unor senzori plasaţi pe un substrat textil şi realizarea de măsurători biochimice. În cazul unora dintre fluidele care sunt supuse monitorizării, biosenzorii utilizaţi sunt chiar materialul textil din structura îmbrăcămintei. Tipurile de senzori folosiţi pentru măsurarea diferiţilor parametri sunt: • senzori optici pentru concentraţii chimice specifice; • senzori de pH; • senzori electrochimici pentru măsurarea concentraţiei electroliţilor; • senzori pentru respiraţie şi piezorezistivi; • senzori pentru activitatea inimii; • senzori pentru măsurarea intensităţii transpiraţiei; • senzori pentru măsurarea conductivităţii transpiraţiei. Ca domenii de aplicabilitate se menţionează: obezitate, diabet, răni sau plăgi superficiale, grefe de piele, activitatea sportivilor şi altele. În funcţie de domeniul de aplicabilitate, aceşti senzori vor fi plasaţi în locurile cele mai relevante în funcţie de patologie şi de cerinţele tehnice impuse de produsele textile.

5.2.2. Materiale textile cu memoria formei

Materialele cu memoria formei (Shape Memory Materials - SMM) pot fi definite ca materiale care îşi modifică forma sau dimensiunile la diferite temperaturi [47]. Ele pot trece din forma avută la un moment dat la o formă anterioară sub acţiunea căldurii (fiind considerate termosensibile). Efectul de memorie constă în capacitatea unui material de a-şi relua forma avuta înaintea unei deformări plastice, printr-o simplă modificare a temperaturii (încălzire la o anumită temperatură).

Un material cu memoria formei are proprietăţi diferite peste şi sub temperatura la care este activat. Sub temperatura de activare el poate fi deformat cu uşurinţă. La temperatura de activare materialul exercită o forţă pentru a reveni la forma iniţială. Materialele cu memoria formei reprezintă o grupă de materiale noi, cu o complexitate, încă neelucidată, a fenomenelor ce le însoţesc.

Acest tip de materiale pot fi utilizate ca actuatori mecanici, ele fiind materiale inteligente care sunt capabile să efectueze o acţiune.


355

Există mai multe tipuri de materiale care prezintă potenţial de memorare a formei. Dintre acestea fac parte aliajele (titan-nichel, cupru-zinc), polimerii poliuretanici, unele materiale ceramice, materiale compozite etc.

Produsele textile care încorporează materiale cu memoria formei au un potenţial larg de aplicare în îmbrăcăminte şi articole medicale. În domeniul îmbrăcămintei, aplicaţiile acestor materiale includ: îmbrăcămintea izolantă, îmbrăcămintea de protecţie, îmbrăcămintea neşifonabilă.

Încorporarea de materiale SMM în produse de îmbrăcăminte îmbunătăţeşte capacitatea de protecţie termică la temperaturi extreme. Activarea acestor materiale în articolul textil permite extinderea dimensiunilor zonelor de aer existente între straturile textile, ceea ce determină creşterea proprietăţii de izolare termică. a) Aliaje cu memoria formei Noţiunea de aliaj cu memoria formei (Shape Memory Alloy - SMA) este utilizată pentru acea grupă de metale care este capabilă să-şi modifice geometria când sunt supuse unui tratament termic, revenind la o formă sau dimensiune predefinită la o anumită temperatură. În general, aceste aliaje se pot deforma uşor la o temperatură relativ scăzută şi, dacă sunt expuse la temperaturi ridicate, ele îşi reiau forma sau dimensiunea anterioară deformării. Altfel spus, aceste materiale îşi „amintesc” geometria iniţială. Această proprietate extraordinară a aliajelor cu memoria formei este datorată structurii lor cristaline. Toate aliajele de acest tip prezintă două structuri cristaline, sau două faze, dependente de temperatură [4, 5]: • martensita, care se produce la temperaturi mai mici decât temperatura de transformare; • austenita, care se produce la temperaturi mai mari decât temperatura de transformare. Fenomenul de „memorie a formei” este prezent la anumite aliaje cu transformare martensitică reversibilă în care martensita are un caracter termoelastic. Un produs confecţionat dintr-un astfel de material poate fi deformat de la o formă iniţială, cu o configuraţie stabilă termic, până la o altă formă, cu o configuraţie instabilă termic. Se poate spune că un astfel de produs are memoria formei pentru faptul că, la aplicarea unei încălziri, poate reveni de la configuraţia instabilă termic la configuraţia iniţială, stabilă termic. La aliajele metalice, proprietatea de a avea memoria formei este rezultatul faptului că acestea prezintă o transformare reversibilă de la o stare


356

austenitică la o stare martensitică, la schimbarea temperaturii. Printre aliajele neferoase care au o martensită termoelastică reversibilă se pot enumera Ti-Ni, Cu-Al-Ni, Ti-Ni-Cu Au-Cd, şi altele. Un aliaj precum Cu-Al-Ni, va avea o structură cristalină cubică la temperatură mai mare decât temperatura de transformare si o structură ortorombică, sub această temperatură, ceea ce permite deformarea plastică a aliajului. Reîncălzirea materialului la temperatură superioară temperaturii de transformare determină revenirea la structura avută iniţial, ocupând forma corespunzătoare acelei structuri.

Acest aliaj reacţionează la variaţiile de temperatură ale corpului fiind capabil să producă modificările reversibile necesare pentru protecţie termică în condiţii climaterice în schimbare. El se poate utiliza sub formă de arcuri lamelare care, la temperatură inferioară sunt plate, iar la temperaturi superioare nivelului de activare, se încovoaie, asigurând izolarea termică necesară. Aceeaşi modificare a proprietăţilor la temperaturi sub şi deasupra valorii de activare o prezintă şi aliajul Ni-Ti (Nitinol). Sub nivelul de activare, aliajul este uşor deformabil. Odată atinsă această temperatură, aliajul adoptă o formă anterioară şi devine mult mai rigid. Pragul de activare poate fi modificat prin proporţiile de nichel şi titanium din aliaj. Cele două structuri cristaline distincte (martensită şi austenită) ale aliajului Ni-Ti sunt reprezentate în figura 5.23 [15]. În structură martensitică, aliajul se deformează uşor când este supus unei presiuni externe, datorită variabilităţii parametrilor a, b şi c (care au lungimi diferite) şi a unghiului γ.

Fig.5.23. Structura cristalină a aliajului Ni-Ti [15]


357

Dintre cele mai importante cercetări privind utilizarea aliajelor cu memoria formei se evidenţiază cele ale DCTA (Defence Clothing & Textiles Agency) din Colchester, Marea Britanie, care au vizat îmbrăcămintea de protecţie la temperaturi ridicate. Pentru aceasta au fost realizate arcuri din Nitinol care au fost încorporate în produsul de îmbrăcăminte [24]. La temperatura camerei, acestea au o formă plană, cu diametrul de 25mm, ele trecând la o formă conică odată cu creşterea temperaturii. Integrarea arcurilor în produs, între două straturi de material textil care se vor distanţa datorită modificării formei arcurilor determină formarea un strat izolator de aer între ele. În funcţie de forma arcurilor obţinută în urma transformării sub acţiunea temperaturii, produsele de îmbrăcăminte pot avea diferite grade de izolare la temperaturi ridicate sau scăzute. Figura 5.24 ilustrează poziţia unor asemenea arcuri în structura unei veste de protecţie.

Pe lângă numeroasele aplicaţii industriale, aliajele cu memoria formei au întrebuinţări multiple în domeniul medical. Utilizarea în tehnica medicală a acestor materiale inteligente, capabile să-şi reia forma la uşoara încălzire locală a zonei în care sunt implantate, a determinat creşterea preocupărilor cercetătorilor din domeniul ştiinţei materialelor pentru obţinerea unor aliaje cu proprietăţi performante.

Ca exemple de aplicaţii a unor astfel de aliaje sub formă de fibre la producerea unor produse de îmbrăcăminte se menţionează costumul care îşi auto-elimină cutele rezultate prin şifonare prin simpla încălzire şi cămaşa ale cărei mâneci se auto-rulează când temperatura depăşeşte punctul de transformare [5].

Polimerii poliuretani termoplastici au acelaşi comportament ca şi aliajele nichel-titanium, cu avantajul unei compatibilităţi superioare cu materialul textil. Temperatura de topire, inferioară celei a aliajelor, limitează utilizarea acestor polimeri pentru materiale non-inflamabile. Pentru aplicaţii vestimentare, modificarea de formă se constată la temperaturi apropiate de temperatura corpului uman.


358

Fig.5.24. Vesta de protecţie cu arcuri din Nitinol [24]

Figura 5.25 ilustrează modul în care un arc lamelar, realizat dintr-un

polimer cu memoria formei, îşi modifică geometria, devenind plan la o temperatură peste cea de activare


359

Fig.5.25. Modificarea geometriei unui material cu memoria formei

Pentru acest tip de materiale, dacă sunt utilizate la producerea îmbrăcămintei, este necesar ca temperatura de activare să fie situată în apropierea temperaturii corpului. Peliculele poliuretanice pot fi încorporate în produse de îmbrăcăminte. Când temperatura stratului exterior a scăzut suficient, pelicula poliuretanică se deformează tridimensional, mărind spaţiul liber dintre straturi şi permiţând înglobarea unei cantităţi mai mari de aer, cu efecte pozitive asupra capacităţii de izolare termică. Noua formă trebuie să fie suficient de rigidă pentru a rezista la presiunea exercitată de straturile de îmbrăcăminte şi la forţele care apar când purtătorul este în mişcare.

