Procesos Industriales y Materiales Clave: Textil, Alimentación, Cerámica, Madera, Cuero y Polímeros

Industria Textil: Procesos y Materiales

La industria textil agrupa las actividades dedicadas a la fabricación y obtención de fibras, hilado, tejido, tintado y, finalmente, el acabado y confección de distintas prendas.

Clasificación General de la Industria Textil

• De origen natural: Vegetal (algodón, lino) y mineral (amianto).
• Artificiales: Como los rayones.
• Sintéticos: Poliamidas, poliéster y acrílicos.

Tipos de Fibras

Fibra Natural:

Fibras producidas por vegetales, animales o minerales que, después de cierto proceso de transformación, pueden ser hiladas.

Fibra Artificial:

Se obtiene por síntesis de diversos productos derivados del petróleo, como el poliéster o el nailon.

Fibra Sintética:

Esta fibra se obtiene por la transformación química denominada polimerización.

Procesos de Fabricación Textil

La primera etapa en la elaboración de telas implica la producción de la materia prima, ya sea el cultivo de algodón, lino u otras plantas. A continuación, la fibra se hila y posteriormente se usa el hilo para tejer las telas. Después del teñido y el acabado, el material puede suministrarse directamente a un fabricante de productos textiles o a un minorista que lo vende a particulares que confeccionan prendas de vestir o ropa de casa.

Tipos de Tela

Algunos tipos de tela comunes son: batista, tweed, gabardina, lino, franela, crepé, encaje, oxford, tul.

Industria Alimentaria: Conservación y Producción

La industria alimentaria es la rama de la industria que se encarga de todos los procesos relacionados con la cadena alimenticia.

Procesos de Conservación

Es importante evitar el deterioro de los productos alimenticios, tanto por lo que se refiere a su calidad como por el riesgo más grave de contaminación o peligro para la salud de los consumidores. Ejemplos incluyen: refrigeración, congelación y ultracongelación.

Manipulación y Almacenamiento

Se tiende a reducir al mínimo la manipulación manual mediante la mecanización y el proceso continuo. El almacenamiento de productos determinados depende de su naturaleza (líquido o sólido).

Tipos de Envasado

• Envasado aséptico
• Envasado por congelación
• Enlatado

Importancia de la Industria Alimentaria

Tiene por objetivo principal la producción de alimentos en gran cantidad y en menor tiempo. Los beneficios de esta área económica, además, tienen que ver con que permite producir alimento para grandes volúmenes de población.

Materiales Cerámicos: Fabricación y Propiedades

Los productos cerámicos tradicionales son manufacturados compactando polvo y partículas en matrices que son posteriormente calentados a elevadas temperaturas para unir las partículas entre sí.

Procesos de Fabricación de Cerámicos

1. Extracción de la arcilla
2. Desmenuzado
3. Mezcla y molienda
4. Amasado
5. Moldeo
6. Cortado y apilado
7. Secado y cocción
8. Empaquetado y almacenamiento

Punto Crítico en la Elaboración

El secado es, sin duda, la operación más crítica dentro del conjunto del proceso, ya que implica la eliminación del agua contenida en el producto.

¿Por qué son Frágiles y Débiles los Materiales Cerámicos?

En el proceso de fractura, en respuesta a la tensión estática aplicada, se da poca o ninguna deformación plástica en el material antes de romperse.

¿Por qué los Materiales Cerámicos tienen Baja Resistencia al Impacto?

Muchos materiales cerámicos son duros y tienen baja resistencia al impacto debido a sus uniones iónico-covalentes.

Madera: Obtención y Procesamiento

La madera es un material ortótropo con distinta elasticidad según la dirección de deformación, encontrado como principal contenido del tronco de un árbol.

Procesos de Obtención de la Madera

1. Tala
2. Corte
3. Transporte
4. Descortezado
5. Secado
6. Cepillado

Pulpa de Madera

La madera es la materia prima fundamental para la producción de pulpa, pero se emplean además otras fibras vegetales, como paja, bagazo, rafia, papiro, sisal, lino, yute, etc.

Proceso de Elaboración de la Celulosa

1. Cocción
2. Blanqueo
3. Secado y embalado

Procesos de Producción de Pulpa

Pueden ser mecánicos, termomecánicos y químico-termomecánicos o químicos, utilizando procesos como el sulfito, Kraft o Kraft-sulfito.

Cuero: Transformación y Estructura

Preparación del Cuero

1. Reverdecimiento: Los cueros que se reciben llegan deshidratados (ya sea por secado, salado o salmuerado), por lo que resulta necesario remojarlos de nuevo para ablandarlos, quitar sangre, tierra, estiércol, la sal y facilitar la penetración.
2. Encalado: Es el proceso de lechada en cal que sirve para ablandar venas, músculos, nervios y glándulas, produciendo el desprendimiento de pelo o lana.
3. Depilado: Se realiza en forma manual o pasando una espátula, teniendo la precaución de evitar la ruptura del cuero.
4. Desencalado, Purgado y Pulido: Se enjuaga varias veces con agua limpia y se deja en remojo durante un día con el fin de eliminar toda la cal. Luego se introduce en fermento donde se realizan el purgado y picado, así el cuero queda fino y suave.

Curtido

Inmersión en Tanino:

Proceso principal del curtido.

Nutrido:

Es el agregado de aceite sulfonado mezclado con agua para nutrir los cueros curtidos. Sirve para eliminar grasa y brinda flexibilidad.

Estaqueado:

Se realiza en bastidores acondicionados al tamaño de los cueros hasta su secado.

Terminación:

Como parte final de la fabricación del cuero, debe realizarse el acabado donde se obtendrán las características finales, influyendo de forma esencial sobre el aspecto, tacto y solidez de la piel.

