Caracterización de fibras naturales utilizadas por

CARACTERIZACIÓN DE FIBRAS NATURALES UTILIZADAS POR COMUNINADES NATIVAS DE
LATINOAMERICA
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2
Ing. Emilse Victoria Moreno , Dr. Raúl Manuel Esteves de Sousa Fangueiro , Ing. Gastón Castro
3
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Klingler , Ing. José Vega Reátegui , Ing. Júlia Baruque Ramos
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2
INTI Textiles , Buenos Aires, Argentina, Departamento de Ingeniería textil, Campus de
3
Azúrem, Guimaraes, Portugal, Pontificia Universidad Católica, Santiago de Chile, Chile,
4
5
Universidad San Luis de Gonzaga, Ica, Perú, Universidad de San Pablo, San Pablo, Brasil
[email protected]
OBJETIVO
Este trabajo muestra el resultado de las
actividades
realizadas
por
un
equipo
internacional
de
investigadores
de
Latinoamérica y Europa sobre el estudio de las
aplicaciones potenciales de fibras naturales
utilizadas por comunidades nativas de
Latinoamérica, bajo el marco del CYTED. Con
el objetivo de realizar la citada caracterización
fueron seleccionadas para trabajar fibras
provenientes de Argentina, Chile y Perú, las
cuales incluyen quiscal, topa, chaguar, chagual,
chambira y atadijo entre otras. Estas fibras
fueron caracterizadas en términos de masa
lineal, diámetro, propiedades de tensión,
comportamiento térmico, contenido de grasas y
ceras, contenido de humedad y regain. Además
se ha utilizado un microscopio SEM para
analizar la microestructura de las fibras. Como
paso siguiente se realizó una comparación con
las fibras vegetales tradicionales como el sisal,
cáñamo y yute. Los resultados obtenidos
fueron estudiados y discutidos y la aplicación
potencial de estas fibras también esta siendo
analizada.
DESCRIPCIÓN
El desarrollo de innovaciones técnicas, la
identificación de nuevas aplicaciones, las
presiones políticas y ambientales y la inversión
del Estado en el desarrollo de nuevos métodos
de recolección y procesamiento de fibras
naturales permiten proyectar un crecimiento
continuo en el uso de fibras naturales en
materiales compuestos. Fuera de lo referido a
nuevas tecnologías, otra posibilidad existente
es la de rescatar el empleo tradicional de fibras
naturales en la industria textil. Por ejemplo, en
Filipinas, tres fibras naturales (maguey, jacinto
de agua y saluyot) están siendo actualmente
comercializadas en mezclas con poliéster, lo
cual podría permitir la recuperación de la
industria textil del país, que había sido
golpeada por la liberación de importaciones
hace varios años.
El objetivo de este trabajo es la caracterización
de fibras de Latinoamérica empleadas
tradicionalmente por comunidades nativas.
Para poder realizar este trabajo de
investigación, fibras provenientes de Chile
(quiscal, chagual, totora, matute y junquillo),
Perú (huimba, algodón pardo, topa, atadijo y
chambira) y Argentina (chaguar y, con el
objetivo de realizar un comparación, coco) han
sido seleccionadas y sus características físicoquímicas han sido estudiadas.
Materiales analizados
Chile: Quiscal (Greigia sphacelata – Fibra de
hoja), Chagual (Puya chilensis Molina – Fibra
de hoja), totora (Typha latifolia – Fibra de hoja),
Mahute (Broussonetia papyrifera – Corteza
trabajada a mano
y utilizada como
indumentaria en la Isla de Pascua), Junquillo
(Luzula chilensis, fibra de hoja).
Argentina: Chaguar (Bromelia urbaniana –
Fibra de hoja), Coco (Cocos nucifera – Fibra de
fruto). Es importante aclarar que la fibra de
coco es nativa de Asia.
Perú: Huimba (Ceiba samauma – Fibra de
fruto), Algodón pardo (Gossypium barbadense
– Fibra de fruto), Topa (Ochroma pyramidale –
Fibra de corteza), Atadijo (Trema micrantha –
Fibra de corteza), Chambira (Astrocaryum
tucuma - Fibra de hoja). Todas las especies
provienen de Cordillera escalera, ubicada en la
provincia de San Martín, en Perú y son
utilizadas por comunidades nativas llamadas
“Lamistas”.