În figura 5.26 se exemplifică comportamentul unui material polimeric cu memoria formei obţinut din două straturi (un strat dintr-o peliculă de polimer cu memoria formei şi un strat din poliuretan termoplastic). Acest material stratificat, de formă plană poate, spre exemplu, să treacă de la o formă dreaptă la una curbată sub acţiunea temperaturii. El poate fi plasat între două straturi de material textil în scopul reglării izolării termice [15, 16] prin modificarea volumului de aer între cele două straturi textile.


360

Fig.5.26. Efectul modificării formei peliculei polimere

Funcţionarea peliculelor bimateriale laminate se bazează pe diferenţele existente între valorile coeficientului de expansiune termică pentru a crea un efect reversibil de încovoiere. Acest fenomen poate fi folosit pentru a determina separarea straturilor textile şi creşterea izolării termice. Modificarea dimensională trebuie să fie de minim 3%, principala problemă care poate să se producă în momentul expansiunii fiind riscul delaminării. DIAPLEX-ul este un polimer poliuretanic cu memoria formei, produs de Mitsubishi Heavy Industries şi folosit pentru produse de îmbrăcăminte inteligente [19]. Materialul, sub forma unei membrane, poate fi aplicat pe suprafaţa diferitelor materiale textile şi utilizate la produse de îmbrăcăminte exterioară pentru activităţi sportive şi pentru sezonul rece sau alte echipamente pentru condiţii extreme (ex. corturi). Diaplexul oferă un echilibru ideal între impermeabilitate şi permeabilitate având şi proprietăţi anticondensare. Pe lângă acestea, Diaplexul este caracterizat şi prin elasticitate ridicată (aprox. 200%), durabilitate, masă specifică redusă. Acest polimer este proiectat să fie activat la o temperatură de tranziţie, adaptând corpul uman la modificările termice produse atât în interiorul, cât şi la exteriorul produsului. La atingerea temperaturii de tranziţie, datorată fie unei activităţi fizice intense, fie modificărilor din mediul exterior, materialul îşi modifică impermeabilitatea la apă şi permeabilitatea la vapori.


361

Comportamentul unui astfel de material textil, care are aplicată la interior o membrană Diaplex, este reprezentat schematic în figura 5.27, ilustrând funcţia de barieră flexibilă a produsului. La scăderea temperaturii în interiorul produsului, membrana Diaplex determină reducerea permeabilităţii, împiedicând aerul şi a apa să pătrundă în interior iar la creşterea temperaturii, permeabilitatea membranei creşte permiţând trecerea vaporilor de apă (transpiraţiei) spre exterior. Această funcţie flexibilă de barieră permite produsului de îmbrăcăminte să-şi regleze în mod „inteligent” proprietăţile, ca răspuns la modificările de temperatură în microclimatul subvestimentar, asigurând un confort optim în orice condiţii de mediu.

Fig.5.27. Secţiune transversală printr-un produs cu membrană Diaplex [19]

Materialele textile realizate din polimeri cu memoria formei au un potenţial de utilizare important în medicină, la suturi şi implanturi. Aceste materiale îşi vor „aminti” atât forma lor permanentă cât şi forma pe care o ocupă temporar. Trecerea de la forma temporară la cea permanentă (finală) este declanşată de un stimul extern ce constă în creşterea temperaturii. Astfel, un implant dintr-un material cu memoria formei poate fi introdus în corp într-o formă temporar comprimată, printr-o incizie de dimensiuni reduse. Când ajunge la temperatura corpului, implantul îşi modifică forma şi dimensiunile, trecând la cele permanente. Alte aplicaţii casnice ale aliajelor care memorează forma includ: valve pentru duşuri, filtre pentru cafea, valve de siguranţă anti-incendiu pentru conducte de alimentare sau pentru sistemele de condiţionare a aerului etc.


362

5.2.3. Materiale textile care îşi modifică faza

Materialele capabile să-şi modifice faza sunt substanţe care absorb, stochează sau eliberează cantităţi semnificative de energie pe durata procesului de topire, solidificare sau sublimare [47]. Unele substanţe care trec printr-un proces de schimbare a fazei eliberează energie (sub formă de căldură) când se solidifică şi absorb energie când revin la starea lichidă. Această caracteristică poate fi utilizată pentru asigurarea unui control dinamic al fluxului termic, materialul funcţionând ca o interfaţă termică cu exteriorul.

Toate aplicaţiile posibile sunt caracterizate de un ciclu termic, nu de un regim termic constant. Datorită costurilor ridicate, materialele PCM sunt folosite în condiţii restrictive de spaţiu, în care alte tipuri de dispozitive de stocare a energiei termice sunt inutilizabile. Aceste materiale îşi găsesc aplicaţii din cele mai diverse, cum ar fi în telecomunicaţii, agricultură, construcţii, industria spaţială, pentru stocarea de energie termică (în sisteme de protecţie termică).

Un material textil obişnuit absoarbe o cantitate de energie de aproximativ 1 kjoule/kg la o creştere a temperaturii cu 1 grad Celsius. Un material PCM absoarbe o cantitate mai mare de energie când îşi schimbă faza (la temperatura de topire). Spre deosebire de materialele convenţionale, o dată atins punctul de topire, materialul PCM absoarbe energie fără a-şi modifica temperatura. În procesul de solidificare materialul eliberează energia stocată. În domeniul termic al confortului uman (200 – 300) materialele PCM pot stoca o cantitate de energie de 5 până la 14 ori mai mare decât în cazul materialelor convenţionale, precum apa sau rocile.

Cele mai importante materiale PCM sunt materialele de tip “solid – lichid”. Indiferent de faza normală a unui astfel de material, ambele îşi găsesc aplicabilitate, fie pentru încălzirea mediului, fie pentru răcire. La trecerea în faza lichidă, materialul stochează o cantitate mare de energie. Temperatura rămâne constantă pe întreaga durată a procesului de topire. Din acest motiv, energia acumulată este numită căldură latentă sau ascunsă. Graficele din figura 5.28 exemplifică, prin comparaţie, eficienţa a două materiale, în intervalul de temperatură de 700 - 800 C, respectiv a materialului PCM 72 al firmei Merck şi a apei, primul având capacitatea de a stoca de 4 ori mai multă energie termică decât apa şi de 10 ori mai multă decât piatra sau cărămida [24].


363

Fig. 5.28. Comparaţie între energia termică stocată de apă şi PCM 72 [24, 47]

Fenomenul de schimbare a fazei materialelor a fost studiat iniţial în cadrul programului spaţial al Statelor Unite iar un studiu al NASA publicat in cartea „Phase Change Materials Handbook” (Manualul materialelor cu schimbare de fază) descrie mai mult de cinci sute de astfel de materiale [24] care se diferenţiază prin temperatura la care îşi schimbă faza şi prin abilitatea lor de a stoca energie termică. Aceste materiale sunt utilizate, în mod curent, pentru controlul termic al echipamentelor electronice de mare putere, a instalaţiilor de telecomunicaţii şi a microprocesoarelor. Unele din aceste materiale PCM îşi schimbă faza într-un interval de temperatură situat în vecinătatea temperaturii corpului uman la nivelul pielii. Această proprietate a unor materiale este foarte importantă pentru echipamentele de protecţie pentru toate anotimpurile precum şi pentru schimbări bruşte a condiţiilor climatice. Cele mai potrivite substanţe pentru stocarea şi reutilizarea căldurii latente sunt sărurile anorganice şi amestecurile de săruri, precum şi parafinele, acestea din urmă fiind în mod curent utilizate în sectorul textil. În cazul acestor materiale, fenomenul de schimbare de fază se produce într-un domeniu de temperatură cu valori în vecinătatea temperaturii corpului. De asemenea, substanţele utilizate în sectorul textil se caracterizează prin capacitatea lor de a înmagazina şi elibera cantităţi mari de energie termică fără să-şi modifice temperatura. Aceste substanţe sunt încapsulate şi integrate în materialul textil, fie în masa fibrelor, fie la suprafaţa fibrelor (într-un înveliş) sau „suspendate”


364

în spume de diferite tipuri. Utilizarea microcapsulelor evită udarea suportului textil şi disiparea substanţei din interior. Substanţele din interiorul capsulelor pot rezista aproape nelimitat la repetate topiri şi solidificări la aceeaşi temperatură cu cea a corpului uman. Astfel, materiale textile care au în structură PCM, stochează căldura corpului şi apoi o eliberează la nevoie. S-a constatat că utilizarea îmbrăcămintei cu capacităţi de auto-reglare termică poate determina creşterea eficienţei activităţii purtătorului prin menţinerea constantă a temperaturii corpului.

Produse de îmbrăcăminte PCM Produsele de îmbrăcăminte realizate din acest tip de materiale trebuie să

asigure o balanţă termică între căldura generată de corpul uman pe durata efortului fizic şi căldura eliberată în mediul înconjurător. Această cerinţă nu este întotdeauna respectată de îmbrăcămintea convenţională. Deseori, căldura generată de corp pe durata unui efort fizic intens nu este disipată complet în exterior, producând situaţii de stres termic. În plus, în perioadele de relaxare între activităţile fizice, corpul eliberează mai puţină căldură, situaţie în care poate apare hipotermia.

Materialele textile PCM sunt caracterizate de autoreglaj termic. Este important de subliniat că acest efect se obţine respectându-se cerinţele specifice impuse de destinaţie. De exemplu, este necesar să se respecte legătura existentă între cantitatea de PCM introdusă în material şi nivelul de activitate fizică prevăzut, respectiv durata de viaţă impusă articolului respectiv (considerată pentru articol).

