SISTEMA Y METODO PARA I DENTI FICAR Y CLASI FICAR MATERIAL
Cam po de la Invención La presente invención se refiere a un sistema y un método para identificar y clasificar material . Más particularmente, y en su uso pretend ido preferido, la presente invención se refiere a un sistema y un método para identificar y clasificar material , el cual permite también "aprender" o "enseñar" capacidades para la identificación de nuevos materiales. Antecedentes de la Invención Los aparatos y los métodos para clasificar material reciclado y los si milares, son muy bien conocidos en la técnica . La patente de EU No. 5,882, 91 9 otorgada el 26 de enero de 1 999 a EASON se refiere a un sistema de clasificación de alto rendi miento. El sistema de clasificación proporciona un alto grado de precisión de clasificación aun en apl icaciones de clasificación de alto rendi miento tal como clasificación de virutas de madera de alta velocidad . En una modalidad , un aparato de clasificación incl uye un agitador para distri buir el material en existencia, un analizador espectrográfico para identificar material inaceptable en una corriente de prod ucto, un expulsor para desviar material inaceptable de la corriente de producto, un receptáculo de clasificación de tres zonas y un sistema de recirculación para regresar una porción seleccionada de la prod ucción del clasificador para un paso adicional por el analizador y el expulsor. El receptáculo de clasificación de tres zonas d ivide la corriente de producto en una porción aceptada , una
porción de rechazo y una porción ambigua que incluye tanto producto aceptable como material inaceptable. La porción ambigua es reclasificada para precisión mejorada en niveles de alto rendimiento. También del conocimiento del solicitante existen las siguientes patentes de EU, las cuales describen otros aparatos y máquinas para clasificar material ya sea mecánica, ópticamente u otros: 5,353,937; 5,448,363; 5,450,966; 5,471,311; 5,484,247; 5,485,925; 5,497,887; 5,499,488; 5,508,512; 5,509,537; 5,526,437; 5,562,214; 5,579,921; 5,586,663; 5,631,460, 5,799,801, 5,887,073, 5,960,964; 6,064,056; 6,137,074; 6,144,004; 6,149,018; 6,265,684 B1; 6,303,952 B1; 6,371,305 B1, 6,380,503 B1; 6,460,788 B1, 6,504,124 B1; 6,726,028 B2; y 6,787,724 B2. También del conocimiento del solicitante están las siguientes patentes y/o solicitudes de patente extranjeras, las cuales se describen también otros aparatos y máquinas para clasificar material: Bélgica
0849006; Alemania 69721199.1; España 0849006, Finlandia 0849006;
Francia 0849006; Reino Unido 0849006, Holanda 0849006; Suecia
0849006; Canadá 2,199,021; y Canadá 2,224,918. Sin embargo, una desventaja sustancial asociada con varios de los aparatos antes mencionados es que no permiten identificar materiales específicamente que van a través de una corriente de producto, y clasificarlos en consecuencia, en una manera precisa, y a un régimen de alta producción. Por ejemplo, el sistema descrito en la patente de EU No.
,862,919 se usa esencialmente para clasificar materiales en productos "aceptables" y "no aceptables", en lugar de permitir una manera para
identificar específica y precisamente la naturaleza de los materiales que se clasifican. Además, también se sabe en la técnica que con respecto a los sistemas usados para clasificar materiales, es preferible tener un diseño que permita una variedad de configuraciones para llevar a cabo varios tipos diferentes de aplicaciones de clasificación, mientras que permite reducir los costos de ensamblado, operación, mantenimiento y/o reparaciones asociados con la operación del sistema, aunque no necesariamente afectando la capacidad global de clasificación del mismo. Además, también es sabido en la técnica que las máquinas relacionadas actuales en el mercado trabajan con el interior de una longitud de onda específica, y con una biblioteca específica y limitada. Por lo tanto, sería útil proporcionar una máquina que pudiera trabajar simultáneamente o no, y así con una multitud de productos, o una aplicación relacionada que pudiera depender o no del uso de longitudes de ondas que son completamente diferentes. Además, sería útil tener un sistema que pudiera identificar materiales claros y/o coloreados solo con el análisis del sistema, y/o la intensidad del mismo, independientemente, para el material de HDPE claro o coloreado, PET claro o coloreado, etc. De aquí que, a la luz de lo antes mencionado, existe una necesidad de un sistema mejorado, el cual en virtud de su diseño y sus componentes, fuera capaz de superar algunos de los problemas de la técnica anterior antes discutidos. Breve Descripción de la Invención El objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema que, en virtud de su diseño y sus componentes, satisfaga algunas de las
necesidades antes mencionadas y sea así una mejoría sobre otros sistemas y/o métodos de clasificación relacionados conocidos en la técnica anterior.
