Pruebas de estanqueidad en envases de tereftalato de polietileno basado en máquina de soporte vectorial

Leak tests on polyethylene terephthalate containers based on support vector machine

En este trabajo se presentan los resultados de la implementación de un algoritmo basado en Máquina de Soporte Vectorial (SVM por sus siglas en inglés, Support Vector Machine), sobre la plataforma de National Instruments Compaq Rio, abreviado por el fabricante cRio, para la detección de fugas en envases de tereftalato de polietileno (PET por sus siglas en inglés, polyethylene terephtalate). Para cumplir con esto se realiza la adquisición y procesamiento de señales de presión diferencial para luego mediante un modelo de decisión determinar si el envase presenta fuga o no. Existen muchas herramientas de procesamiento digital de señales, sin embargo en aplicaciones de clasificación las SVM han demostrado ser una muy buena alternativa. Las SVM requieren de un proceso de entrenamiento, que se realiza a partir de señales de las que se conoce la clase a la que pertenecen. Luego de su entrenamiento se realiza un programa mediante el cual se realiza la clasificación de una nueva botella. El algoritmo final es implementado sobre el sistema Compac Rio de National Instruments, para aplicación en línea.

INTRODUCCIÓN

La industria colombiana es cada día más competitiva, los tratados de libre comercio firmados en los últimos años hacen que este sector esté en camino de implementar procesos de producción de alta tecnología, con los que la productividad, calidad y economía estén a nivel de las mejores compañías del mundo. El sector de los plásticos y en particular el de la fabricación de envases no se escapa de esta nueva tendencia mundial. En Colombia hay gran cantidad de empresas dedicadas a la transformación de materia prima en productos de consumo masivo, como es el caso de los envases PET. Una de las pruebas de calidad que debe garantizar la fabricación de este tipo de envases, en especial cuando el uso final es como contenedor de sustancias líquidas como agua, aceite, gaseosas y demás bebidas, es la de no tener ningún tipo de fuga. De ahí la importancia para este sector de contar con sistemas que realizan la verificación de la estanqueidad del producto final.

El sistema desarrollado se puede dividir en dos etapas: La primera consiste en la adquisición de señales, en este caso, señales de presión diferencial medida entre el interior del envase y un punto de referencia a presión conocida y constante. Esta medición se realiza durante tres segundos, a una frecuencia de muestreo de 100 Hz obteniendo un vector de 300 datos para cada envase. La segunda etapa consiste en el procesamiento digital de las señales adquiridas, etapa en la que mediante la SVM y un proceso de votación se determina si existe o no una fuga en el envase.