FIBRAS EN LA INDUSTRIA




·FIBRAS

Estructura de origen animal, vegetal, mineral o sintético parecida al pelo. Su diámetro no suele ser superior a 0,05 cm. Las fibras se utilizan, entre otras muchas aplicaciones, en productos textiles y se clasifican en función de su origen, de su estructura química o de ambos factores.

FIBRAS NATURALES

Las fibras naturales pueden proceder de origen animal (tipos de lana, seda,...), vegetal (algodón, lino, yute, cáñamo, sisal..) o mineral (asbestos, etc.).

Algunas tienen usos comerciales para fabricar tejidos.
ALGODON -  ARBOL DE CEIBAASBESTOS - BAGAZO - CAÑAMO - COCO - FIELTRO - LANA - LINO - RAFIA - SEDA - SISAL - YUTE

Fibras de origen animal.

Desde un punto de vista químico, las fibras de origen animal son proteínas resistentes a la mayoría de los ácidos orgánicos.
También resisten, en unas condiciones determinadas, la acción de ciertos ácidos minerales como el ácido sulfúrico (H2SO4). Por el contrario, las bases o álcalis poco agresivos pueden dañar las fibras proteínicas y los álcalis fuertes como el hidróxido de sodio (NaOH) pueden disolverlas por completo.
Los blanqueadores que contienen cloro también pueden dañarlas (el hipoclorito líquido no debe usarse nunca con lana ni seda). Si se utilizan sin diluir, dañan las fibras e incluso pueden disolverlas por completo.
 
El componente principal de la SEDA es la fibroína proteínica. Algunos insectos y arañas producen filamentos continuos de seda en sus abdómenes. Son los únicos filamentos (un término referido a una fibra de longitud indefinida) de origen natural, que alcanzan normalmente una longitud superior a los 1.000 m. Varios filamentos se unen formando un hilo. Sin embargo, la seda para la fabricación de hilados se produce y se utiliza en filamentos más cortos. El gusano de seda es el único insecto que produce la seda auténtica utilizada en los productos textiles.
 
El componente principal del pelo, la LANA y la piel protectora de los animales es la queratina. Las fibras del pelo y de la lana no son continuas y si están destinadas a la fabricación de productos textiles deben hilarse. También pueden convertirse en fieltro.
El pelo más utilizado en la fabricación de tejidos es la lana de oveja, cuyos mechones pueden medir hasta 90 cm, pero por lo general no pasan de 40 cm. La lana de la oveja salvaje forma una capa corta y suave, protegida por otros pelos más largos y gruesos. Las ovejas criadas para la obtención de lana tienen ésta mucho más larga. Todas estas fibras poseen una capa de escamas superpuestas, cuya forma y tamaño varía de una especie a otra.
En muchas variedades de ovejas estas escamas son muy pronunciadas.
Las fibras de lana que no son suficientemente suaves, pero que cuentan con su ondulación natural, forman hilos que retienen el aire y se pueden usar para fabricar materiales aislantes.

También de la llama, la alpaca, la vicuña, la cabra, el conejo de Angora, la cabra de Cachemira y el camello se obtiene pelo para fabricar tejidos.
Su caza excesiva ha colocado a la vicuña, originaria de los Andes, en peligro de extinción. Las fibras del pelo de algunos animales de los que por lo general sólo se utilizan sus pieles, como el visón y el castor, se mezclan a veces con otros tipos de pelo para fabricar hilos de lujo.
El pelo de los caballos y de las vacas se usa para fabricar fieltro. También se hilan para utilizarlos en tapicería y en otras aplicaciones que requieren una larga duración.

Fibras de origen vegetal

Las fibras vegetales son principalmente de celulosa, que, a diferencia de las proteínas de las fibras de origen animal, es resistente a los álcalis. Estas fibras son asimismo resistentes a la mayoría de los ácidos orgánicos, pero los ácidos minerales fuertes las destruyen. La utilización incorrecta de la mayoría de los blanqueadores puede debilitar o destruir estas fibras.
 
Desde el punto de vista de su estructura, las fibras vegetales se clasifican en cuatro tipos principales:
- En primer lugar, fibras de semillas, que forman el pelo suave que envuelve las semillas de algunas plantas.
- El segundo tipo es el de las fibras de líber, las fibras fuertes que crecen entre la corteza y el tallo de muchas plantas dicotiledóneas.
- Las fibras vasculares son las fibras fuertes que se encuentran en las hojas y los tallos de las monocotiledóneas, y
- El cuarto tipo de fibras vegetales es el constituido por los tallos completos de algunas gramíneas.
 