¿Qué es el Curtido?

Es el proceso por el cual se transforma la piel de un animal para que se conserve a través del tiempo y posea características de flexibilidad, resistencia y belleza que le dan un valor comercial y estético.

Artesanía del Cuero

La artesanía del cuero nace por colonizadores en el siglo XVI.

Zonas de la Piel

Crupón:

Es la zona más homogénea tanto en espesor como en estructura histológica, siendo la más compacta y valiosa. Se comprende por la región dorsal y lumbar del animal y equivale al 45% del peso total de la piel fresca.

Cuello:

Su espesor irregular corresponde a la piel del cuello y cabeza del animal, representando el 25% del peso total de la piel fresca.

Falda:

Es la zona más irregular de la piel, le corresponde a la piel que recubre el vientre y las patas. Esta zona equivale al 30% del peso total de la piel fresca.

Estructura de la Piel

• Epidermis
• Dermis o Corium
• Tejido Subcutáneo o Endodermis

Polímeros: Conceptos Fundamentales y Aplicaciones

Definición y Origen

• Un polímero es un compuesto químico, natural o sintético, formado por polimerización y que consiste esencialmente en unidades estructurales repetitivas.
• Provienen mayoritariamente del petróleo (mezcla de hidrocarburos), gas natural y carbono.

Tipos Principales de Materiales Poliméricos

Elastómeros (caucho):

Material natural o artificial que tiene gran elasticidad.

Plásticos:

Son ciertos materiales sintéticos que pueden moldearse fácilmente y en cuya composición entran principalmente derivados de la celulosa, proteínas y resinas.

Clasificación de Plásticos por Comportamiento Térmico

Los plásticos pueden dividirse en dos clases, termoplásticos y termoestables, dependiendo de la estructura química de su enlace:

Termoestable:

Plástico que no pierde su forma por la acción del calor y la presión.

Termoplásticos:

Plástico que sí pierde su forma por la acción del calor y la presión.

Estructura Cristalina de los Polímeros

En general, los materiales poliméricos no suelen ser completamente cristalinos, pero en muchos casos presentan una estructura semicristalina (una parte amorfa y otra cristalina).

Estos polímeros, al calentarse, alcanzan la temperatura de transición plástica y se vuelven más flexibles. La temperatura necesaria dependerá del tipo de aplicación:

• Para los elastómeros, la temperatura debe ser lo más baja posible.
• Para las fibras, la temperatura debe ser lo más alta posible.

En función de su cristalinidad, tenemos:

Elastómero:

Polímeros de baja cristalinidad (amorfo). Son flexibles, capaces de expandirse y contraerse fácilmente cuando se aplica una fuerza externa.

Plástico:

Polímeros con una cristalinidad intermedia. No serán tan resistentes como las fibras ni tan flexibles como los elastómeros.

Fibra:

Polímeros con alto grado de cristalinidad. Su resistencia se debe a la existencia de numerosas interacciones entre cadenas distintas.

Propiedades Físicas de los Polímeros

• Son buenos aislantes eléctricos y térmicos.
• Bajas densidades.
• Temperatura de ablandamiento o descomposición relativamente bajas.
• Bajo peso.

Propiedades Mecánicas de los Polímeros

• Rigidez y ductilidad variable, dependiendo del tipo de polímero.
• Buena resistencia mecánica.

Propiedades Químicas de los Polímeros

• Buena resistencia a ácidos y bases.

Clasificación de Polímeros

Según su Estructura:

Termoplásticos:

Esquema estructural de largas moléculas lineales o ramificadas, unidas entre sí solo por enlaces secundarios.

Termoestables:

Tienen una estructura de malla tridimensional, existiendo todavía numerosos enlaces secundarios entre unos segmentos de cadena con otros. Siempre serán amorfos.

Según Síntesis de Polimerización:

Polimerización por Adición:

El polímero es sintetizado por la adición de monómero insaturado a una cadena de crecimiento.

Polimerización por Condensación:

Exige moléculas distintas, bifuncionales y reactantes, en proporción estequiométrica.

Comparación: Adición vs. Condensación

Ejemplos:

• Adición: Polietileno, distintas poliolefinas, polímeros vinílicos y acrílicos.
• Condensación: Nailon, poliuretanos, poliésteres.

Etapas del Proceso de Polimerización

1. Iniciación
2. Propagación
3. Terminación

Clasificación Según Unidad Repetitiva

Homopolímeros:

Materiales poliméricos que consisten en cadenas de polímeros construidas con una única unidad repetitiva (ej. AAAAAAA).

Copolímeros:

Cadenas poliméricas construidas con dos o más unidades repetitivas. Pueden estar en distintas secuencias:

• Aleatorias: Los distintos monómeros están aleatoriamente dispuestos dentro de las cadenas poliméricas (ej. AABABBBAABA).
• Alternadas: Los distintos monómeros muestran una alternancia ordenada definida (ej. ABABABAB).
• En Bloque: Los distintos monómeros en la cadena están dispuestos en bloques relativamente largos (ej. AAAABBBB).
• Injertados: Se injertan apéndices de un tipo de monómero a la cadena larga de otro (ej. AAAAAAAAAA con ramas B).

Aplicaciones de los Polímeros

Los plásticos tienen cada vez más aplicaciones en los sectores de la construcción, industrial y consumo.

• Sector de la Construcción: Es uno de los que más utiliza todo tipo de plásticos (tuberías, aislamiento de cables, paredes y techos, marcos para puertas y ventanas).
• Sector de Consumo: Envases, envoltorios, bolsas, juguetes, maletas, artículos deportivos, etc.
• Sector Industrial: Piezas de motores, herramientas, dispositivos electrónicos.