De acuerdo con la presente invención , el objetivo anterior se logra , como se entenderá fácil mente, con un sistema tal como el descrito brevemente en la presente y tal como el ejem plificado en los di bujos adj untos. Más particularmente, de acuerdo con la presente i nvención , se proporciona un sistema de clasificación automático para identificar y clasificar material no homogéneo, el sistema q ue com prende: Una banda transportadora que tiene una superficie de transporte q ue viaja a lo largo de una dirección longitudinal para transportar material a granel para ser identificado y clasificado, la banda transportadora que tiene un primer extremo para recibir dicho material a granel y un segundo extremo para liberar el material clasificado; Una unidad de identificación que coopera con la banda transportadora y colocada arriba de la superficie de transporte de la misma para identificar el material que viaja a lo largo de la misma, la unidad de identificación que comprende: - por lo menos un proyector para proyectar u n haz de luz hacia abajo, hacia la superficie de transporte, a una altura dada arriba de dicha superficie de transporte, y sobre un material dado a ser identificado, de manera q ue una porción de la luz proyectada puede ser reflejada desde d icho material dado y hacia arriba , hacia la unidad de identificación ; - Por lo menos una lente colocada alrededor de la unidad de
identificación para recibir dicha porción de l uz reflejada del material dado a ser identificado; - Una primera unidad de procesam iento vinculada operativamente con la por lo menos u na lente para efectuar un análisis espectral de la porción de luz reflejada capturada por la por lo menos una lente para determi nar la naturaleza del material dado; y Una segunda unida de procesamiento vinculada operativamente con la primera unidad de procesamiento para comparar los resultados de dicho análisis espectral con datos correspondientes asociados a una variedad de materiales diferentes al macenados en u na base de datos dada de la segunda u nidad de procesamiento; y - U na unidad de clasificación vi nculada operativamente con la segunda unidad de procesamiento y que coopera operativamente con el segundo extremo del transportador para clasificar material liberado desde d icho segundo extremo del transportador dependiendo de las señales reci bidas de la segu nda unidad de procesamiento . De acuerdo con todavía otro aspecto de la presente invención, se proporciona también un método para operar el sistema antes mencionado.
De acuerdo con otro aspecto aun de la presente invención , se proporciona también un método para identificar por lo menos un material con el sistema y/o el método antes mencionados. De acuerdo con otro aspecto aun de la presente invención, se proporciona tam bién un paquete para ensam blar el sistema antes mencionado. De acuerdo con otro aspecto aun de la presente invención, se
proporciona tam bién un método para ensamblar los componentes del paquete antes mencionado. De acuerdo con otro aspecto aun de la presente invención, se proporciona tam bién un método para fabricar el sistema antes mencionado. De acuerdo con otro aspecto aun de la presente i nvención , se proporciona tam bién por lo menos un material que ha sido clasificado con el sistema y/o el método antes mencionados . De acuerdo con otro aspecto aun de la presente i nvención, se proporciona también por lo menos un material q ue ha sido identificado con el sistema y/o el método antes mencionados . Los objetivos, ventajas y otros aspectos de la presente invención se harán más aparentes por la lectura de la siguiente descripción no restrictiva de modalidades preferidas de la misma, dada para el propósito de ejem plificación solamente, con referencia a los di bujos adjuntos. Breve Descri pción de los Di bujos La Figura 1 es una vista en perspectiva de un sistema de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. La Fig ura 2 es una vista de sección en perspectiva de una porción de lo que se muestra en la Figura 1 , algunas porciones del sistema q ue ha n sido removidas para il ustrar mejor el com partimento de la u nidad de clasificación que se muestra en una configuración cerrada . La Figura 3 es otra vista de sección en perspectiva de lo que se m uestra en la Figu ra 2, el compartimento que se m uestra ahora en una configuración abierta. La Fig ura 4 es una presentación esquemática en elevación de lo que
se muestra en la Figura 1. La Figura 5 es una vista agrandada de una porción de lo que se muestra en la Figura 4, un carro de la unidad de identificación que se muestra en una primera configuración. La Figura 6 es otra vista de lo que se muestra en la Figura 5, el carro que está ahora desplazado longitudinalmente y hacia atrás con respecto a la banda transportadora. La Figura 7 es una vista agrandada de una porción de lo que se muestra en la Figura 6, los proyectores que se muestran ajustados en un ángulo dado. La Figura 8 es otra vista de lo que se muestra en la Figura 7, los proyectores que se muestran ahora ajustados a otro ángulo dado. La Figura 9 es otra vista de lo que se muestra en la Figura 8, los proyectores que se muestran ahora ajustados en otro ángulo dado todavía. La Figura 10 es otra vista de lo que se muestra en la Figura 7, los proyectores que se muestran ahora cooperando con un dispositivo de calibración de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. La Figura 11 es una vista lateral parcial del sistema desde un lado opuesto a aquel que se muestra en la Figura 10. La Figura 12 es una vista agrandada de una porción de lo que se muestra en la Figura 11, el sistema que se muestra ahora con uno de sus paneles que está removido para ilustrar mejor los haces de luz proyectados por los proyectores y el dispositivo de calibración correspondiente para ser usado con el mismo, dicho dispositivo de calibración que se muestra en una