La utilidad de algunas de estas variedades de fibras es limitada. Tal es el caso, por ejemplo, de las tiras de cutícula de las hojas, como la rafia, las fibras de la cáscara de las frutas, el esparto y las fibras de la palmera.
Sólo dos fibras de semillas tienen valor comercial: el algodón y el capoc o árbol de Ceiba.
 
El algodón, la fibra más versátil y utilizada de todas, es la única de semillas, utilizada en la industria.
El capoc no puede hilarse, pero se utiliza como relleno en tapicería.
Al ser hueco, el capoc flota y se ha utilizado, por ejemplo, en chalecos salvavidas, aunque hoy se ha visto desplazado por otros materiales.
Las distintas variedades de fibras de líber se utilizan para fabricar muchos productos, desde tejidos de alta calidad hasta cuerdas.
Los tejidos de hilo se fabrican con lino. El cáñamo, el yute, el ramio y la crotalaria se emplean para fabricar paños más toscos, sogas y bramantes.
Las fibras vasculares se destinan casi en su totalidad a la fabricación de cuerdas.
Entre las fibras de este tipo se encuentran el agave (maguey o pita), el cáñamo de Manila y la yuca. Las fibras vasculares de la piña se han utilizado en la fabricación de tejidos. Mención aparte merece el henequén, agave silvestre que se cultiva sobre todo en la península de Yucatán, México.
Sus hojas, carnosas y punzantes, contienen multitud de fibras duras semejantes al cáñamo con las que se han elaborado tejidos y cordelería desde la época de los mayas, a quienes fue de gran utilidad.
Los tallos de algunas gramíneas, entre ellas el esparto, y algunos tipos de paja se tejen como si fueran fibras para fabricar sombreros y esteras.

Las fibras de origen vegetal tienen muchas aplicaciones en la industria del papel.
El algodón y el lino son la base de algunos papeles rugosos de calidad, mientras que las gramíneas, el cáñamo, el yute y el cáñamo de Manila se utilizan para fabricar papeles de embalaje y otros de menor calidad. El papel de los periódicos y el papel de tipo kraft se fabrican con fibra de madera tratada químicamente. Con fibra de madera y bagazo (la fibra de la caña de azúcar), y mediante un proceso similar al de la fabricación del papel, se obtienen tableros para la construcción.

Fibras de origen mineral

La fibra natural mineral se considera como una partícula que tiene una relación entre su longitud y su diámetro de 3 a 1. También son determinantes sus propiedades de superficie, su flexibilidad, y su capacidad para romperse en partículas.
Estas fibras se forman directamente por el proceso mineral natural, o bien por fragmentación de cristales más grandes.

Se citan: asbestos, wollastonita, attapulgita, sepiolita, y zeolitas.
 
La fibra de vidrio es la única fibra de origen inorgánico (mineral) que se utiliza a gran escala en los tejidos corrientes. Se fabrica moldeando o soplando el vidrio fundido hasta formar hilos.
 
Se ha descubierto que la fibra de amianto, que se empleaba en el pasado en aislamientos y protecciones ignífugas, es cancerígena. Para la fabricación de gasa se utiliza alambre fino de metal, mezclado con fibras orgánicas que forman un patrón determinado. Sin embargo, la mayoría del hilo metálico consiste en tiras delgadas de hoja de metal similares al espumillón. Para conseguir más resistencia, las hojas de metal se intercalan con capas delgadas o película de plástico. Otros hilos metálicos están formados por un núcleo de algodón rodeado de una tira delgada o una hebra de metal cubierta por una sustancia viscosa e impregnada de polvo metálico. El material aislante llamado lana de roca es una sustancia fibrosa hecha de viruta de fresadora, piedra caliza o roca silícea.
 
RIESGOS FIBRAS MINERALES
Cuando las fibras se encuentran en el ambiente en forma de un tamaño respirable, existen riesgos para la salud (de intensidad dependiente de su concentración, tiempo de exposición, tipo,...), de ahí el riesgo de fibrosis pulmonar, cáncer, mesoltelioma, etc., (asbestos).
 
PREVENCION RIESGOS FIBRAS MINERALES
Determinación de las concentraciones ambientales mediante determinación por instrumentos provistos de filtros.
Entre las técnicas de muestreo son mejoras las de muestreo personal que las de tipo estático, pues interesa conocer los riesgos para la salud de las personas.
Se utilizan técnicas de:
. Espectrografía de infrarrojos (análisis difractométrico del polvo depositado en el filtro, mediante rayos X)
. Análisis por microscopía electrónica (analiza microelementos de una fibra aislada).
. Análisis microscópico de difracción de electrones.