Un alt factor de influenţă al echilibrului termic general este proiectarea produsului, care trebuie să favorizeze efectul de autoreglaj termic. Materialele textile PCM asigură o izolare termică activă, controlând fluxul de căldură între straturile de îmbrăcăminte conform nivelului de activitate fizică şi a condiţiilor climatice existente.

În cazul în care căldura emisă de corp depăşeşte capacitatea de transport caloric a straturilor textile, excesul de căldură este absorbit şi stocat de material. Dacă însă căldura eliberată prin straturile de îmbrăcăminte este mai mare decât cantitatea emisă, diferenţa este compensată de materialul PCM. Dinamismul activităţilor umane, precum şi simpla modificare a condiţiilor climaterice permite întotdeauna încărcarea microcapsulelor PCM, limitând astfel cantităţile de substanţe PCM necesare.


365

Figura 5.29 ilustrează modul în care acţionează un produs de îmbrăcăminte PCM care are în structură un strat textil cu microcapsule care conţin parafină PCM [17]. O astfel de parafină absoarbe aproximativ 200 kjouli / kg în cursul procesului de topire. Excesul de căldură de la nivelul corpului este absorbit de microcapsulele PCM iar la răcirea corpului căldura înmagazinată este eliberată, acţionând ca minuscule termostate.

Fig.5.29. Principiul acţiunii unui material PCM

În funcţie de domeniul de aplicare şi de punctul de topire a parafinei

conţinută de microcapsule, modul de acţionare se poate regla, astfel: la 35oC pentru sacou, 31oC pentru mănuşi şi încălţăminte.

Microcapsulele ce conţin PCM sunt aplicate direct pe suprafaţa sau în interiorul fibrelor, în structura firelor, ţesăturilor, îmbrăcămintei, care devin mult mai uşoare şi mai confortabile, în comparaţie cu cele ce nu conţin aceste microcapsule. Prin prezenţa lor, transpiraţia, fenomenele de condens din interiorul îmbrăcămintei, se reduc în mod sensibil, sporind confortul la purtare.

Prin procedeul realizat de firma Outlast Technologies, microcapsulele PCM sunt depuse prin caşerare pe bumbac, poliamidă (cu sau fără elastan), fibre acrilice (ce conţin microcapsulele în masă) destinate amestecurilor cu bumbac sau alte fibre.

Intensitatea şi durata efectului de izolare termică depinde în principal de capacitatea de stocare calorică a microcapsulelor PCM, de cantitatea acestora în material şi de structura materialului textil. De exemplu, materiale textile cu grosime redusă şi desime ridicată favorizează procesul de răcire, în timp ce un


366

material de grosime mai mare şi de compactitate mai mică permite temporizarea şi prin aceasta eficientizarea procesului de eliberare de căldură.

Cerinţele impuse substraturilor textile PCM din structura unui produs de îmbrăcăminte se referă la o suficientă permeabilitate la aer, flexibilitate ridicată şi stabilitate dimensională. Aceste substraturi trebuie să fie plasate în zone adecvate cu structura produsului şi cu respectarea principiilor proiectării în concordanţă cu efectul de termoreglare dorit.

Domeniile posibile pentru utilizarea materialelor textile PCM sunt practic nelimitate, cu implicaţii directe legate de efectele produse, atât pentru materiale destinate răcirii, cât şi pentru cele proiectate pentru eliberare de energie termică. Se pot menţiona produse de protecţie termică dinamică în activitatea industrială, în construcţii, pentru pompieri, trupele de poliţie şi cele militare, în activităţile sportive, în medicină, în expediţii în condiţii climaterice adverse dar şi pentru produse uzuale (îmbrăcăminte exterioară, încălţăminte, articole de uz casnic) cu posibilităţi de extindere şi la alte categorii de produse de îmbrăcăminte, cum ar fi: pantaloni, cămăşi, blue-jeans îmbrăcăminte de corp .

La articolele sportive echilibrul termic este esenţial în toate ramurile sportive, astfel încât materialele PCM sunt ideale pentru aplicaţii precum ciclismul, motociclismul, cursele auto, alpinismul, vânătoarea şi pescuitul, atletismul, scufundările etc., iar gama de articole PCM include articole de îmbrăcăminte (jachete, pantaloni, şorturi, mănuşi), pantofi, căşti etc. (Fig. 5.30) [47].

Fig. 5.30. Exemple de produse PCM pentru activităţi sportive – Frisby Technologies Articole pentru protecţie din materiale PCM reprezintă o alternativă

viabilă pentru protecţia termică atât la temperaturi ridicate, cât şi la temperaturi scăzute. Aceste materiale pot fi utilizate în costumele de protecţie pentru pompieri, ca o barieră termică împotriva căldurii (Fig. 5.29).


367

Fig. 5.31. Costum de protecţie pentru pompieri – Glazier Tek Co.

Vesta de răcire SWEDE realizată de compania SWEDE (Swedish

Emergency Disaster Equipment ) [20] este realizată pentru a absorbi excesul de căldură emisă de corp, evitând astfel stresul termic al purtătorului creat de supraîncălzire. Vesta (Fig.5.32.a) având în structură încorporate 21 de pachete cu material PCM (Fig.5.32.b) se îmbracă sub echipamentul de protecţie propriu–zis (Fig.5.32.c).

a) Aspectul exterior

b) Vedere interioară


368

c) Poziţia în timpul purtării

Fig.5.32. Vesta SWEEDE Materialele textile PCM pot fi folosite în tratamentele medicale, fie

pentru a crea condiţii de temperatură scăzută, fie pentru izolare termică. Sistemele de răcire sunt aplicabile pentru terapia la temperatură scăzută constantă. Ele sunt folosite cu succes în cazul inflamaţiilor rezultate în urma unor leziuni, atât în medicina umană (figura 5.33), cât şi în medicina veterinară.

Aceste produse se dovedesc superioare gheţii, ca performanţă şi durată. Un alt domeniu potenţial sunt bolile neurologice, pentru care această terapie poate uşura simptomele de durere în cazuri precum scleroza multiplă sau displazia ectodermală.

Produsele PCM în care este necesară menţinerea temperaturii la un nivel superior includ bandaje aplicate pentru diferite tipuri de boli, pentru fizioterapie şi pentru lăuze pentru a favoriza alăptarea, precum şi păturile, lenjeria de pat sau alte surse de încălzire utilizate pentru pacienţi cu probleme de circulaţie etc.


369

Fig.5.33. Exemple de veste textile PCM pentru tratarea leziunilor – Southeastern Medical

5.2.4. Materiale cromice şi produse specifice Materialele textile cromice îşi schimbă culoarea sub acţiunea unor factori externi, unele din ele fiind cunoscute şi sub denumirea de materiale ”cameleon”. În această categorie sunt incluse materiale care radiază, anulează sau modifică culoarea. În funcţie de natura stimulului exterior, materialele cromice se împart în [47]: • materiale fotocromice, la care stimulul este lumina; • materiale termocromice, la care stimulul este energia termică (căldura); • materiale solvatocromice, la care stimulul este prezenţa unui solvent lichid; • materiale electrocromice, la care stimulul este electricitatea; • materiale piezocromice, la care stimulul este presiunea; • materiale carsolcromice, la care stimulul este un flux de electroni. În materialele fotocromice se produce fenomenul numit fotocromie, la care schimbarea culorii este dată de lumina incidentă. În funcţie de caracteristicile luminii care produce activarea, materialele cu proprietăţi fotocromice pot fi grupate în: • materiale care emit culoare la activare cu lumină vizibilă ; • materiale care emit culoare la activarea cu lumină ultravioletă.


370

Deşi prima grupă cuprinde atât materiale organice cât şi anorganice, cele mai numeroase cercetări şi aplicaţii în domeniul materialelor fotocromice sunt axate pe cea de a doua grupă datorită potenţialului lor coloristic, al densităţii mai ridicate şi al diversităţii aplicaţiilor. În general materialele fotocromice organice nu îşi manifestă fotocromismul în stare cristalină ci după topire într-un solvent dar, în acest caz comportamentul materialului (emisia culorii, viteza de reacţie, rezistenţa, densitatea etc) este afectat de natura solventului. Din acest motiv, aplicarea acestor materiale în cazul fibrelor textile trebuie să ţină seama de solventul care va fi utilizat. Tehnica microîncapsulării poate fi aplicată pentru obţinerea textilelor fotocromice, prin încapsularea anumitor pigmenţi (substanţe fotocrome) şi aplicarea lor pe materialul textil. Astfel de substanţe, expuse la lumina soarelui şi la radiaţiile UV îşi schimbă culoarea, iar când sursa de lumină dispare, revin la culoarea iniţială. S-au realizat fibre care emit culoare fluorescentă (roşie, verde sau albastră) la întuneric, sub acţiunea radiaţiilor ultraviolete, dar îşi menţin culoarea originală când sunt expuse la lumina naturală. Coloranţii anorganici fluorescenţi utilizaţi în acest scop sunt diluaţi în proporţie de 10% în timpul operaţiei de filare. Culoarea dorită poate fi obţinută prin amestecarea diferiţilor coloranţi anorganici fluorescenţi sau prin adăugarea acestora la culoarea naturală a firelor. Materialele fotocromice evoluează şi în funcţie de modă ele oferind posibilităţi deosebite de diversificare a modelelor prin capacitatea de modificare a culorii în funcţie de intensitatea luminii incidente. Materialele termocromice îşi schimbă culoarea sub acţiunea căldurii în special prin aplicarea unui colorant termocromic a cărui culoare se modifică la anumite temperaturi. În domeniul textilelor se utilizează două tipuri de sisteme termocromice: cu cristale lichide sau cu substanţe cu rearanjare moleculară. În ambele cazuri coloranţii (ca indicatori reversibili de temperatură) sunt înglobaţi în microcapsule care se introduc în pastele de imprimare fiind aplicaţi în mod similar pigmenţilor. Ei sunt alcătuiţi dintr-un donor şi un receptor de electroni. Transferul de electroni, care dau culoarea, este controlat de temperatură. Când cristalul colorat este încălzit, acesta devine incolor, iar legătura dintre donor şi primitor este ruptă. Se pot obţine astfel termocromii, pentru un interval de temperatură cuprins între -5 şi +70oC [21]. Materialele solvatocromice îşi modifică culoarea sub acţiunea unui lichid, cum este apa. Aplicaţiile materialelor textile din această categorie sunt


371

îndreptate către fabricarea unor articole de îmbrăcăminte care se află în contact cu apa, cum sunt costumele de baie. Alte materiale au aplicate vopsele care pot stoca şi emite lumină, ele fiind utilizate la fabricarea echipamentelor de protecţie destinate a fi purtate în locuri cu vizibilitate redusă (construcţia / repararea căilor de transport) sau de către diverse persoane din formaţiile de pompieri precum şi la marcarea direcţiei de mers pe mochete sau carpete textile pentru ghidare în cazul unei pene de curent. Alte aplicaţii ale materialelor cromice sunt legate de utilizarea dispozitivelor de reflexie selectivă a radiaţiilor ultraviolete de intensitate ridicată şi protecţie împotriva radiaţiilor electromagnetice.

