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  • 2.2-REPERCUSIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LA FIBRA DE ALGODÓN EN.

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  • Repercusión de las propiedades de la fibra de algodón en.

    Capítulo 2 - Aumento del valor del algodón - Repercusión de las propiedades de la fibra de algodón en...  

     
     

    La fibra de algodón debe hacer frente a la creciente competencia que suponen las fibras artificiales, en particular el poliéster. Al ser un producto natural, el algodón experimenta grandes cambios en lo que se refiere a las características tanto físicas como químicas (aunque principalmente, físicas) de su fibra, cambios que se deben a factores genéticos y a los métodos de recolección y desmotado. Las especies que se cultivan con fines comerciales son básicamente cuatro: Gossypium hirsutum de fibra mediana y semifina, conocido como algodón americano (Upland) (que representa más del 90% de la producción mundial); Gossypium barbadense de fibra larga y fina; y las dos especies Gossypium arboreum y G. herbaceum de fibra corta y basta (conocidas ambas como algodones “Desi”). Las características físicas y químicas de la fibra de algodón, incluidos el tipo y la cantidad de material no fibroso presente y la “configuración de la fibra” (preparación, neps, etc.) determinan su rendimiento y comportamiento en la manufactura textil, en términos de residuos y eficiencia de elaboración (incluidos los paros de las máquinas y las roturas en la hilatura) así como la calidad del hilo y la tela (véanse las figuras 2.10 y 2.11). Estas características determinan también en última instancia los costos de hechura y el uso final del producto, así como su precio y calidad.

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     La fibra representa entre el 50% y el 70% de los costos de manufactura del hilo. En el mejor de los casos, el precio del algodón debería ser acorde con las características de la fibra. La relación que existe entre el precio de la fibra de algodón y sus propiedades ha sido objeto de una investigación por parte de Chakraborty et al (véase la figura 2.12); también Deussen and Neuhaus han presentado cuadros que apuntan a que el precio del algodón y las propiedades de la fibra están relacionados.

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    Fuente : Chakraborty et al.

    El nivel de exigencias en materia de calidad y rendimiento en todo el proceso de la producción textil, desde la materia prima hasta el producto final, es cada vez más alto. Por ejemplo, hace 20 años se toleraban 15 defectos irreparables por cada 100 metros de tela de algodón, hoy sólo se toleran 5, y este número podría descender a 3 en un futuro. Los segundos también se han reducido del 3% al 0,5%, y es posible que en un futuro se llegue al 0,3% (Weissenberger and Legler). Las paradas del telar se han reducido en un 50% en el mismo período; cerca del 20%–30% de estas paradas se deben a defectos del hilo, y la reparación en cada interrupción cuesta unos 70 centavos de los EE.UU. Es de sobra conocido que las partes más finas del hilo, con índices de extensión y resistencia por debajo de determinados valores mínimos, provocan paradas del telar. Estas partes finas y otros defectos del hilo son consecuencia de las propiedades de la fibra y de las condiciones en que funcionan las hilanderías.

    Es comprensible, en vista de estos datos, que no se escatimen esfuerzos para mejorar las propiedades deseables del algodón y para eliminar o minimizar cualquier propiedad no deseada. Dichos esfuerzos van dirigidos a las prácticas de reproducción, de cultivo y de desmotado, así como a los sistemas y las condiciones de la manufactura textil. Tampoco sorprende, por otra parte, que desde hace más de un siglo se dedique tanto esfuerzo al desarrollo de métodos instrumentales que permitan medir con precisión las propiedades de la fibra de algodón (preferentemente, tomando pruebas de cada bala de algodón), y que relacionen cuantitativamente las propiedades medidas con el rendimiento de la elaboración y con las propiedades del hilo y la tela, para mejorar y optimizar la calidad en todo el proceso (véase el recuadro en la página 52). Los avances realizados en este sentido son considerables; un excelente ejemplo de ello es el desarrollo de la cadena de clasificación automática del algodón, conocido comúnmente como el instrumento de alto nivel o HVI. En 2006 existían unos 2.000 sistemas de este tipo funcionando en más de 70 países, un número que, en teoría, bastaría para examinar una vez al año toda la producción mundial de algodón, que es de unos 25 millones de toneladas.