FIBRAS ARTIFICIALES

Pueden ser de tipo sintético, que derivan de productos petroquímicos o carboquímicos, y las de tipo natural (o de fibra natural).

Tipos de fibra artificial

- Fibra de vidrio (o lana mineral): suele utilizarse como sustituto del amianto para materiales de revestimientos aislantes del calor.
- Rayón de viscosa o "seda artificial" o "rayón": está constituida totalmente o en su mayoría por celulosa regenerada. Tiene diferentes nombres comerciales (estambre Bemberg, Cupressa en Alemania, Cuprama si es en forma de fibra cortada, Bremsilkie en Japón, y más de 30 nombres diferentes en Estado Unidos).
- Acetato celulósico: es el rayón de viscosa o el rayón cupramónico hechos de celulosa regenerada.
- Triacetato celulósico: es una fibra de éster de celulosa.
- Fibras derivadas de proteínas: fibras textiles procedentes de proteínas de la leche (caseína, algas, soja, maíz,...bajo el nombre de Azlon. Es una fibra considerada como "una fibra manufacturada, en la que la sustancia que forma la fibra está compuesta de cualquier proteína natural regenerada.
- Existen variantes de fibras llamadas de filamento (de largo continuo), y otras de fibra corta.
Riesgos fibras artificiales
- Riesgo de incendio y explosión: por el uso de muchas sustancias inflamables, como por ejemplo los solventes.
- Accidentes: por el estado o condiciones de limpieza de los suelos (resbalones o caídas por vertido de sustancias,...), y respecto al tipo de maquinarias con correas de transmisión y otras piezas que requieren los correspondientes dispositivos y diseños de seguridad.
- Exposición a sustancias tóxicas, corrosivas, etc.: Bisulfuro de carbono, ésteres, …
Prevencion riesgos fibras artificiales
Las materias primas inflamables deben almacenarse en edificios o locales separados, con especiales condiciones a resguardo de fuentes de calor, chispas, de la luz,... etc.
Además es importante controlar los riesgos de la electricidad estática que se puede producir en el procesado de fabricación, proporcionando humedad, y eliminadores de electricidad estática.
Ver en algodón los riesgos referidos sobre el uso de los telares.
Bisulfuro de carbono o esteres, su prevención se basa en evitar la emisión de vapores tóxicos, y en correctos sistemas de ventilación por aspiración, etc., asociando equipos respiratorios con protección de la cara, pues son muy irritantes.
Evitar el contacto de los tóxicos con las personas (los medios de protección individual se consideran como accesorio, y en todo caso, disponibles de uso para el caso de circunstancias accidentales de exposición.
- Debe proporcionarse información y formación a los trabajadores sobre los riesgos.
- Y controles médicos del estado de salud respecto a los riesgos citados.

Fibras artificiales vidrio

Son fibras hechas de vidrio, roca natural, o de cualquier tipo de escoria de fundición sencilla (siempre son silicatos amorfos, de naturaleza vítrea, y por eso se rompen de forma transversal, y diferentes del amianto que tiene además estructura cristalina, y que se rompe longitudinalmente en fibras más finas).
Las fibras de vidrio están hechas de borosilicato, o bien de vidrio de silicato cálcico alumínico.
Es la llamada "lana" que se usa como material para aislamientos.
 
RIESGOS FIBRAS VIDRIO
- Exposición a ruido: por los ventiladores y chorros de vapor.
- Exposición a intenso calor de forma radiante: por los rayos infrarrojos que proceden del vidrio fundido.
- Accidentes: por proyección de fibras a los ojos o a la piel, que además son difíciles de ver y de eliminar.
- La manipulación de la fibra de vidrio causa intensa irritación de la piel, que causa enrojecimiento y picor que puede durar días o semanas después de la exposición accidental. Con el tiempo, y ante la exposición mantenida, se causa un endurecimiento de la piel, con dermatitis de repetición si persiste la exposición. (A veces se usan tratamientos tópicos y cremas específicas en el lugar de trabajo, como la loción de calamina, etc.).
- Exposición a sustancias tóxicas como: humos de resinas o formaldehído, que causa un edema (hinchazón) de los ojos, con enrojecimiento y picor de la cara y las manos.
Humos y polvos (de fenol, de amoniaco,...) y polvos de contaminación ambiental que causan variadas lesiones pulmonares, bronquiales, asmáticas y respiratorias en general.
 