Dintre materialele cromice care au capacitatea de a emite lumină proprie, cel mai cunoscut este materialul Luminex fabricat în Italia [22], care este realizat din fibre cu capacitatea de a emite lumină în diferite culori. Materialul are incorporate numeroase fibre optice, precum şi sisteme care conectează aceste fibre cu un alimentator electric de mici dimensiuni.

Utilizarea fibrelor optice nu este specifică domeniului textilelor. Acestea nu au caracteristicile necesare pentru a fi prelucrate prin ţesere (elasticitate, moliciune etc) de aceea a fost necesară atât modificarea fibrelor cât şi a utilajelor. S-au utilizat fibre optice de dimensiuni reduse, flexibile care au fost înglobate prin ţesere în materialul textil. Energia necesară este asigurată de o baterie obişnuită asamblată în produs.

Utilizând elemente electronice integrate (microcipuri), materialul Luminex oferă atât posibilitatea de a obţine efecte luminoase surprinzătoare cât şi cea de a transforma materialul într-unul inteligent, capabil să proceseze biosemnale, ca de exemplu bătăile inimii sau temperatura corpului şi de asemenea pot să răspundă la stimuli externi.

Aplicaţiile acestui tip de material sunt nelimitate, câteva din acestea fiind ilustrate în figura 5.34. Mulţumită efectului optic spectaculos, principalele utilizări sunt reprezentate de îmbrăcăminte (în lumea modei, în spectacole, la costumaţia artiştilor), accesorii la îmbrăcăminte, decoruri de scenă în sălile de spectacol, decoruri interioare ale hotelurilor, spaţiilor publice (restaurante, baruri, discoteci), expoziţii, reclame, showroom-uri, interioare auto. O altă destinaţie a materialelor cu capacitate de a emite lumină este îmbrăcămintea de protecţie a persoanelor care lucrează în condiţii cu vizibilitate redusă (în timpul serii sau nopţii, în tunele, în subteran) sau echipamentul jogg-erilor care aleargă în timpul serii sau nopţii (jachete, tricouri, şosete) pentru a putea fi observaţi de la distanţă.


372

Fig. 5.34. Aplicaţii ale textilelor luminoase

Luminex-ul îşi găseşte utilizare şi în domeniu medical, cum este cazul

unor produse de îmbrăcăminte care îşi schimbă culoarea în cazul depăşirii nivelului prestabilit de alertă a unui biosemnal, cum este cazul ritmului cardiac în cazul persoanelor cu afecţiuni cardiologice.


373

5.2.5. Materiale textile conductive Majoritatea materialelor textile sunt izolatoare din punct de vedere electric. În timpul procesării, ele se pot încărca electrostatic, putând cauza mari probleme: şocuri severe, incendii, acumulări de praf . Pentru eliminarea acestor efecte este necesar ca materialul să aibă o minimă conductivitate electrică. Aceasta presupune utilizarea, la obţinerea materialelor textile, într-o anumită proporţie, a unor fibre conductive. Materialele textile conductive combină procese avansate de finisare cu utilizarea unor materii prime cu conţinut metalic şi proprietăţi electrice specifice. S-au realizat fibre şi fire noi care prezintă atât caracteristicile necesare transformării lor în produse textile cât şi conductivitate electrică. Aceste materiale permit trecerea prin material a curentului electric, ceea ce face din suprafaţa textilă o altă modalitate de conexiune, o interfaţă alternativă având, pe lângă proprietăţile clasice de utilizare specifice materialelor textile şi o serie de proprietăţi cu utilizare electronică (posibilităţi de înregistrare, stocare, prelucrare a parametrilor externi). Firele conductive pot fi conectate la chipuri sau la baterii, dând naştere la circuite utile în diverse aplicaţii. De asemenea, brodarea cu fire având rezistenţe electrice diferite poate înlocui componentele pasive, cum ar fi condensatorii, rezistorii sau bobinele folosite în dispozitivele ataşate materialelor textile şi pot fi astfel înglobate în material. Încercările de obţinere a unor materiale conductive (fibre şi/sau fire) au evidenţiat următoarele metode [23]: • utilizarea fibrelor sintetice de umplere din carbon sau metalice; • acoperirea fibrelor cu polimeri conductivi sau cu pulberi metalice; • utilizarea firelor filamentare conductive (metalice etc.) Primele aplicaţii din domeniul textil privind ţesăturile electroconductoare sunt cele de protecţie împotriva radiaţiilor electromagnetice, a descărcărilor de natură electrică şi de disipare statică a electricităţii. Utilizarea produselor textile cu proprietăţi conductive impune îndeplinirea unor condiţii: • transmiterea şi asigurarea continuităţii semnalului electric; • asigurarea elasticităţii şi confortului la purtare; • asigurarea posibilităţii de curăţare.


374

Conductivitatea electrică, la un nivel scăzut, a materialelor textile, este necesară în multe aplicaţii practice, cum sunt: • protecţie împotriva undelor radio şi electromagnetice; • eliminarea încărcării electrostatice, în cazul benzilor transportoare sau a carpetelor; • filtre pentru filtrarea aerului la centralele termice sau fabricile producătoare de ciment sau fertilizatori; • îmbrăcăminte electronică inteligentă; • textile decorative; • senzori textili pentru articole medicale de tratament sau de monitorizare etc. În această categorie se încadrează fibrele şi firele conductive cum este mătasea metalică organza, firele filamentare din oţel inoxidabil, cupru, argint sau aur, sau firele având miez din fibre aramidice şi înveliş metalic, fibrele din polimeri conductivi sau cele care au învelişul dintr-un polimer conductiv precum şi fibrele/produsele speciale de carbon şi altele. Un prim exemplu îl constituie fibrele conductive Aracon produse de DuPont. Ele sunt realizate dintr-un miez de Kevlar îmbrăcat cu un metal, care poate fi: argint, nichel, cupru, aur sau staniu. Ele combină rezistenţa miezului, cu conductivitatea metalelor, rezultatul fiind obţinerea unui fir mai rezistent decât oţelul, mai flexibil şi mai uşor decât cuprul şi un bun conducător de electricitate. Avantajele aduse de componenta aramidică a fibrelor Aracon în comparaţie cu firele metalice, pot fi sintetizate astfel: • rezistenţa la rupere a fibrelor ARACON este de aproximativ trei ori mai mare decât a celor de cupru; • flexibilitatea şi rezistenţa miezului de KEVLAR conferă fibrelor ARACON durabilitate şi rezistenţă la vibraţii şi tensiuni ridicate; Un material din fibre ARACON realizat pentru protecţia împotriva interferenţelor electromagnetice, aduce o serie de avantaje în comparaţie cu produsele uzuale pentru acest scop: • uniformitatea ecranării şi un grad ridicat de acoperire; • capacitatea mai bună de ecranare la frecvenţe ridicate (pentru frecvenţe scăzute, o bună ecranare este obţinută prin utilizarea atât a firelor metalice cât şi a fibrelor ARACON);


375

• masa redusă a materialului pentru ecranare fapt care are importanţă deosebită în special în cazul aplicaţiilor aerospaţiale unde fiecare gram contează; • prelucrabilitate foarte bună a firelor din fibre ARACON pe echipamentul standard de obţinere a materialelor de ecranare (maşini de împletit).

Fig. 5.35. Produse din fibre ARACON

Firele ORGANZA sunt obţinute prin înfăşurarea în jurul unui fir de mătase a unui fir de aur extrem de fin cu o conductivitate înaltă (aproximativ 0.1 Ω/cm). Materialele ţesute cu firele metalice de organza (fig.5.36) sunt cunoscute de cel puţin două secole, fiind originare din India.

Fig. 5.36. Material ţesut cu fire metalice de organza


376

În această structură, firele conductive sunt dispuse numai ca fire de bătătură, limitând astfel anizotropia conductivă a materialului. Componenta de mătase a firului răsucit conferă rezistentă la solicitări mecanice şi la temperaturi ridicate. Aceste fire pot fi produse şi din fire chimice filamentare (sintetice - poliester sau nylon- şi artificiale – acetat sau viscoza), dar ţesăturile obţinute nu au calitatea celor realizate din fire de mătase.