configuración retraída. La Figura 13 es otra vista de lo que se muestra en la Figura 12, el dispositivo de calibración que se muestra ahora en una configuración de trabajo. La Figura 14 es una vista agrandada de una porción de fondo del sistema que ilustra mejor el extremo trasero del transportador, y la unidad de clasificación correspondiente provista con por lo menos una fuente de aire presurizado. La Figura 15 es otra vista similar de lo que se muestra en la Figura 14. La Figura 16 es una vista agrandada de una porción de lo que se muestra en la Figura 15, el compartimento de la unidad de clasificación que se muestra en una configuración cerrada. La Figura 17 es otra vista de lo que se muestra en la Figura 16, el compartimento que se muestra ahora en una configuración abierta. La Figura 18 es una vista parcial en perspectiva del compartimento de la unidad de clasificación provista con chorros de aire, válvulas y fuentes de aire presurizado. La Figura 19 es una gráfica de material que se identifica como yeso de acuerdo con un análisis espectral llevado a cabo de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. La Figura 20 es una gráfica de material que se identifica como lana y generada vía un análisis espectral con un sistema de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. La Figura 21 es una gráfica de material que se identifica como un 2x4
y generada vía un análisis espectral con un sistema de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. La Figura 22 es una gráfica de material que se identifica como madera con yeso y generada vía un análisis espectral con un sistema de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. La Figura 23 es una gráfica de material que se identifica como una moldura y generada vía un análisis espectral con un sistema de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. La Figura 24 es una vista lateral en elevación de un sistema de acuerdo con todavía otra modalidad preferida de la presente invención. La Figura 25 es una vista en planta superior de lo que se muestra en la Figura 25, el sistema que se muestra con componentes adicionales ensamblados operativamente con el mismo. La Figura 26 es una vista esquemática lateral en elevación de un sistema de acuerdo con todavía otra modalidad preferida de la presente invención. La Figura 27 es una vista esquemática lateral en elevación de un subensamble del sistema de acuerdo con todavía otra modalidad preferida de la presente invención. La Figura 28 es una vista frontal de lo que se muestra en la Figura
27. La Figura 29 es una vista superior de lo que se muestra en la Figura
27. La Figura 30 es una vista esquemática lateral en elevación de otro subensamble del sistema de acuerdo con todavía otra modalidad preferida
de la presente invención. La Figura 31 es una vista lateral de algunos componentes mostrados en la Figura 30. La Figura 32 es una vista parcial superior de lo que se muestra en la Figura 30. Las Figuras 33a y 33b son vistas parciales superiores de lo que se muestra en la Figura 30. Descripción Detallada de Modalidades Preferidas de la Invención En la siguiente descripción, las mismas referencias numéricas se refieren a elemento similares. Se prefieren las modalidades, dimensiones, componentes y/o configuraciones geométricas mostradas en las Figuras, para propósitos de ejemplificación solamente. En el contexto de la presente descripción, la expresión "sistema" o "criba" incluye todos los tipos de dispositivos de cribado, clasificación, separación y/o identificación, y los similares. Además, aunque la presente invención fue diseñada principalmente para clasificar y/o identificar material virgen y/o coloreado, y los similares, se puede usar con otros tipos de artículos, o para otros usos que requieren clasificación de materiales diferentes, como es aparente para una persona experta en la técnica. Por esta razón, las expresiones "virgen", "coloreado", "claro", "reciclado", "material", "papel", etc., no deben tomarse como limitantes del alcance de la presente invención e incluyen todos los otros tipos de usos o artículos con los cuales se puede usar y podría ser útil la presente invención. Además, en el contexto de la presente descripción, las expresiones "sistema", "criba", "cribador", "arreglo", "dispositivo", "ensamble", "aparato",
"equipo" y "unidad", así como también cualesquiera otras expresiones y/o palabras compuestas equivalentes de las mismas, pueden usarse de manera intercambiable. Lo mismo aplica para cualesquiera otras expresiones mutuamente equivalentes, tales como "cribado", "clasificación", "separación", "reciclado" e "identificación", por ejemplo, así como también "base de datos" y "biblioteca", así como "espectral" y "espectrográfico", como es aparente para una persona experta en la técnica. Además, aunque las modalidades preferidas de la presente invención, como se ilustra en los dibujos adjuntos, comprende varios componentes, y aunque las modalidades preferidas del sistema 101 de identificación/ clasificación y las partes correspondientes de la presente invención como se muestra consisten de ciertas configuraciones geométricas como se explica e ilustra en la presente, no todos estos componentes y geometrías son esenciales para la invención y así no deben tomarse en su sentido restrictivo, es decir, no deben tomarse como limitantes del alcance de la presente invención. Se entiende, como es aparente también para una persona experta en la técnica, que se pueden usar otros componentes adecuados y cooperaciones entre los mismos, así como también otras configuraciones geométricas adecuadas para el sistema 101 de clasificación de acuerdo con la presente invención, como se explicará brevemente en la presente y como se puede inferir fácilmente a partir de la presente por una persona experta en la técnica, sin apartarse del alcance de la invención. Más particularmente, de acuerdo con la presente invención, y como se ejemplifica en los dibujos adjuntos, se proporciona un sistema 101
