Precisão de Classificação | AISORT
Guia Técnico
Compreendendo a Precisão da Triagem: Métricas de Pureza, Recuperação e Eficiência
A precisão da triagem é a métrica de desempenho definitiva para qualquer classificador ótico — mas "precisão" significa coisas diferentes em contextos diferentes. Um classificador que alcança 98% de pureza com 85% de recuperação opera de forma muito diferente de um que oferece 95% de pureza com 98% de recuperação, embora ambos possam ser descritos como "alta precisão". Compreender a distinção entre essas métricas é essencial para especificar equipamentos, avaliar alegações de fornecedores e otimizar o desempenho da linha.
Métricas Básicas de Triagem
Pureza (Grau)
Definição: A porcentagem da fração aceita que é material alvo corretamente classificado.
Fórmula: Pureza = (Material Alvo Corretamente Aceito) / (Total de Material Aceito) × 100%
Exemplo: Se o compartimento de aceitação contém 980kg de PET alvo e 20kg de contaminantes não-PET, pureza = 980/(980+20) = 98%.
Quando é mais importante: Aplicações para grau alimentício onde os limites de contaminantes são regulatórios (EFSA/FDA); material de alto valor onde a contaminação rebaixa todo o lote; especificações onde penalidades contratuais se aplicam por ponto percentual abaixo da pureza alvo.
Recuperação (Rendimento)
Definição: A porcentagem de material alvo na matéria-prima que é corretamente direcionado para a fração aceita.
Fórmula: Recuperação = (Material Alvo Corretamente Aceito) / (Total de Material Alvo na Matéria-Prima) × 100%
Exemplo: Se a matéria-prima contém 1.000kg de PET alvo e 980kg vão para a aceitação, recuperação = 980/1.000 = 98%. Os 20kg perdidos foram ejetados erroneamente para a fração rejeitada (falso negativo).
Quando é mais importante: Material alvo de alto valor onde cada ponto percentual de recuperação perdido reduz diretamente a receita; aplicações de triagem positiva onde o objetivo é extrair o máximo valor de um fluxo misto.
O Compromisso entre Pureza e Recuperação
Pureza e recuperação se contrapõem. Aumentar o limite de ejeção para remover mais contaminantes também ejeta mais material alvo (reduzindo a recuperação). Relaxar o limite para capturar mais material alvo também permite a passagem de mais contaminantes (reduzindo a pureza). O ponto operacional ótimo depende do valor econômico da pureza versus recuperação para a aplicação específica.
| Modo de Operação | Pureza | Recuperação | Melhor para |
|---|---|---|---|
| Prioridade à pureza | Máxima alcançável | 80-90% | rPET grau alimentício, materiais grau farmacêutico, requisitos de pureza especificados em contrato |
| Equilibrado | 95-98% | 90-95% | Maioria das aplicações comerciais de reciclagem; rPET para garrafas; recuperação de plásticos de engenharia |
| Prioridade à recuperação | 85-92% | 95-99% | Alvo de baixo valor onde o volume importa mais que a pureza; pré-concentração antes da triagem secundária; pré-concentração em mineração |
Fatores que Afetam a Precisão da Triagem
Apresentação da Matéria-Prima
O fator mais controlável na precisão da triagem é como o material é apresentado aos sensores. Um classificador só pode classificar o que pode ver:
- Monocamada vs. multicamada: O material deve ser espalhado em uma única camada sobre a calha. Partículas sobrepostas escondem umas às outras dos sensores. A apresentação em monocamada normalmente limita a taxa de processamento a 0,5-1,5 t/h por metro de largura de calha (dependente do material).
- Espaçamento entre partículas: As partículas devem estar suficientemente separadas para que o sistema de ejeção possa alvejar itens individuais. Se duas partículas passam pela zona de detecção muito próximas, um único disparo de válvula pode ejetar ambas — uma partícula boa e um contaminante juntos.
- Velocidade e ângulo da calha: Maior velocidade da calha aumenta a taxa de processamento, mas reduz o tempo na zona de detecção, potencialmente degradando a precisão da classificação. Ângulo mais íngreme melhora a individualização, mas aumenta a velocidade das partículas no ponto de detecção.
- Poeira e finos: Finos revestem as janelas dos sensores, dispersam a luz e criam sinais falsos. Pré-peneirar o material para remover a fração <2mm melhora tanto a precisão da detecção quanto os intervalos de manutenção dos sensores.
Resolução do Sensor
A resolução do sensor determina o tamanho mínimo detectável de uma característica:
- Resolução espacial: Tamanho do pixel no plano do material. Tipicamente 0,1-1,0 mm/pixel para classificadores óticos. Pixels menores detectam contaminantes menores, mas aumentam o volume de dados e os requisitos de processamento.
- Resolução espectral: Número de bandas de comprimento de onda (para sistemas hiperespectrais). Mais bandas = melhor discriminação de material, mas maior custo e processamento mais lento.
- Resolução temporal: Taxa de varredura (Hz). Deve ser rápida o suficiente para que as partículas não se movam mais de um pixel entre varreduras. A 3 m/s de velocidade da esteira com pixels de 0,2 mm, a taxa de varredura mínima é de 15.000 Hz.
Desempenho do Sistema de Ejeção
O sistema de ejeção — tipicamente uma matriz de válvulas pneumáticas de alta velocidade — deve remover fisicamente os contaminantes identificados pelos sensores:
- Passo das válvulas: Espaçamento entre válvulas adjacentes. Passo menor = ejeção mais precisa. Típico: passo de 6-25 mm, com passo mais fino para aplicações de partículas pequenas, como triagem de flocos.
- Tempo de resposta da válvula: Tempo do sinal de detecção até a abertura total da válvula. Típico: 0,5-2,0 ms. A 3 m/s de velocidade da partícula, um atraso de 1ms significa que o jato de ar atinge 3mm atrás do ponto pretendido.
- Tempo de ciclo da válvula: Tempo mínimo entre disparos sucessivos. Det