Încorporarea diodelor miniaturizate (LED-uri) furnizoare de lumină, în structura materialelor textile conduce la obţinerea diferitelor efecte luminoase. Diodele sunt legate între ele prin reţele fine, fiind conectate la o sursă, asigurând difuzarea în siguranţă a luminii la un voltaj redus (3,6V). Energia necesară poate fi furnizată fie de un sistem electric obişnuit fie de o baterie obişnuită de 9V (prevăzută cu rezistori care permit reglarea nivelului tensiunii) sau mici baterii reîncărcabile cu durata de funcţionare de 7-8 ore. Dezvoltările recente au condus la adoptarea unor microcipuri pentru a varia culoarea luminii emise într-un spectru de 256 culori, prin intermediul unui comutator. În cazul unui produs de îmbrăcăminte, un astfel de sistem permite schimbarea culorii fără a fi necesară dezbrăcarea produsului.

Un exemplu de utilizare a diodelor emiţătoare de lumină este reprezentat de rochia de ocazie din figura 5.37, efectele speciale materializându-se în aspectul de rochie „în flăcări” [31].

Fusta rochiei a fost realizată din două straturi de fire conductive ORGANZA, unul funcţionând ca sursă, celălalt, ca bază. Microdiodele au fost ataşate într-o ordine întâmplătoare, având la capete perii (tip Velcro) care asigură legătura electrică între cele două straturi. Datorită mişcării persoanei care îmbracă rochia, poziţia punctelor de contact, respectiv a poziţiei circuitelor electrice care generează aprinderea led-urilor este în continuă schimbare, ceea ce dă efectul optic de rochie „în flăcări”


377

Fig.5.37. Rochia „în flăcări”

Firele din oţel inoxidabil au fost iniţial utilizate pentru filtrarea granulelor fine. Oţelul inoxidabil prezintă avantajul că nu este sensibil la acţiunea apei, deci poate fi spălat şi suportă transpiraţia. Acest tip de fire poate avea 100% oţel. Firele de oţel pot intra în structura firelor din fibre poliesterice. Proporţia amestecului determină valoarea rezistivităţii firelor. Conductivitatea totală este limitată de valoarea specifică oţelului, condiţiile de desfăşurare a procesului de producţie textil şi dimensiunea transversală a fibrelor metalice. Firele BEKAERT BEKINOX® sunt fire textile cu un anumit conţinut de fibre de oţel [23]. Sub această marcă au fost produse firele tip BK 50 (cu Nm 50 sau 200 dTex), filate din fibre de poliester şi 20% fibre de oţel. Proprietăţile specifice firelor textile şi conductivitatea electrică le recomandă


378

pentru produse cu caracteristici antistatice, protecţie electromagnetică, textile inteligente etc.

Iniţial, aceste fire au avut ca destinaţie producerea stratului conductiv al acoperitorilor de pardoseală folosite în încăperi cu aparatură electronică (ex. calculatoare). Tot în această categorie sunt şi firele tip VN fiind fire multifilamentare din oţel 100%, fiind cele mai flexibile şi durabile fire filamentare conductive. Ca şi firele tip BK 50, şi acestea pot fi prelucrate prin majoritatea tehnologiilor textile (ţesere, tricotare pe maşini circulare sau rectilinii, interţesere, împletire) şi îşi găsesc utilizare la fabricarea echipamentelor de protecţie antistatică (Fig.5.38) şi EMI, a textilelor inteligente precum şi în modă, conferind produselor un aspect metalizat [23].

a) Acoperitor de pardoseală b) Îmbrăcăminte de protecţie

Fig. 5.38. Aplicaţii ale produselor BEKINOX (protecţie electrostatică) Un alt exemplu de material textil conductiv, utilizat la obţinerea textilelor electronice, îl reprezintă ţesătura din figura 5.39, având în structură fire din fibre PES cu diametru de 230 µm cu inserţii din fibre de cupru cu diametru de 40µm [33]. Aceste fire conductive pot fi folosite atât în urzeală cât şi în bătătură sau numai în urzeală, bătătura fiind realizată din fire de PES 100%. Ţesătura are o structură cu legătură pânză, cu desimi egale în bătătură şi urzeală (20 fire/cm). Fibrele de cupru sunt acoperite cu un strat izolator din punct de vedere electric. Testarea firelor la prelucrare prin ţesere şi la spălare a dovedit o bună rezistenţă a fibrelor metalice şi a stratului lor izolator la solicitările specifice acestor operaţii. Totuşi, problema care apare este cea care


379

vizează stabilitatea conexiunilor dintre firele conductive din ţesătură şi componentele electronice ale întregului ansamblu care afectează caracteristicile semnalelor transmise.

Fig. 5.39. Ţesătură din fire de PES cu inserţii de fibre de cupru

O ţesătură similară care are în structură fire de cupru acoperit cu un strat izolant de varnish este prezentată în figura 5.40 [34]. Un astfel de produs poate constitui substratul unui circuit imprimat similar plăcilor cu circuite imprimate PCB (Printed Circuit Board) utilizate în scopul susţinerii şi conectării unui ansamblu de componente electrice şi electronice (cum este în cazul calculatoarelor).

Fig.5.40. Ţesătură cu fire conductive de cupru


380

Produsele de acest tip cu circuite electrice integrate, numite Systems-on-Textile (SoT) au la baza proiectării lor o serie de restricţii referitoare la plasarea şi traseul firelor conductive care influenţează caracteristicile de ansamblu privind transmisia semnalelor. Figura 5.41 prezintă un fragment de ţesătură care are în structură, în bătătură şi urzeală, câte un fir filat din fibre supercapacitive din nanotuburi de carbon (carbon nanotube fibre supercapacitors) [32]. Fibrele au o lungime de 100m, cu diametrul de 50 µm şi cu un conţinut de nanotuburi în masa fibrei, de 60%.

Fig.5.41. Ţesătură cu fire din fibre speciale de carbon

În ciuda diametrului foarte mic al acestor fibre, ele sunt de zece ori mai rezistente decât fibra de păianjen şi de 17 ori mai rezistente decât fibrele de Kevlar utilizate la fabricarea vestelor anti-glonţ. Pe lângă caracteristicile mecanice deosebite, aceste fibre au o serie de proprietăţi electronice şi electrochimice care le recomandă în diferite aplicaţii ale textilelor electronice cum sunt senzorii textili, circuitele electronice, ecranare electromagnetică, antene sau baterii. De exemplu, acoperirea acestor fibre cu electroliţi şi inserarea lor într-o structură textilă conduce la obţinerea unui material textil cu capacitate de stocare a enegiei electrice, asemenea unei baterii. În afara celor prezentate, există numeroase alte variante de materiale textile conductive, care prezintă proprietăţi electrice specifice, utilizabile în diferite aplicaţii, funcţie de tipul şi nivelul răspunsului dorit.


381

5.3. ÎMBRACAMINTE INTELIGENTA 5.3.1. Elemente generale Termenul de îmbrăcăminte inteligentă (eng. “smart clothing”) se referă la acele produse de îmbrăcăminte care sunt realizate din materiale textile inteligente sau care conţin astfel de materiale. Dezvoltări recente în acest domeniu vizează ataşarea sistemelor electronice la produsele de îmbrăcăminte sau încorporarea lor în fibrele, firele sau materialele constituente.

Dezvoltarea şi utilizarea electronicii în domeniul textil a condus la diversificarea funcţiilor la care trebuie să răspundă îmbrăcămintea. Aceste funcţii ar putea fi grupate în [47]: • funcţii de barieră, prin care îmbrăcămintea să protejeze purtătorul faţă de factori exteriori cum ar fi temperaturile prea scăzute sau prea ridicate, vântul, praful, unele noxe etc.; • funcţii de organizator al spaţiului personal care impune proiectarea constructiv-tehnologică a produselor astfel încât acestea să poată permite depozitarea obiectelor de utilitate personală sau a celor specifice unor activităţi profesionale, printre care cele electronice, de tipul telefoanelor mobile, al tastaturilor, căştilor, CD-play-erelor etc. deţin un rol tot mai important. • funcţii de comunicare care pot fi abordate sub două aspecte:

• un prim aspect este cel al modei - prin utilizarea unor materiale cu efecte cromatice deosebite, care să schimbe culoarea produselor în funcţie de condiţiile de mediu, starea sufletească, intensitatea razelor luminoase incidente etc.; pot fi date ca exemple echipamentele de lucru pentru cei care lucrează în traficul rutier, costume de baie ce-şi modifică culoarea în prezenţa apei, îmbrăcăminte de ocazie pentru disco, echipamente ce se colorează diferit, în funcţie de temperatura corpului sau temperatura mediului de lucru etc.

• al doilea aspect se referă la încorporarea în îmbrăcăminte a funcţiilor îndeplinite în mod obişnuit de telefoane mobile, computere şi chiar echipamente medicale de monitorizare şi comunicare.