automático de clasificación para identificar y clasificar material no homogéneo. El sistema 101 comprende una banda transportadora 103 que tiene una superficie 105 de transporte que viaja a lo largo de una dirección 107 longitudinal para transportar material a granel para ser identificado y clasificado, la banda 103 transportadora que tiene un primer extremo 103a para recibir dicho material a granel y un segundo extremo 103b para liberar el material clasificado. El sistema 101 comprende también una unidad 109 de identificación que puede cooperar con la banda 103 transportadora y colocada arriba de la superficie 105 de transporte de la misma para identificar material que viaja a lo largo de la misma. La unidad 109 de identificación comprende por lo menos un proyector 111 para proyectar un haz de luz 113 hacia abajo, hacia la superficie 105 de transporte, a una altura 115 dada arriba de dicha superficie 105 de transporte, y sobre un material dado para ser identificado, de manera que una porción de la luz proyectada puede ser reflejada desde dicho material dado y hacia arriba, hacia la unidad 109 de identificación. La unidad 109 de identificación comprende también por lo menos una lente 117 posicionada alrededor de la unidad 109 de identificación para recibir dicha porción de luz reflejada del material dado a ser identificado. La unidad 109 de identificación comprende también una primera unidad 119 de procesamiento vinculada operativamente a la por lo menos una lente 117 para llevar un análisis espectral o espectrográfico de la porción de luz reflejada capturada por la por lo menos una lente 117 para determinar la naturaleza del material dado. La unidad 109 de identificación comprende también una segunda unidad 121 de procesamiento vinculada
operativamente a la primera unidad 119 de procesamiento para comparar los resultados de dicho análisis espectral con datos asociados correspondientes a una variedad de materiales diferentes almacenados en una base de datos dada de la segunda unidad 121 de procesamiento. El presente sistema 101 comprende también una unidad 123 de clasificación vinculada operativamente a la segunda unidad 121 de procesamiento y que coopera operativamente con el segundo extremo 103b de la banda 103 transportadora para clasificar material liberado de dicho segundo extremo 103b de la banda 103 transportadora dependiendo de las señales recibidas desde la segunda unidad 121 de procesamiento. Como será explicado con mayor detalle más adelante en la presente, la unidad 9 de identificación está configurada de preferencia para tomar lecturas continuas en la resolución espectral de Cerca Del Infrarrojo (NIR). De preferencia, y como se muestra mejor en las Figuras 2 y 3, el por lo menos un proyector 111 comprende primera y segunda hileras de proyectores 111, cada hilera de proyectores 111 que se extiende sustancialmente en una relación transversal con respecto a la dirección 107 longitudinal de la banda 103 transportadora, la primera hilera de proyectores 111 que proyecta una serie de haces 113 de luz que intersecan con una serie de haces 113 de luz proyectados de la segunda hilera de proyectores 111 de manera que definen un área 125 de intersección de luz a una altura 115 dada arriba de la superficie 105 de transporte de la banda 103 transportadora, y sobre un material dado a ser identificado, que viaja a lo largo de dicha banda 103 transportadora, de manera que una porción de la luz reflejada del área 125 de intersección de luz puede ser reflejada
desde dicho material dado y hacia arriba, hacia la unidad 109 de identificación. De preferencia, y como se puede entender fácilmente cuando se hace referencia a las Figuras 6 a 10, las hileras de proyectores 111 son ajustables en ángulo con respecto a la unidad 109 de identificación de manera que el área 125 de intersección de luz puede ser ajustable en términos de la altura 115 con respecto a la superficie 105 de transporte de la banda 103 transportadora. También de preferencia, la por lo menos una lente 117 comprende una hilera de lentes 111 provistas entre las primera y segunda hileras de proyectores 111. Como se muestra mejor en las Figuras 12 y 13, la unidad 109 de identificación comprende de preferencia un dispositivo 127 de calibración que tiene una superficie 129 de calibración que se puede posicionar de manera removible entre el por lo menos un proyector 111, y más particularmente, alrededor del área 125 de intersección de luz cuando se posiciona cerca de la superficie 105 de transporte, de manera que una porción de luz reflejada puede ser reflejada de regreso desde la superficie 129 y hacia arriba, hacia la por lo menos una lente 117 para calibrar la unidad 109 de identificación, en una manera bien conocida en la técnica. También de preferencia, el presente sistema 101 está configurado vía hardware y software apropiados de manera que la calibración se hace automática y periódicamente. De preferencia también, la superficie 129 de calibración comprende cerámicas blancas, como se muestra mejor en la Figura 13. De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, la
unidad 123 de clasificación comprende por lo menos un chorro 131 de aire para impulsar aire presurizado sobre material dado identificado por la unidad 109 de identificación y liberado del segundo extremo 103b de la banda 103 transportadora para redirigir dicho material dado a un dispositivo de recepción correspondiente configurado para recibir dicho material clasificado. De preferencia también, el chorro 131 de aire comprende una serie de chorros 131 de aire que se extienden a lo largo de la unidad 123 de clasificación, sustancialmente en una relación transversal con respecto a la dirección 107 longitudinal de la banda 103 transportadora, como se muestra mejor en las Figuras 1 a 3 y 18. También de preferencia, los chorros 131 de aire son ajustables en ángulo con respecto a la unidad de clasificación, como se ilustra y como se puede entender fácilmente por una persona experta en la técnica, cuando se hace referencia a las Figuras 14 a 18. También como se muestra, la unidad 123 de clasificación comprende de preferencia un compartimiento 133 que es operable entre configuraciones abierta y cerrada, los chorros 131 de aire que están montados de manera removible sobre dicho compartimiento 133. De preferencia también, la unidad 123 de clasificación comprende por lo menos una fuente 135 de aire presurizado para alimentar los chorros 131 de aire con tubos correspondientes. Como se ilustra mejor en la Figura 18, los chorros 131 de aire están provistos con válvulas 139 correspondientes, de preferencia válvulas 139 de pistón, vinculadas operativamente con la segunda unidad 121 de procesamiento vía un alambrado apropiado y/o los similares, para controlar