Métodos analíticos aplicados
Los ensayos que se detallan a continuación
fueron llevados a cabo en la Universidad de
Minho (Laboratorios de ingeniería textil,
Guimaraes, Portugal). Los mismos fueron
realizados en condiciones estándar de
temperatura y humedad (21° C, 65%).
Finura de fibra – densidad lineal: Norma NF G
07-101 en unidad Tex.
Propiedades de resistencia: Norma NP EN ISO
2062 utilizando un dinamómetro universal
(Hounsfield, UK).
Micronaire y madurez: Equipo Shirley IIC y un
Uster Spinlab HVI 900 de acuerdo con la norma
ASTM D 5867.
Características morfológicas: Se determinaron
utilizando un microscopio electrónico de barrido
Nova Nano SEM 200 (FEI, USA).
Contenido de grasas, ceras e impurezas:
Norma NP 2247 – punto 7.1.
Determinación de contenido de humedad y
regain: Norma NP 2249 – punto 3.7.1.
Comportamiento
térmico:
Se
determinó
utilizando un escáner digital de calorimetría
(DSC).
RESULTADOS
Los resultados de densidad lineal, resistencia y
elongación, expresados en promedio y desvío
estándar, se muestran en la Figura 1.
Las tenacidades de todas las fibras son
comparables con el yute (0,27 – 0,52 N/Tex) y
el sisal (0,36 – 0,45 N/Tex), pero ligeramente
inferior al cáñamo cuyos valores de tenacidad
oscilan entre 0,52 y 0,61 N/Tex. Por otro lado,
los valores de elongación de las fibras
analizadas (con excepción del coco) son
similares a los promedios del yute (1,7 – 2,0%),
sisal (2 -3%) y cáñamo (1,8%) [6].
Las micrografías presentadas en las Figuras 3
y 4 muestran como el quiscal posee fibras
individuales con huecos cilíndricos, mientras
que la totora posee una microestructura
porosa. En el caso de las otras fibras, la
mayoría de sus fibras se encuentran unidas por
la corteza vegetal, dificultando su separación.
Figura 3: Micrografía de
fibra quiscal
Figura 4: Micrografía de
fibra totora
De acuerdo con la Figura 5, el mahute y el
chaguar presentan los valores más altos de
grasas, ceras e impurezas. Los valores de
regain oscilan entre el 5% (atadijo) y el 10%
(quiscal). Estos valores de regain son
comparables con los valores de las fibras
celulósicas conocidas.
Figura 1: Propiedades de densidad lineal, resistencia y
elongación de fibra de quiscal, topa, chagual, chaguar
y coco.
La clasificación de la fibra de algodón con el
equipo HVI incluye grado de color, longitud de
fibra, micronaire, resistencia, longitud, índice de
uniformidad, color rd y +b porcentaje de
materias vegetal. Los resultados obtenidos del
análisis de algodón pardo se expresan en la
Tabla 1. El micronaire obtenido fue de 3,82,
mientras que la densidad lineal fue de 0,387
Tex. Estoa valores son similares a los
obtenidos en el algodón blanco comercial, el
cual se comercializa en valores que van desde
3,9 a 4,5 micronaire.
Tabla 1: Resultados HVI de algodón pardo
Len 1
Len 2
Unif
Strength % Elong
(mm)
(mm)
Average
15.36
19.10
80.40
15.83
6.60
Std Dev
0.24
0.25
1.10
1.51
0.60
VC %
1.59
1.29
1.30
9.52
8.60
Work
Work
Amount
% Crimp Modulus
peak
total
Average 1052.00
0.40
1.05
3.15
8.09
Std Dev 116.00
0.08
0.13
0.54
1.31
VC %
11.00
15.61
12.46
17.05
16.12
Figura 5: Contenidos de grasas, ceras e impurezas.
Porcentaje de humedad y regain.
CONCLUSIONES
Las propiedades de las fibras naturales
utilizadas por comunidades nativas de
Latinoamérica han sido analizadas. Estas fibras
se utilizan normalmente en trabajos artesanales
y representan un importante recurso económico
para estas comunidades, con lo cual conocer
sus propiedades puede brindar mayores
posibilidades de comercialización para estos
grupos. Los resultados obtenidos en este
estudio, teniendo en cuenta las similitudes con
las propiedades físicas de fibras como el yute,
el sisal y el cáñamo (fibras utilizadas
normalmente en la fabricación de compuestos),
muestran
que
las
fibras
analizadas
(exceptuando al algodón pardo) presentan
potencial para ser utilizadas en materiales
compuestos.