382

Se poate aprecia că integrarea tehnologiei informaţiei şi comunicaţiilor în îmbrăcăminte reprezintă începutul unei noi ere în industria de confecţii astfel încât în anii următori produsele de îmbrăcăminte vor îngloba din ce în ce mai mult funcţii inteligente, vor combina funcţiile de mijlocitor, transportor şi interfaţă pentru o gamă foarte largă de microsisteme care, datorită tehnologiilor aferente, sunt reprezentate de componente cu dimensiuni din ce în ce mai reduse facilitând integrarea unor funcţii inteligente în tot mai multe tipuri de produse clasice fără consecinţe negative în domeniul lor de utilizare. O particularitate a produselor de îmbrăcăminte este faptul că ele reprezintă interfaţa ideală între om şi mediu, fiecare individ fiind îmbrăcat cu unul sau mai multe straturi dând posibilitatea integrării microsistemelor într-un mod simplu şi confortabil. Obiectivul central în dezvoltările viitoare este integrarea, cât mai discretă, a microcipurilor şi a sistemelor computerizate în îmbrăcăminte, echipând purtătorul cu un mediu de comunicare şi de conectare la mediu. Prin aceasta, îmbrăcămintea devine un produs “high-tech” care îşi va spori substanţial rolul. Promotorii conceptului de îmbrăcăminte inteligentă o definesc ca fiind o combinaţie de tehnologie multimedia, comunicare “wireless” şi calculatoare portabile integrate în produsul de îmbrăcăminte. Îmbrăcămintea inteligentă dă purtătorului posibilitatea de a comunica, după dorinţă, cu alte persoane sau cu un sistem computerizat, indiferent de locul în care se află, de a avea acces la sistemul global de informaţii (de ex. prin Internet) şi de a controla şi comanda diferite acţiuni de la distanţă. Dezvoltarea acestor produse inteligente vor înlesni îndeplinirea unor sarcini de muncă de rutină oferind noi posibilităţi atât privind simplificarea unora din ele cât, mai ales, deschizând noi domenii de aplicare. Pentru a fi posibilă realizarea unor produse din această categorie este necesar să se aibă în vedere cerinţele crescute impuse atât materialelor textile (compoziţie, procedee de procesare, posibilităţi de integrare a materialelor netextile), cât şi proiectării (ţinând cont de factori ergonomici si de confort, de design-ul zonelor sensibile în contact cu corpul sau integrarea modulelor de comunicare) precum şi a posibilităţilor de întreţinere.

Conferirea unor noi funcţionalităţi îmbrăcămintei, diferite de cele clasice, a necesitat implicarea în procesele de realizare a acestor produse textile a mai multor domenii tehnologice conexe (chimie, electronică, informatică). La


383

realizarea îmbrăcămintei computerizate concură mai multe domenii, cu realizările lor de vârf: • domeniul materialelor textile (prin: structura materialelor textile inteligente, mod de realizare şi încorporare a elementelor netextile etc.); • domeniul confortului vestimentar (prin: reacţia purtătorului, starea de confort, securitatea şi protecţia sănătăţii); • domeniul microelectronicii (miniaturizarea dispozitivelor electronice, integrarea senzorilor şi a antenelor în structura textilă etc.); • domeniul tehnicii de calcul (sisteme de operare specifice, protocoale de comunicaţie); • domeniul service-ului (întreţinerea şi reconfigurarea îmbrăcămintei inteligente). Experţi în domeniu estimează că în următorii 5-10 ani dezvoltarea industriei confecţiilor va include şi tehnologii de realizare a produselor de îmbrăcăminte inteligentă prin trecerea de la etapa actuală de cercetare la etapa de producţie, ceea ce va conduce la apariţia lor pe piaţă [35]. 5.3.2. Sisteme computerizate purtabile – îmbrăcăminte computerizată

În momentul de faţă dar mai ales în perioada următoare, tehnologia informaţiei şi de comunicaţii este şi va fi tot mai mult integrată în produsele de îmbrăcăminte, astfel încât acestea să reprezinte o interfaţă ideală între corpul uman şi mediul exterior, prin integrarea în structura lor a microcipurilor şi a sistemelor computerizate, pentru a menţine omul în contact direct cu mediul înconjurător şi pentru a-l echipa ca pe un mediu de comunicare.

Integrarea tehnologiei informaţiei şi de comunicaţii în produsele vestimentare reprezintă o nouă etapă pentru industria textilă iar rezultatul acesteia este îmbrăcămintea inteligentă computerizată care are posibilitatea de a prelua, stoca, prelucra, analiza, transmite şi/sau lista informaţii, ea căpătând astfel o nouă dimensiune, şi anume cea de sistem computerizat purtabil sau, mai simplu, de calculator purtabil. Un astfel de produs este o combinaţie dintre tehnologia multimedia, a comunicaţiilor fără fir, a calculatoarelor portabile, toate integrate în elemente de îmbrăcăminte.

În diagrama din figura 5.42 este ilustrată legătura dintre domeniul textilelor şi domeniul tehnologiei informaţiei şi de comunicaţii, prin gradul de integrare a componentelor specifice domeniului TIC în produsele textile


384

inteligente, îmbrăcămintea inteligentă, îmbrăcămintea computerizată, privită ca sistem computerizat purtabil şi aplicaţiile TIC.

Fig.5.42. Legătura între domeniul ICT şi textile

În acest moment nu există o definiţie unanim acceptată a sistemelor computerizate purtabile existând diferenţe de opinii asupra similarităţii dintre termenul de sisteme computerizate purtabile şi sisteme computerizate omniprezente [36]. Cert este faptul că sistemele computerizate purtabile nu sunt similare cu sistemele computerizate portabile din categoria calculatoarelor portabile tip Laptop sau a sistemelor tip asistent personal digital (Personal Digital Assistents - PDA). Steve Mann, considerat o autoritate în domeniul sistemelor computerizate purtabile, defineşte un astfel de sistem ca fiind un calculator situat în imediata vecinătate a corpului utilizatorului (îmbrăcat pe corp) fiind permanent la dispoziţia purtătorului, putând fi controlat şi accesat de acesta în orice moment [37]. Acest tip de sisteme facilitează o nouă formă de interacţiune om-calculator, fiind indicate trei caracteristici ale modului de operare [46]: 1. Constanţă. Sistemul este pregătit în orice moment să interacţioneze cu utilizatorul. Spre deosebire de un dispozitiv portabil (laptop sau PDA), acesta nu necesită “pornirea” pentru a fi utilizat. Fluxul de informaţii se transmite în mod continuu de la utilizator la computer şi de la computer la utilizator (fig. 5.43.a).


385

a) b)

Fig.5.43. Transmiterea fluxului de informaţii în interacţiunea om-calculator purtabil 2. Augmentare. Utilizatorul poate să realizeze simultan atât activităţi normale cât şi activităţi bazate pe computerul cu care este îmbrăcat. Astfel, îmbrăcămintea computerizată poate să contribuie la sporirea performanţelor intelectuale. Fluxul de informaţii în acest caz, este reprezentat schematic în fig. 5.43.b. 3. Mijlocire, intermediere. Spre deosebire de calculatoarele portabile, calculatoarele purtabile, prin îmbrăcare, “încapsulează” utilizatorul. Această aşa-zisă încapsulare prezintă două caracteristici importante, şi anume: • - solitudinea – sistemul poate funcţiona ca un filtru al informaţiilor, blocând acele informaţii care nu prezintă importanţă pentru utilizator sau furnizând doar categoriile de informaţii necesare utilizatorului sau facilitând percepţia realităţii într-un mod acceptabil; • - confidenţialitatea informaţiilor – sistemul permite blocarea sau modificarea informaţiilor dinspre utilizator spre exterior, protejând intimitatea acestuia. Datorită capacităţii de încapsulare a purtătorului şi aflându-se în contact direct cu corpul, un sistem purtabil permite măsurarea unor parametri fiziologici. În acest caz, fluxul de informaţii este reprezentat în figura 5.44.a.


386

Fig.5.44. Transmiterea fluxului de informaţii Noua formă de interacţiune om-calculator, asigurată de sistemul computerizat purtabil, prezintă următoarele caracteristici: • nu monopolizează atenţia utilizatorului şi nu întrerupe fluxul de informaţii dinspre lumea reală, ba mai mult, îmbunătăţeşte capacităţile de percepţie; • nu prezintă restricţii privind condiţiile de utilizare (în regim static sau dinamic), utilizatorul putând desfăşura şi alte activităţi în paralel; • sunt observabile de către utilizator în mod continuu sau discontinuu, după cerinţe; • pot fi controlate de către utilizator în orice moment; • asigură comunicativitatea cu alte computere din cadrul reţelei asociate îmbrăcămintei sau reţelelor externe, inclusiv prin Internet; • oferă un anumit grad de atenţionare la condiţiile de lucru din mediul înconjurător. Calculatoarele purtabile reprezintă o “extensie” a corpului care permite îndeplinirea unor sarcini la nivele de performanţă foarte ridicate. Acest aspect poate fi înţeles prin implicaţiile reale în contexte concrete de lucru. De ex., un calculator purtabil poate fi tot un produs de îmbrăcăminte dar cu funcţii integrate de comunicare care poate spori siguranţa purtătorului la locul de muncă sau poate comunica poziţia purtătorului în caz de pericol. Această facilitate este vitală pentru pompieri sau echipaje de salvare a căror viaţă este pusă în pericol. Acestea sunt doar două exemple care arată cum calculatorul purtabil sau îmbrăcămintea inteligentă computerizată pot face mai sigur şi mai confortabil locul de muncă.