de manera ajustable la presión del aire presurizado impulsado por los chorros 131 de aire sobre un material dado para ser clasificado dependiendo de la naturaleza de dicho material dado determinada mediante el análisis espectral llevado a cabo por la primera unidad 119 de procesamiento. De preferencia, cada proyector 111 y cada lente 117 está montado sobre un carro 137 correspondiente de la unidad 109 de identificación que puede desplazarse longitudinalmente a lo largo de la banda 103 transportadora, como se muestra cuando se contrastan las Figuras 5 y 6, y el posicionamiento del carro 137 de la unidad 9 de identificación a lo largo de la banda 103 transportadora se ajusta de acuerdo con el tipo de material a ser clasificado y tiempo de respuesta de los chorros 131 de aire, como puede ser entendido fácilmente por una persona experta en la técnica. También de preferencia, cada lente 117 es de forma circular y adquiere información en un diámetro de aproximadamente 6.35 centímetros; está configurada también para proyectar un haz de luz 113 unidireccional; y es, de preferencia, una lámpara de halógeno de alta frecuencia, aunque se pueden emplear otras fuentes de luz adecuadas, de acuerdo con la presente invención. De acuerdo con la modalidad preferida de la presente invención, la primera unidad 119 de procesamiento comprende un multiplexer y cada lente 117 transmite una señal óptica a través de una fibra óptica a dicho multiplexer. La segunda unidad 121 de procesamiento comprende de preferencia un espectrómetro y el multiplexer transmite una señal eléctrica desde cada lente 117 al espectrómetro. Cada señal eléctrica de cada lente
117 se transmite de preferencia al espectrómetro a un régimen de aproximadamente 70 Hz. La segunda unidad 121 de procesamiento comprende de preferencia una base de datos de curvas representativas de una variedad de materiales diferentes, y construida vía software de cada señal eléctrica recibida de cada lente que ha recibido luz reflejada desde un material dado. De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, el haz de luz 113 proyectado desde el por lo menos un proyector 111 cubre un área de aproximadamente 121.92 centímetros de ancho, y se concentra en alrededor de 4 Kilovatios de potencia de iluminación. El sistema 101 comprende también de preferencia conductos para recibir material que ha sido clasificado y liberado desde el segundo extremo 103b de la banda 103 transportadora. Lista de otros números de referencia usados para componentes preferidos ilustrados en los dibujos adjuntos: 1. placa delantal. 2. criba de 15.24 centímetros de impulsión general (c/s estructura existente). 3. engrane estrella. 4. cama deslizadora de 1.83 metros x 7.625 metros - (con listón antideslizante) 0.762 pulgadas c/s soporte. 5. cama deslizadora de 0.915 metros x 7.93 metros (con listón antideslizante) (0.915 metros x 21.35 metros) c/s soporte. 6. clasificación óptica cercana (5 productos) c/s 2 transportadores (5.80 metros - 0.2286 metros y 4.27 metros 0.0762 metros) y soportes.
7. cama deslizadora de 0.61 metros x 8.4636 metros c/s soporte. 8. cama deslizadora de 0.61 metros x 3.965 metros (0.915 metros x 6.71 metros) c/s soporte. 9. cama deslizadora de 1.22 metros x 15.555 metros (grande 1.83) c/s soporte. 10. cama deslizadora de 16.775 metros x 3.66 metros c/s soporte. 11. empacadora. 12. trituradora. 13. transportador c/s soporte. 14. trómel. 15. imán superior 7.32 metros. 16. pared 3.66 metros x 2.745 metros (6 enchapado 1 lado). 17. plataforma QC de empacadora de 5.58 metros cuadrados. El descrito brevemente, el sistema 101 de clasificación, de acuerdo con la presente invención, como se ejemplifica en los dibujos adjuntos, es un sistema 101 automático de clasificación que comprende equipo que puede distinguir y separar varios materiales, tales como materiales no homogéneos, por ejemplo. El equipo toma, de preferencia, lecturas continuas en la resolución espectral de Cerca del Infrarrojo (NIR). A través del análisis de la reflexión de luz por los materiales respectivos se puede registrar una curva distinta para cada tipo, como se puede entender fácilmente por una persona experta en la técnica. Con base en estas curvas, es posible construir familias de curvas que pueden ser asociadas a tipos de materiales respectivos, dado un margen de error que es ajustable de acuerdo con la precisión deseada, como se ilustra en las Figuras 19 a
23, por ejem plo. Es importante notar q ue, de preferencia, las lecturas se hacen continuamente a través de una lente 1 1 7 (o grupo de lentes 1 1 7) situado arriba de la banda 1 03 tra nsportadora que está corriendo a una velocidad de aproximadamente 0 a 1 83 metros/minuto. El sistema 1 01 consiste de preferencia de una o muchas lentes 1 1 7 que están en una forma circular, que adquieren información en un diámetro de aproximadamente 6.35 centímetros. Los tamaños de las lentes 1 1 7 pueden ser de diámetros diferentes para cumplir con una necesidad específica, como se puede entender fácil mente por una persona experta en la técnica . De preferencia, éstas lentes 1 1 7 están situadas normalmente sobre el mismo eje y a la misma altura por arriba de la banda 1 03. De preferencia también, cada lente 1 7 transmite la señal óptica a través de una fibra óptica a un multiplexer que redirige la señal de luz a un espectrómetro que convierte la señal de luz en una eléctrica. Es im portante notar q ue el multiplexer puede transmitir la señal desde cada lente 1 1 7 individual al espectrómetro a un régimen de hasta aproximadamente 70 Hz. La velocidad del espectrómetro puede ser ajustada para cumplir con diferentes objetivos ya sea para ir más rápido para aumentar la prod ucción de las lecturas o más lenta para incrementar el tiem po de exposición del material para mejorar la calidad de la lectura, como puede ser entend ido fácilmente por una persona experta en la técnica. De acuerdo con la presente invención , y para obtener lecturas apropiadas, el sistema 101 construye curvas que son representativas del