    A pesar de las numerosas investigaciones (experimentales y teóricas) realizadas para establecer una relación entre las características del algodón que pueden medirse y su comportamiento durante el tratamiento y la calidad del hilo, aún no existe ninguna correlación “genérica” ni ningún otro medio empírico o teórico que permita establecer una relación exacta entre las propiedades de la fibra y su ulterior rendimiento textil. Algunas de las razones de que así sea son las enormes variaciones de las propiedades de la fibra de algodón y su interrelación, además de las variaciones entre los métodos de tratamiento y las interacciones entre los métodos de tratamiento y las propiedades de la fibra. La importancia relativa de las propiedades de la fibra depende también del sistema de hilatura (véase cuadro 2.1), de si el algodón se peina o no y de la finura del hilo que desee hilarse.
     

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    El presente capítulo trata sobre la medición de las propiedades de la fibra y sobre cómo repercuten las alteraciones de las propiedades de la fibra en el rendimiento, la calidad y los costos del tratamiento textil. Es, sin embargo, complejo determinar la repercusión de dichas alteraciones en el costo, no solamente porque éste depende en gran medida de la hilatura y el producto, sino también porque resulta difícil aislarlo y cuantificarlo, aun a nivel interno de una hilandería. Por ejemplo, ¿cómo se calcula la repercusión en los costos de un fallo en la uniformidad del hilo debido a la disminución de la longitud de la fibra o al aumento del contenido de fibras cortas? Otro ejemplo es la influencia en los costos del aumento de residuos de algodón como consecuencia de un incremento del contenido de fibras cortas, teniendo en cuenta el reciclado y/o la venta de los desechos. Se estima que un aumento del 1% de los residuos del cardado y de la sala de apertura incrementa los costos del hilo en un 1% aproximadamente, mientras que un aumento del 1% de los residuos de la sala de apertura, el cardado, el peinado y el hilado respectivamente puede incrementar los costos del hilo en más de un 3%. Debido a estas complejidades, sólo se tratarán por encima las repercusiones que tienen las alteraciones de las propiedades de la fibra en los costos.

    La medición y el efecto de las propiedades de la fibra de algodón

    Los primeros sistemas de medición instrumental (laboratorios) de la fibra de algodón, desarrollados durante la primera mitad del siglo XX (p.ej. el medidor de resistencia Pressley de comienzos del decenio de 1940, el medidor de resistencia Stelometer y el medidor de color Colorimeter, estos dos últimos de comienzos del decenio siguiente), eran lentos y muy dependientes del operador, y cada vez resultaba más evidente que se necesitaban sistemas, preferentemente automáticos o incluso en línea, que pudieran medir todas las características importantes de la fibra de una manera precisa, rápida y económica, y sin apenas intervención de los operadores. Tuvieron que pasar muchos decenios, sin embargo, hasta que se alcanzó este objetivo. Un gran paso en este sentido fue el desarrollo del Instrumento de Alto Volumen (HVI), una cadena de clasificación automática. Desde su desarrollo a finales del decenio de 1960, su aparición comercial a finales del decenio de 1970 y su primera utilización como método de clasificación del algodón a comienzos del decenio de 1980, el muestreo de gran volumen de algodón ha progresado a grandes pasos y actualmente goza de un amplio reconocimiento en todo el mundo. A pesar de algunas carencias, sigue siendo el único instrumento de medición y clasificación a gran escala y rentable de la producción mundial de algodón.

    Las últimas generaciones de sistemas de prueba de alto volumen pueden examinar todas las propiedades que mide el HVI además del contenido de fibras cortas, los neps, los neps de cáscara de semilla, la pegajosidad, la madurez y el contenido de humedad, así como parámetros adicionales del color (por separado de los parámetros de basura y otros contaminantes). En algunos casos, sin embargo, estas pruebas tan minuciosas van acompañadas de una pérdida de rapidez de la prueba, y es necesario seguir mejorando, en particular, en lo que respecta a la medición y caracterización de las impurezas. Podemos afirmar sin temor a equivocarnos que los sistemas de alto volumen que hoy miden de forma rutinaria las características de la fibra tienen en cuenta, en su inmensa mayoría, aunque no todas, las variaciones de comportamiento en el tratamiento textil y de la calidad de hilado del algodón. No obstante, la precisión y la reproducibilidad de los resultados de las pruebas de algunas de las propiedades descritas más arriba aún no han alcanzado los niveles que exige la industria. En 2003 se creó bajo los auspicios del Comité Consultivo Internacional del Algodón (CCIA), con sede en Washington, DC, un grupo operativo para facilitar la normalización y armonización de los resultados de las pruebas con vistas al uso comercial de las pruebas de alto volumen denominado: Grupo Operativo sobre la Normalización Comercial de Pruebas Instrumentales del Algodón (NCPIA). Uno de sus principales objetivos es la instalación de su sistema de Rondas de Ensayo, con el que pueden alcanzarse tres objetivos, a saber:

    • Evaluación de los métodos de prueba de alto volumen y de la variabilidad de los resultados de las pruebas:

     – Variabilidad entre laboratorios;

    - Variabilidad dentro del laboratorio.

    • Evaluación/clasificación de los laboratorios participantes tomando como base la autenticidad de los resultados.
    • Análisis detallado de los resultados de laboratorio para obtener resultados más precisos basados en la autenticidad y precisión.

    El sistema de Rondas de Ensayo se instaló en 2007, y todos los institutos de pruebas están invitados a participar.

    El primer objetivo contribuirá a evaluar la idoneidad de las propiedades examinadas con sistemas de alto volumen. Con el segundo objetivo se creará un sistema de certificación para los laboratorios, si bien no existirán criterios como “superado/no superado”, sino una clasificación de los resultados globales. Cada servicio de prueba podrá demostrar su calificación de la prueba con el certificado basado en la clasificación. El tercer objetivo ayudará a los laboratorios a alcanzar resultados más fiables.

    El CCIA hace las veces de anfitrión de las Rondas de Ensayo del NCPIA, que organiza en cooperación con el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (AMS-USDA) y el Instituto de Fibras de Bremen (FIBRE). Todo aquel que desee obtener información o inscribirse podrá hacerlo en la página web del CCIA (www.icac.org) o enviando un correo electrónico a su Secretaría ( csitcsecretariat@icac.orgEsta dirección electrónica esta protegida contra spambots. Es necesario activar Javascript para visualizarla ).

    El objetivo último es hacer posible la medición, en una sola vez y de modo que resulte precisa, rutinaria, rápida y rentable, de todas esas características del algodón (véase el recuadro en la página 52) que tienen un papel, por pequeño que sea, para determinar la ruta y la actuación del tratamiento, la calidad del producto, la utilización y aplicación y, en última instancia, el valor comercial, y, a continuación, establecer una correlación cuantitativa entre dichas propiedades y el ulterior rendimiento, utilización y calidad del tratamiento textil sobre una base específica a la fábrica textil. Los resultados obtenidos acompañarán a la bala hasta que ésta llegue a su destino final.

    Otro avance importante, y que ha tenido una buena acogida, es el de los sistemas de medición de fibras rápidos e individualizados para el algodón (p.ej. los sistemas electro-ópticos, como el AFIS® – Sistema Avanzado de Información sobre Fibras), que permite una medición precisa y detallada en laboratorio de algunas propiedades como longitud de fibra (incluido el contenido de fibras cortas), neps (fibrosos y de cáscara de semilla), basura, polvo, finura y madurez (y también el contenido de fibras inmaduras, <0,25) y sus respectivas distribuciones. En 2006 existían unos 800 sistemas AFIS® en todo el mundo. La ventaja de estos sistemas es que proporcionan información más detallada, incluso hasta el nivel de fibra individual, y además cubren propiedades que los sistemas de alto volumen no miden en la actualidad. El principal inconveniente de estos sistemas, en lo que se refiere a las pruebas de alto volumen rutinarias del algodón que se realizan con fines comerciales y de clasificación, es su relativa lentitud, aunque poco a poco van apareciendo sistemas más rápidos.

    La aplicación de infrarrojo cercano (NIR) y otras partes del espectro electromagnético para medir determinadas propiedades del algodón (p.ej. la madurez, la pegajosidad y el contenido de humedad) también representa un campo de investigación potencialmente prometedor. Estos sistemas de medición, al ser sin contacto y no destructivos, se prestan para las aplicaciones en línea, además de ser sumamente rápidos y versátiles.