387

Îmbrăcămintea inteligentă computerizată poate fi considerată o alternativă funcţională şi elegantă la utilizarea acelor obiecte personale de care omul modern nu se poate lipsi: telefoane mobile, PDA-uri, camere digitale etc. În această categorie se încadrează produse ca: - tricoul muzical care permite purtătorului să asculte muzica preferată memorată pe un cip sau preluată pe frecvenţe radio iar spatele produsului să cuprindă un ecran pe care se derulează imagini în mişcare; - îmbrăcămintea omului de afaceri care poate avea în guler încorporat un microfon iar în mânecă, un display şi un PDA; - jacheta comunicantă cu baterie solară reîncărcabilă care include câteva dispozitive (camera video, display, microfon) necesare pentru comunicare sau diferite activităţi recreative; - kimonoul de masaj care asigură un masaj calmant a cărui intensitate poate fi reglată la nivelul dorit de utilizator. Diferite proiecte de cercetare au avut şi au în vedere aplicabilitatea îmbrăcămintei computerizate în diferite medii industriale, punând accent pe nevoile utilizatorilor. Spre exemplu, proiectul “wearIT@work” [38, 39] şi-a îndreptat atenţia pe interacţiunea dintre utilizator, sistemul computerizat purtabil şi mediul de lucru. Spre deosebire de sistemele computerizate mobile convenţionale (sau portabile) care permit utilizatorilor să interacţioneze fie cu mediul fie cu sistemul (ca în reprezentarea schematică din figura 5.44.a), sistemele computerizate purtabile permit utilizatorilor să interacţioneze simultan atât cu sistemul cât şi cu mediul şi în plus, sistemul se află în directă interacţiune cu mediul şi poate să medieze interacţiunea dintre utilizator şi mediu (ca în reprezentarea din figura 5.45.b)


388

a) cu sistem mobil convenţional

b) cu sistem computerizat purtabil

Fig.5.45. Interacţiunea: utilizator - sistem computerizat - mediu

Implementarea cu succes a conceptului de sistem computerizat purtabil este posibilă dacă se ţine seama următoarele aspecte: a) Sistemul trebuie să fie capabil să interacţioneze cu mediul printr-o multitudine de senzori distribuiţi în diferite zone ale îmbrăcămintei. În particular, el trebuie să fie capabil să dezvolte un anumit grad de conştientizare a contextului (activitatea purtătorului, starea lui psihologică şi emoţională precum şi situaţia din vecinătatea acestuia). b) Interfaţa de utilizare trebuie să necesite efort cognitiv minim şi o manualitate redusă sau nulă. În general o implicare cognitivă redusă se obţine printr-o utilizare adecvată a informaţiilor contextuale. Pe baza acestor informaţii sistemul este cel care va selecta două opţiuni pe care le prezintă utilizatorului ca într-un sistem binar încât acesta va putea sa aleagă varianta dorită într-un mod foarte natural şi simplu, cum este o aplecare a capului, un simplu gest sau o comandă verbală. c) Sistemul trebuie să fie capabil să îndeplinească o gamă largă de sarcini utilizând informaţiile contextuale fără vreo interacţiune cu utilizatorul. Aceasta implică o configurare a sistemului astfel încât să fie capabil să


389

recepţioneze, furnizeze şi înregistreze informaţii care pot fi relevante utilizatorului într-o situaţie specifică. Un exemplu trivial în acest sens poate fi cel al unui telefon mobil care se închide automat în timpul unei întâlniri. d) Sistemul trebuie să fie integrat în produsul de îmbrăcăminte în procesul de fabricaţie (şi nu prin ataşare ulterioară) într-un mod discret astfel încât să nu se interfereze cu activitatea fizică a utilizatorului şi nici să nu afecteze negativ aspectul produsului. Acest fapt arată că, spre deosebire de sistemele mobile (sau portabile), acest sistem poate fi purtat aproape oriunde. 5.3.3. Aplicaţii ale produselor de îmbrăcăminte computerizată Primele produse de îmbrăcăminte computerizate au avut aplicaţii militare şi aerospaţiale dar, este evident că dezvoltarea lor viitoare se va extinde şi în alte domenii. În ceea ce priveşte domeniul militar, aceste produse reprezintă resurse informatice îmbrăcate de soldaţi, aceştia având nevoie de îmbrăcăminte inteligentă pentru protecţie în condiţii de climă extremă precum şi pentru monitorizarea condiţiei lor fizice sau localizarea purtătorului. În unele cazuri, astfel de produse au capacitatea de a asigura camuflarea prin adaptarea culorii la mediul înconjurător. Printre primele companii care au abordat domeniul îmbrăcămintei electronice inteligente se află binecunoscutele companii Phillips, şi Levi Strauss, împreună cu designer-ul italian Massimo Osti [40]. Lor li se datorează apariţia, în anul 2000, a liniei de produse ICD+ (Industrial Clothing Design Plus) care include patru stiluri de jachete, fiecare echipate cu microfon, telecomandă, telefon mobil, căşti audio, MP3 player. Dar, în cazul acestora, din păcate, la fiecare operaţie de întreţinere (spălare), toate aceste componente electronice trebuiau îndepărtate. Acest fapt a condus la realizarea altor produse (prototipuri) care au încorporate componente textile conductive, comutatoare flexibile, senzori textili, antene textile, ecrane flexibile luminoase, ca şi sisteme GPS, telefoane mobile sau camere digitale. Compania Eleksen [40, 41], lider mondial în domeniul textilelor electronice şi a interfeţelor textile inteligente, a realizat componente electronice flexibile, compatibile cu produsele de îmbrăcăminte, care se caracterizează prin durabilitate, posibilitate de întreţinere prin spălare, fiind 100% textile, fără elemente mecanice. Marca definitorie a cestei companii este dată de produsele ElekTex. În această categorie se află tastatura textilă flexibilă, foarte subţire şi impermeabilă cu funcţionare “wireless” care poate fi rulată astfel încât să


390

poată fi introdusă în buzunar (fig. 5.46). Are dimensiunile de lungime şi lăţime comparabile cu cele ale unei tastaturi obişnuite şi se poate spăla. Se poate conecta la un telefon sau la un PDA pentru a edita mesaje sau documente.

Fig.5.46. Tastatură flexibilă

Tot aici sunt incluse panourile de comandă flexibile (fig.5.47 şi fig. 5.48 a, b) care pot fi integrate discret în produsele de îmbrăcăminte (de ex. în mânecă), capabile să reziste la condiţii dificile specifice unor aplicaţii industriale, militare sau sporturilor extreme, dar suficient de moi, pentru a putea fi utilizate la confecţionarea îmbrăcămintei pentru copii sau a jucăriilor.

Fig.5.47. Panou de comandă flexibil – elemente componente


391

b)

c)

Fig.5.48. Panou de comandă flexibil încorporat în produs Aceste panouri reprezintă interfaţa prin intermediul cărora care se asigură funcţionarea unor sisteme încorporate în produs, cum sunt căştile audio şi audioplayer-ele digitale portabile.

Un alt exemplu de tastatura textilă (fig.5.49) [42] este realizată din două straturi textile conductive din organza cu o rezistenţă de aproximativ 10 ohm/m, fiecare strat conţinând mai multe rânduri non-conductive. Cele două straturi sunt separate de un strat izolator de nylon (sub forma unei reţele tip tulle). Când se exercită o presiune în puncte prestabilite, zonele conductive din cele două straturi vin în contact prin spaţiile din reţeaua de nylon ceea ce determină trecerea curentului electric. Astfel, de la tastatura conectată la o sursă, semnalele electrice se transmit prin intermediul unor conductoare electrice care fac legătura între organza şi un microcontroler.

Microcontrolerul are rolul de “cititor” al tastaturii şi poate fi programat să comande interfaţa unui instrument muzical digital, permiţând obţinerea uşoară a unor note muzicale de la un sintetizator ataşat. Tastatura este extrem de flexibilă, putând fi îndoită, spălată, presată, fără a-i afecta performanţa.


392

Fig.5.49. Tastatură textilă

Tastaturi textile au fost realizate şi dintr-un singur strat de material textil (ţesătură) cu tastele numerice brodate (Fig.5.50) din fire conductive marca Bekaert BK50/2 (fire compozite de oţel şi poliester, descrise în paragraful 5.2.5) [42,43].

Fig.5.50. Tastatură brodată


393

Brodarea se realizează cu o maşină de brodat comandată prin computer ceea ce permite obţinerea foarte exactă, şi repetată de câte ori este necesar, a circuitelor. O tastatură realizată în acest mod, pe ţesătură denim, este flexibilă, durabilă şi sensibilă la atingere (Fig.5.51). Ea poate fi integrată într-o jachetă la partea superioară a unei feţe (Fig.5.52), alături de un sintetizator miniaturizat comandat prin intermediul tastaturii, de amplificatoare de sunet şi de un sistem de alimentare cu baterii, rezultând aşa numita “jachetă muzicală” [43].

Fig.5.51. Tastatură brodată pe mânecă

Jacheta muzicală Levi (Fig.5.52) are tastatura de comandă textilă

capacitivă, realizată prin brodare cu fire conductive de organza.


394

Fig.5.52. Jacheta “muzicală”

Materialele textile pot fi utilizate ca interfaţă pentru calculatoare şi

jocuri. Astfel de materiale pot fi folosite ca tastaturi pentru telefoanele celulare sau ca mouse tactil pentru calculatoare. Jocurile comandate în această manieră înlocuiesc manetele şi consolele de control cu elemente de comandă introduse în produsele de îmbrăcăminte, facilitând mobilitatea utilizatorului.

Exemplele prezentate ilustrează modul în care combinarea între tehnologia de coasere convenţională şi cea a electronicii, prin utilizarea unei noi categorii de materiale, poate conduce la obţinerea de noi dispozitive digitale interactive. Astfel de dispozitive care asigură „input-urile”, cum sunt senzorii, butoane de comandă, taste, comutatoare, fiind realizate prin tehnologii textile, sunt flexibile şi se pot adapta la orice formă necesară.

Agenţia Spaţială ESA (European Space Agency), a iniţiat proiecte de cercetare care s-au concretizat în realizarea unor produse textile inteligente destinate costumelor pentru cosmonauţi. Un astfel de produs este jacheta de răcire (fig.5.53) destinată astronauţilor aflaţi în spaţiul cosmic deschis fiind expuşi temperaturilor extrem de ridicate [44]. Această jachetă încorporează 50 de metri de tuburi de plastic cu grosime de 2 mm asigurând confortul termic necesar în microclimatul subvestimentar.