material que pasa. Así, se recomienda usar una o más luces para saturar el área de lectura con iluminación. Actualmente y de preferencia, el sistema emplea un esquema de iluminación que concentra aproximadamente 4 kilovatios de iluminación en un área de aproximadamente 121.92 centímetros de largo y aproximadamente 7.62 centímetros de ancho. El esquema de iluminación transmite la luz de tal manera, y las lentes están configuradas para ser ajustadas en ángulo, de manera que un área de procesamiento resultante (es decir, exposición a la luz de los proyectores) cubre un rango de alturas 115 por arriba de la superficie 105 de transporte de la banda 103, y entonces no está necesariamente limitada a dicha superficie 105 de transporte. Una de las características significativas del sistema 101 es que está diseñado para "aprender". Explicado brevemente, siempre que se desee clasificar un nuevo producto y que este producto no sea parte de una biblioteca existente del sistema 101, es posible crear una nueva biblioteca que consista de la biblioteca existente y el nuevo material. Cambiando el sistema 101 al modo de aprendizaje, es posible presentar un nuevo producto a la lente (1) y después el sistema 101 registrará la nueva curva, a partir de la cual se puede construir un nuevo algoritmo para clasificar este nuevo producto. En este proceso se tienen que hacer varias lecturas del mismo tipo de material para crear una curva y un algoritmo típicos, tales como los ejemplificados en las Figuras 19 a 23. Una vez que se han hecho estos pasos apropiadamente, el sistema 101 está listo para que el usuario incorpore un nuevo producto a su sistema 101 de clasificación. La funcionalidad preferida del presente sistema 101 se resume
brevemente como sigue: una vez que la lente 117 ha recibido la señal de luz y que el espectrómetro la ha transformado en una eléctrica, la computadora creará la curva y la identificación de acuerdo con la biblioteca que está usando. Una vez que se hace la identificación, la computadora envía una corriente de información a una computadora personal (PC) o comunicación en línea de energía (PLC) industrial que clasificará de acuerdo con los requerimientos del usuario. El usuario puede entonces seleccionar qué tipo de material se va a clasificar y a dónde va a ir - esto se hace de preferencia de acuerdo con la disponibilidad de lugares. El material (producto) deseado será expulsado en la ubicación deseada dividiéndolo (es decir, redirigiéndolo) simplemente de su curso (trayectoria) normal en medio de aire cuando se libera por la banda 103 transportadora día medios adecuados (por ejemplo, boquillas o chorros 131 de aire), en cuanto al material no deseado, avanzará sin afectar en su curso. Los chorros 131 de aire se sitúan de preferencia en el cabezal del transportador 103 en el punto donde el material cae en el medio de aire. La configuración de los chorros 131 de aire es tal que se pueden instalar una o muchas hileras de chorros 131 de aire dependiendo de la fuerza necesaria para expulsar el material deseado. Además, los extremos de los chorros siendo 31 de aire son de preferencia ahusados para incrementar el empuje del aire que sale de dichos chorros 131 de aire. Otra opción que tiene el usuario es clasificar más de un material al mismo tiempo. El conducto en el cabezal del transportador 103 está construido normalmente con divisores que permiten la clasificación de varios materiales, y/o varios tipos de material, en las ubicaciones deseadas.
La primera serie de chorros 1 31 de aire está situada normalmente en la proximidad del cuadrante de la polea del cabezal. Esta serie de chorros 131 de aire puede ser multiplicada y está configurada de preferencia para expulsar los materiales deseados en una dirección hacia arriba, hacia un conducto un transportador 103 diferente mientras que mantiene la misma trayectoria hacia delante. Un segundo conjunto de chorros 1 31 de aire puede estar situado arriba del cuadrante de la polea del cabezal a una distancia que puede variar en aproximadamente 10.16 centímetros por arriba de la banda 103. Este conjunto de chorros 131 de aire expulsará de preferencia el material en una dirección hacia abajo, aunque se podría clasificar y redirigir material en otras maneras adecuadas, como se puede entender fácilmente por una persona experta en la técnica. Es importante hacer notar que los tipos de materiales alimentados al sistema 101 no son importantes, la programación del equipo se hará de tal manera que el usuario tendrá la libertad de seleccionar el producto deseado y enviarlo al conducto. Hasta este momento, se han construido varios tipos de sistemas automáticos de clasificación convencionales, sin embargo todos son para el mismo grupo de productos. Puesto que el espectrómetro del presente sistema 101 innovador está diseñado para tomar lecturas en el rango espectral completo del NI R es posible que un usuario construya varias bibliotecas de productos sin cambiar la funcionalidad o constitución del equipo. Además, algunas familias de productos tienen patrones similares de reflexión de luz, sin embargo, el presente sistema 1 01 permite el uso de algoritmos avanzados, es decir, más que una derivada sencilla, por ejemplo, lo cual permitirá diferenciar