PREVENCION RIESGOS FIBRAS VIDRIO
Como prevención suelen colocarse dispositivos con sustancias adhesivas junto a la zona de riesgo, para que sean adheridas las partículas.
Es importante dotar de buenas instalaciones sanitarias  para la correcta higiene de los trabajadores. 
Deben diseñarse métodos y sistemas de trabajo que eviten el contacto de este material con los trabajadores.
Se requiere la instalación preventiva  de correctos sistemas de ventilación, y de extracción de gases, polvos... etc., y control, periódico de la contaminación ambiental.
- Controles médicos e información a los trabajadores.

FIBRAS SINTETICAS

Las primeras fibras sintéticas se desarrollaron a finales del siglo XIX basándose en la celulosa natural, y se dieron a conocer con el nombre de rayón.
Como la celulosa no es sintética, el rayón se ha denominado fibra regenerada.
La celulosa natural que aparece en formas que carecen de utilidad textil, como la fibra de madera, se trata químicamente para convertirla en compuestos que pueden licuarse. Más tarde, se da forma de filamento a estos líquidos, dentro de un ambiente que los convierte de nuevo en celulosa pura en estado sólido, y así se forma el rayón.
Los acetatos y triacetatos, que sí son sintéticos, se desarrollaron poco después que el rayón.
Se trata de plásticos obtenidos de la celulosa a través de un proceso similar al del rayón.
En este caso se altera químicamente la celulosa para formar ésteres.

En la actualidad, la mayoría de las fibras sintéticas se fabrican a partir de derivados petroquímicos y están formadas por polímeros muy largos parecidos a los plásticos en su estructura.
La primera fibra plástica de gran aceptación comercial fue el nailon, desarrollado en 1938. Desde su aparición se han desarrollado muchas otras fibras sintéticas, como las acrílicas, las olefinas y los poliésteres.
Las fibras sintéticas se fabrican, al igual que el rayón y el acetato, dando forma de filamentos a los líquidos dentro de un ambiente que hace que se solidifiquen.
A continuación se tratan para conseguir ciertas cualidades, como resistencia al calor y a la humedad, facilidad de tinción y elasticidad.
Se han elaborado también fibras sintéticas para aplicaciones industriales muy precisas, como tejidos antibalas, aislantes y fuselajes y alas de aviones.
También hay fibras especiales que se utilizan en los programas de astronáutica, y otras utilizadas para equipamiento deportivo de todo tipo.
Las fibras sintéticas pueden combinarse con fibras de carbono, boro, silicio u otras sustancias, para conseguir, por ejemplo, aumentar su dureza y su resistencia a temperaturas elevadas.
 
ROPA TRABAJO
Algunas como el poliéster, se utilizan para fabricar materiales de protección o ropas de trabajo para la manipulación de ácidos, y determinados tipos de Nylon como material resistente a altas temperaturas.
Otras fibras, presentan buena resistencia a los disolventes (acetona, benceno, tricloroetileno, tetracloruro de carbono), y otras como el polipropileno, son resistentes a sustancias corrosivas.
Es importante en la elección de la ropa de trabajo, conocer las características de los materiales de su composición, en relación con los riesgos laborales, por ejemplo: resistencia a la electricidad electrostática, a sustancias cáusticas, corrosivas, resistencia a la exposición a la luz, formas de lavado, tipos de detergentes o limpiadores para usar, conocer si encoge el material, etc.

Tipos de fibras sintéticas

- Poliamidas: la más usada es el nylon.
- Derivados polivinílicos: como el característico poliacrilonitrilo o fibra acrílica  y las fibras de carbono.
- Poliolefinas: la más conocida es la fibra Courlene.
- Polipropilenos: que se realizan a base de la polimerización propileno (es un subproducto del petróleo craqueado.
- Poliuretanos: son las fibras de Spandex, que son muy elásticas, como la goma y la lycra.
- Politetrafluoroetilenos: se usan sobre todo para fabricar ropa de vestir, pero también tienen uso industrial. (Teflón).

Riesgos fibras sintéticas

En la fabricación de las fibras:
- Accidentes con el tipo de maquinarias, que tienen elementos peligrosos (correas, ejes móviles, sistemas de transmisión,...) que requiere los correspondientes medios de prevención, protección de maquinarias, etc.
- Exposición a ruido: en relación con las emisiones sonoras de las maquinarias.
- Riesgos en relación con el diseño de trabajo en función de componente ergonómico-postural, tipo de trabajo, etc.
- Riesgos de incendio y explosión: por el uso frecuente de sustancias inflamables.
- Riesgo tóxico: por el uso de disolventes y otros productos.

Prevención fibras sintéticas

Debe disponerse de correctos sistemas de ventilación, control de las concentraciones ambientales, dotar al personal de medios de protección accesoria, y controlar el estado de salud al respecto.

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