395

Fig. 5.53. Jacheta de răcire

Fig.5.54. Jacheta cu sistem computerizat de control a temperaturii


396

Compania Grado Zero Espace din Italia a realizat numeroase produse de îmbrăcăminte inteligente, din seria I.O.W. (Intelligent Object to Wear), între care se află şi jacheta pentru motociclişti (fig.5.54) prevăzută cu sistem interior de încălzire [45].

În interiorul jachetei se află un microprocesor cu un hard-disk de dimensiunea unui pachet de ţigări, care controlează temperatura corpului prin intermediul mai multor electrozi.

5.4. CONCLUZII

Pentru industria textilă, potenţialul oferit de îmbinarea domeniului

tehnologiilor textile cu cel al tehnologiei informaţiei este imens, conferind noi valenţe produselor de îmbrăcăminte, atât celei uzuale cât şi celei profesionale.

Deşi cercetările în acest domeniu se derulează de peste un deceniu, dezvoltarea la nivel industrial se află încă în stadiu incipient. Având aplicaţii în majoritatea domeniilor de activitate, se poate spune că textilele inteligente reprezintă implementarea tehnologiei de mâine în îmbrăcămintea de azi.

Integrarea tehnologiei informaţiei în produsele vestimentare poate însemna începutul unei noi ere în atât în modă cât şi pentru industria textilă. Dezvoltarea firelor „digitale” deschide noi oportunităţi pentru o industrie a îmbrăcăminţii „digitale”. Această nouă generaţie de produse de îmbrăcăminte inteligentă necesită inovaţie din partea industriei confecţiilor şi oferă totodată un imens potenţial pentru noi domenii de cercetare şi de afaceri.

Viitorul tehnologiei sistemelor computerizate purtabile depinde, nu numai de imaginaţia designerilor, care sunt puşi în faţa utilizării noilor materiale textile, dar şi de abilitatea realizatorilor acestor noi produse de a convinge producătorii industriali că textilele inteligente în conjuncţie cu aplicaţiile lor inteligente, devin din ce in ce mai atractive pentru diferiţii consumatori.

Domeniul calculatoarelor purtabile se află încă la începuturile dezvoltării deşi cercetările au început în urmă cu aproape două decenii. Majoritatea realizărilor se află în stadiu de prototip, piedicile în implementare fiind legate de costuri şi de factorul uman. Chiar şi în aceste condiţii, se consideră că acest domeniu prezintă un interes şi potenţial din ce în ce mai ridicate pentru viitoare dezvoltări.

În deceniul următor vom putea întâlni pe piaţă o gamă largă de produse de îmbrăcăminte digitală. O serie de companii, ca IBM, Levi, Philips, Nike,


397

SensaTex, explorează deja această posibilitate. În Europa, firma Levi a testat deja pe piaţă jacheta muzicală realizată de MIT Media Lab.

Toate aceste realizări arată că îmbrăcămintea inteligentă şi sistemele computerizate purtabile sunt o certitudine, că fac parte din prezentul, dar mai ales din viitorul nostru. Rămâne de văzut ce rol vor avea acestea în viaţa noastră.


398

BIBLIOGRAFIE [1] Sodomka, L., New Materials as Precursors for Smart Fibres, Textiles, Sheets and Structures, http://www.ft.vslib.cz/indoczech-conference/conference_proceedings/ [2] Bujoreanu,L.G., - Materiale inteligente, Ed.Junimea, Iaşi, 2002. [3] Newham, R.E. and Rushau,G.R. – Electromechanical properties ofsmart materials, J. Intell. Mater. Syst. and Struct., 4-Jully, 1993, 289-294. [4] Poteraşu, V.F. – Structuri şi sisteme inteligente adaptive, Editura CERMI, 2000, ISBN 973-8000-49-7-1. [5] *** The way forward for European Textiles, conferinţă susţinută în cadrul programului de cooperare bilaterală „Nequatex” Belgia - România, Arad, 2006. [6] Catrysse M., et al. – “Towards the integration of textile sensors in a wireless monitoring suit”, Vol. Sensors and Actuators A 114 (2004) 302–311, http://www.centexbel.be/images/TIS_Publ_catrysse_2004.pdf . [7] Hult P., et al. – Textile Electrodes - An Alternative as ECG Electrodes in Home Health Care?, PROCEEDINGS of the 6th Nordic Conference on eHealth & Telemedicine, 2006, Helsinki, Finland, p.141-142. http://www.nceht2006.org/NCeHT2006_Proceedings_.pdf [8] Langenhove, L.,v., ş.a., - Objective and long term testing of textile sensors, Ghent University - Textile department, http://www.phealth-2006.com/presentations/S4_van-langenhove.pdf . [9] Site-ul Proiectului Wealthy - http://www.wealthy-ist.com/ . [10] * * * - Smarty Pants, http://www.smartcomputing.com/articles/2005/ . [11] Paradiso,R., ş.a., A wearable health care system based on knitted integrated sensors, IEEE Trans Inf Technol Biomed. 2005 Sep;9(3):337-44. [12] Site-ul Proiectului IST 507816 „MyHeart”, http://www.hitech-projects.com/euprojects/myheart/ . [13] Pacelli,M. ş.a., Sensing Fabrics for Monitoring Physiological and Biomechanical Variables: E-textile solutions, Proceedings of the 3rd IEEE-EMBS International Summer School and Symposium on Medical Devices and Biosensors MIT, Boston, USA, Sept.4-6, 2006. [14] Proiect FP6-2004-IST- Bio-sensing Textiles for Health Management http://www.biotex-eu.com/pdf/Biotex_wp2_del2_1_v1d_public.pdf [15] Militky,J., Intelligent Textiles, New Challenges, First Czech-German Textile Workshop on Performace and Smart Fabrics. Sept. 2004. Institute of Textile and Clothing Technology TU Dresden, Germany.


399

[16] Shishoo, R., Intelligent Textiles: An Overview of the Developments, http://www.tut.fi/units/ms/teva/swl/shishoo.pdf. [17] Ganeshbabu, C., Intelligent Textiles: - The Next Generation Textiles, http://www.fibre2fashion.com/industry-article/pdffiles/intelligent-textiles-the-next-generation-textiles.pdf . [18] Paradiso, R., Wearable Health Care System: New Frontiers of e-Textiles, Netherlands Science & Technology Officers Network Conference, 2005, Delft. [19] *** Diaplex – The Intelligent Material, www.diaplex.com/ . [20] *** SWEDE Cooling Vest, http://www.firstlinetechnology.com/ . [21] *** Microîncapsularea – un procedeu aplicat în industria textilă, Industria Textilă, 53, 2002, nr.4, p281-282. [22] http://www.luminex.it/ [23] Bekaert – specialized in electrical conductive yarns and textiles http://www.bekaert.com/corporate/products.htm . [24] Langenhove, L., ş.a., Textiles for Protection (Cap.7. Intelligent textiles for protection), Wodhead Publtishing House, 2005, ISBN-13-978-1-85573-921-5 [25] http://www.verhaert.com [26] http://www.smartshirt.gatech.edu [27] http://www.sensatex.com/ [28] http: //www.vivometrics.com [29] http://www.medes.fr/home_fr/telemedecine/projets/vtamn.html [30] http://www.elektex.com/ [31] http://www.tms.org/pubs/journals/JOM/0507/byko-0507.html [32] http://nanotechweb.org/articles/news/2/6/7/1/120603 [33] Mărculescu, D., ş.a., Electronic Textiles: A Platform for Pervasive Computing, Proceedings of the IEEE, Vol.91, nr.12, 2003, p.1995-2018. [34] http://www.wearable.ethz.ch/etextiles.0.html [35] Matilla, H., Survey of Intelligent Textiles, http://www.tut.fi/units/ms/teva/projects/intelligenttextiles/index.htm [36] Strano, C., Wearable Computers: The Evolution of the Industry, http://www.johnsaunders.com/papers/wearable.htm [37] Mann, S., Smart clothing: The Wearable Computer and WearCam, Personal Technologies, vol.1, nr.1, 1997. [38] Proiectul WearIT@work, http://www.wearitatwork.com [39] http://www.ercim.org/publication/Ercim_News/enw64/busuoli.html [40] Anderson, K., Smart Textiles Update, http://www.techexchange.com/thelibrary/smarttextiles.html


400

[41] http://www.elektex.com [42] Smart Fabric, or Washable Computing, http://web.media.mit.edu/~rehmi/fabric/index.html [43] Jacheta muzicală (proiect), http://www.media.mit.edu/hyperins/levis/ [44] http://www.esa.int/esaCP/index.html [45] http://www.gzespace.com/new/eng/Profile.html [46] Mann, S., Definition of "Wearable Computer", http://about.eyetap.org/fundamentals/ [47] Papaghiuc, V., Modalităţi de diversificare a produselor de îmbrăcăminte prin prelucrări tehnologice, Ed. Performantica, 2006. [48] Bordeianu, I.A.ş.a., Preocupări şi realizări în domeniul textilelor cu funcţionalitate impusă, Analele Universităţii din Oradea, 2006. [49] Bordeianu, D.L. ş.a., Realizări şi perspective privind utilizarea textilelor în domeniu medical, Analele Universităţii din Oradea, 2006. [50] Visileanu, E., ş.a., Produse e-textile, Industria textilă, 55, 2004, 1, p.3-6. [51] Brad, R., Îmbrăcămintea inteligenmtă, Dialog textil, nr.12 / 2003. [52] Ciobanu, L., Materiale textile inteligente, Industria textilă, 55, 2004, 1, p.43-46.

57128180-nequatex

Documents