entre diferencias más sutiles en algunos tipos de materiales. Un ejemplo de tales diferencias son madera, cartón y papel, ellos tienen la misma respuesta espectral después de una primera derivada lo cual no permite diferenciarlos entre ellos, sin embargo, después de un algoritmo adicional, tal como una segunda derivada, es posible distinguirlos, como puede ser entendido fácilmente por una persona experta en la técnica cuando se hace referencia a las Figuras 19 a 23. El mismo tipo de análisis se puede aplicar a materiales diferentes con respuestas a la luz similares, tales como plásticos de 1 a 7, así como también variaciones en las curvas debido a los aditivos en los plásticos, como puede ser entendido fácilmente por una persona experta en la técnica. Es importante hacer notar que para los plásticos, la respuesta espectral (o espectrográfica) del presente sistema 101 permite, mediante varios pasos algorítmicos, distinguir entre el mismo tipo de material, pero con coloración versus color natural del plástico. Esta opción elimina la necesidad de que se agregue una cámara a color o de blanco y negro al sistema, como se requiere con los sistemas convencionales. Además, el espectrómetro de la presente invención está diseñado para permitir la toma de lecturas con hasta aproximadamente 64 lentes 117 de preferencia, estas lentes 117 pueden ser separadas después en varios grupos. Cada grupo puede consistir de aproximadamente 1 a 64 lentes, y cada uno de estos grupos puede hacerse entonces para clasificar tipos diferentes de materiales. La flexibilidad del equipo permite, improbable sin embargo, la posibilidad de crear aproximadamente 64 zonas independientes que podrían clasificar diferentes productos hacia arriba, hacia abajo y a
través sin cambiar. Un ejemplo de tal sistema sería una banda 103 transportadora, esta banda podría dividirse a través de la longitud de la misma en tanta secciones como se desee siempre que las secciones sean suficientemente grandes para un diámetro de las lentes. Se debe notar que en términos prácticos, puede ser difícil subdividir una banda 103 transportadora en muchas secciones, por lo tanto la presente invención está diseñada para permitir el uso de varios transportadores 103 sin tener que agregar un nuevo espectrómetro. Sin embargo, el radio a partir del cual las lentes 117 pueden ser colocadas lejos del espectrómetro sin afectar la velocidad del sistema 101 es de aproximadamente 15 metros, las longitudes más largas pueden requerir ajustes en las velocidades de la banda transportadora. Dicho así, sería posible usar dos transportadores en una manera de cascada con el mismo espectrómetro en una manera lineal o perpendicular (u otra) uno con respecto a otro, o simplemente tomar dos o más transportadores 103 superpuestos y en dirección opuesta con las lentes 117 ubicadas en dos poleas de cabezal con sus propios conjuntos de chorros 131 de aire para clasificar los diferentes materiales. El número de posibilidades es infinito siempre que se respeten algunas reglas de implementación, como puede ser entendido también fácilmente por una persona experta en la técnica. Como se describió antes, es importante considerar el intento para detallar específicamente las posibilidades, versatilidades y las fuerzas de los detalles del equipo. Ahora, otro aspecto de la presente invención, a saber el proceso y el método en los cuales se lleva cabo la clasificación y/o la identificación, será descrito brevemente. De hecho, la aplicación se
puede usar en el contexto del reciclado de basura de lados envolventes, materiales de reciclado de lados envolventes, desperdicio comercial o si mplemente en el contexto de una C y D (construcción y demolición) o cualquier otra im plicación donde el sistema 1 01 puede identificar curvas específicas. Para usos prácticos, y de acuerdo con una modalidad preferida como se describe en la presente para propósitos de ejemplificación solamente, en el contexto de la presente invención , se hará énfasis en la C y D en intentos q ue sean tan descriptivos como sea posible. Básicamente, la basura de C y D está compuesta princi palmente de : madera , agregados, plásticos, teja de madera , materiales granulados de 0.95 centímetros y menos , cartón, materiales ferrosos y no ferrosos , etc. Los materiales granulados varían grandemente en com posición y en densidad . Para clasificar los materiales más apropiadamente, es necesario proceder en la primera etapa con una clasificación volumétrica . La primera clasificación se hace cargando los materiales directamente en una cri ba vi bratoria o cargando los materiales en un transportador que alimenta la cri ba . La criba vibratoria clasificará todos los materiales superiores en tamaño a la capacidad que pueden manejar los chorros de aire de clasificación óptica . Los tamaños típicos aceptados por la máqui na de clasificación óptica están en el rango de aproximadamente 5.08 a aproximadamente 25.4 centímetros, estos son tamaños aproximados. Para usos prácticos, los materiales q ue son más volumétricos que el primer corte serán definidos como la l ínea A y los materiales que fueron suficientemente pequeños para pasar a través de la criba como la línea B. La línea B es la
línea que será alimentada a la máqui na de clasificación óptica . Con el fin de mejorar la eficiencia de la máq ui na de clasificación óptica , es posi ble usar una cri ba vibratoria o giratoria antes de la máq uina para elim inar todas las piezas pequeñas gran ular y vol umétricamente hablando, de la corriente. Una vez que el material granular ha sido tomado, se usa de preferencia un transportador magnético o polea magnética para remover todo el material ferroso de la corriente. En este punto, de preferencia están disponibles dos opciones para realizar una clasificación óptica o para remover todo lo no ferroso y agregados. S í la remoción de los agregados es el paso deseado, se podría hacer una clasificación con base en la densidad mediante el uso, por ejem plo, de un eliminador de piedras o sim plemente por clasificadores manuales. Sin em bargo, y aunq ue no es necesa rio, la clasificación por densidad es altamente recomendada para mejorar la eficiencia y la calidad de la máquina de clasificación óptica . Siguiendo la misma secuencia de evento, se puede i nstalar una máquina de clasificación óptica después del elim inador de piedras y ésta clasificaría los materiales restantes para remover los prod uctos deseados de acuerdo con las necesidades del cliente y los mercados. Las posi bilidades pod rían ser, por ejemplo: madera limpia, madera tratada, madera prensada, otras variedades de productos de madera , papel, cartón , plásticos de cualquier tipo o simplemente aq uel material que un usuario (es decir cliente) ha agregado a su biblioteca . La instalación de una máq uina de clasificación óptica aumenta la eficiencia as í como también el porcentaje de material que puede ser
recuperado mientras se reduce la ma no de obra necesa ria normalmente para alcanzar tales resultados. Con el fin de obtener una calidad superior de prod ucto, se debe instalar u na sección de control de calidad visual al final del proceso para asegurar q ue los prod uctos finales sean tan puros como sea posi ble s í el mercado de los materiales requiere tal calidad. Además, la instalación de una clasificación óptica es la única manera para remover tales productos de madera con aditivos, como arsénico, cobre, etc. , lo cual es llamado "contaminación" . En contraparte a lo q ue se menciona anteriormente, s í el material es muy volumétrico antes de la fase de clasificación por densidad , sería recomendable usar la máquina de clasificación óptica a ntes del eliminador de piedras para mejorar la calidad de la clasificación por densidad , como puede ser entend ido fácilmente por una persona experta en la técnica . La maquina de clasificación óptica reducirá el volumen del material que entra a esa fase y de aq u í q ue la calidad de los agregados sería superior y se perdería menos . S í el usuario requiere el sistema con clasificación óptica antes o después de la fase de clasificación por densidad es únicamente a la discreción del usuario , ambos enfoques tienen sus ventajas y desventajas, como puede ser entendido fácilmente por una persona experta en la técnica . La necesidad de los usuarios dictará que enfoque será el más rentable para su mercado. La a plicación (proceso) descrito anteriormente podría aplicarse a cualquier tipo de material q ue no es homogéneo donde el papel podría estar mezclado con vidrio, plástico, as í como también materiales ferrosos (corriente única) o cualq uier aplicación o combinación de materiales q ue
pudiera ser reconocida con la ayuda de un espectrómetro. De acuerdo con otros aspectos de la presente invención, se proporciona también un método para operar el sistema 101 antes mencionado; un método de identificación de por lo menos un material con el sistema 101 antes mencionado; un paquete para ensamblar el sistema 101 antes mencionado; un método para ensamblar componentes del paquete antes mencionado; un método de fabricación del sistema 101 antes mencionado; por lo menos un material que ha sido clasificado con el sistema 101 y/o método antes mencionado; y por lo menos un material que ha sido identificado con el sistema 101 y/o método antes mencionado, como se ejemplifica y como puede ser entendido fácilmente por una persona experta en la técnica cuando se hace referencia a las Figuras 24 a 33 de la presente solicitud. Además, de acuerdo con la presente invención, el sistema 101 de clasificación y las partes correspondientes están hechas de preferencia de materiales substancialmente rígidos, tales como materiales poliméricos (plástico, hule, etc.), polímeros endurecidos, materiales de composito, materiales metálicos, y/o los similares, con el fin de lograr las ventajas resultantes discutidas brevemente en la presente, dependiendo de las aplicaciones particulares para las cuales se destina el sistema 101 y los diferentes parámetros en causa (capacidades de agarre deseadas; capacidades de clasificación; naturaleza de los materiales a ser clasificados; resistencia al desgaste y el rasgado, resistencia al impacto, régimen de producción, etc.), como es aparente para una persona experta en la técnica.
Como se aprecia mejor ahora , la presente i nvención es una mejoría y presenta varias ventajas sobre otros dispositivos y/o métodos relacionados conocidos en la técnica anterior. De hecho, la presente i nvención es particularmente ventajosa porque permite identificar específicamente materiales que pasan a través de una corriente de productos, y clasificarlos en consecuencia, en una manera precisa , y/o a un régi men alto de producción, como se explicó o anteriormente en la presente, el presente sistema 1 01 , vía su biblioteca correspondiente de curvas y otros componentes del sistema 1 01 , permite identificar específica y precisa mente la naturaleza o color de los materiales a ser clasificados con el sistema. Además, como se explicó brevemente en la presente , está diseñado tam bién para tener una variedad de configuraciones para llevar a cabo varios tipos diferentes de aplicaciones de clasificación , mientras q ue perm ite reducir los costos de ensam blado, la operación , el mantenimiento y/o las reparaciones asociados con la operación del sistema , mientras que permite aún un grado muy alto de capacidad de clasificación. Además, la presente invención es ventajosa también porque, como se explicó antes en la presente, puede trabajar sim ultáneamente o no, y as í con u na m ultitud de productos, o puede o no puede ser simi lar con longitudes de onda completamente d iferentes. Además, puede identificar materiales claros o coloreados sólo con el análisis o la intensidad independientemente del material de H DPE claro o coloreado, PET claro o coloreado, etc. Por supuesto, se pod rían hacer numerosas modificaciones a las modalidades antes descritas sin apartarse del alcance de la invención , como se define en las reivind icaciones adjuntas.