ÍNDICE GENERAL N° Página PRUEBA DE COMBUSTION EN FIBRAS NATURALES ...................................... ...................................... 1 I.
INTRODUCCIÓN............................................ .................................................................. ............................................ ............................. ....... 1
II.
OBJETIVOS .......................................... ................................................................ ............................................ ........................................ .................. 1
III.
FUNDAMENTO TEÓRICO .......................................... ................................................................. .................................... ............. 2
3.1.
IDENTIFICACIÓN IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS TEXTILES ........................................ ............................................. ...... 2
3.2.
METODO O PRUEBA DE COMBUSTIÓN .......................................... ................................................ ...... 3
3.2.1. IV.
Proceso de ejecución ........................................................... ................................................................................ ...................... 3
MATERIALES Y METODOLOGÍA .................................................. ............................................................... .............. 6
4.1.
MATERIALES. ........................................................ .............................................................................. ........................................ .................. 6
4.2.
METODOLOGÍA ............................................. ................................................................... ............................................ ......................... ... 6
V.
RESULTADOS ......................................... ............................................................... ............................................. ..................................... .............. 7
VI.
DISCUSIONES ......................................... ............................................................... ............................................. ..................................... .............. 9
VII. CONCLUSIONES ............................................ .................................................................. ............................................ ........................... ..... 10 VIII. RECOMENDACIONES. .................................................... .......................................................................... ............................... ......... 11 IX.
BIBLIOGRAFÍA. ............................................................ ................................................................................... ................................... ............ 11
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO – SEDE HUAMACHUCO PRUEBA DE COMBUSTION EN FIBRAS NATURALES I.
INTRODUCCIÓN Los materiales textiles son los cimientos de la moda y elegir los adecuados es la clave de un proyecto con éxito. Conocer su composición es muy útil para prever su comportamiento cuando se manipulan y para garantizar la idoneidad de su elección en función del diseño y del uso para el que están destinados. El procedimiento para identificar las fibras que componen una determinada tela depende de la naturaleza de la muestra, de la experiencia del analista y del equipo disponible. Para determinar de forma exacta su composición se deberán combinar varias pruebas de identificación. Una de las más sencillas es la prueba de identificación mediante el análisis pirognóstico (del griego piro, fuego, y gnosis, conocimiento). Es un método muy simple que nos dará información sobre la naturaleza de las fibras que componen la tela con la que estamos trabajando sin más que estudiar su comportamiento al exponerlas a una llama. Esta prueba, llamada también prueba de combustión, consiste en exponer a una llama fibras o hilos de la materia textil que queremos identificar, analizando su forma de arder, el olor desprendido y el residuo que produce la combustión. Si la muestra está compuesta de una sola fibra textil, la prueba determina si la fibra es celulósica, proteica o sintética.
II.
OBJETIVOS Identificar las características de reacción de las fibras naturales mediante la prueba de combustión.
Conocer la capacidad de la fibra natural ante la propagación del fuego.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO – SEDE HUAMACHUCO III.
FUNDAMENTO TEÓRICO
3.1. IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS TEXTILES La identificación de fibras en la industria textil juega un papel muy importante ya que de los resultados obtenidos podeos determinar que fibras componen un determinado material. Se emplean variados métodos, que se agrupan entre ensayos no técnicos y ensayos técnicos:
a) Ensayos no técnicos: Son evaluaciones subjetivas donde se emplean los sentidos. Estos ensayos no están normalizados, destacan: - Por tacto - Por combustión
b) Ensayos técnicos: Requieren el empleo de instrumentos, equipos y tablas estándares, podemos mencionar dentro de estos: - Por observación bajo el microscopio - Por solubilidad química - Por determinación del punto de fusión - Por gravedad específica - Por teñido - Por espectroscopia infrarroja A su vez, según la determinación del contenido de fibras de un material textil, los ensayos pueden ser:
a) Cualitativos Son aquellos que solamente confirman la presencia de una fibra, o varias de ellas, si están conformando una mezcla.
b) Cuantitativos Son muy útiles en mezclas de fibras, pues además de la presencia permiten determinar el porcentaje (usualmente en peso) de cada una de estas respecto a la muestra total.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO – SEDE HUAMACHUCO 3.2. METODO O PRUEBA DE COMBUSTIÓN Mediante este método, se expone directamente a una llama una muestra textil y se observa algunas características como: - Su comportamiento acercándose a la llama (si se funde, encoge o enrolla) - Su comportamiento dentro de la llama (si la combustión es rápida o lenta, con fusión o sin ella) - Su comportamiento retirándose de la llama (si continua ardiendo o se apaga al alejarla del fuego) - El olor que desprende al arder (asociado o alguno conocido) - Los residuos o cenizas que deja (color, forma, fragilidad, regularidad) Este procedimiento brinda resultados cualitativos, brindando rápidamente una idea de la composición textil, sin embargo, para una certeza en los resultados, debe complementarse necesariamente con otros métodos de identificación. No se recomienda aplicar este ensayo si la muestra presenta mezclas de fibras o contiene fibras biocomponentes. Para aplicar esto se aconseja el método microscópico.
3.2.1. Proceso de ejecución Preparar especímenes
Numerar cada muestra, evitando su mezcla
Coger un mechón de la fibra de la muestra
Quemar especímenes
Sostener con una pinza el mechón de fibras
Acercar el mechón de fibras a la llama
Observar el comportamiento de la combustión de fibras en los siguientes casos: - Al acercarse a la llama - En la llama - Al retirarlo de la llama
Anotar el olor, color y la dureza de las cenizas
Repetir la operación para cada una de las muestras de las fibras
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO – SEDE HUAMACHUCO La identificación de fibras textiles, nace de una necesidad de conocer, verificar la composición y cantidad de fibra de un tejido o tela. Es una exigencia para el confeccionista colocar en la etiqueta de contenido de la prenda, la composición real de la materia prima: fibra(s) componente(s) en porcentajes, muy aparte de las indicaciones de cuidado de la prenda. Es importante para el consumidor final, garantizarle que la prenda que está adquiriendo es genuinamente algodón 100% por ejemplo, o mezcla con otras fibras; si se deseara confirmar o verificar la información en esa etiqueta, se utilizarán algunas pruebas simples de solubilidad y la prueba de combustión Es la prueba a la que se somete una muestra por medio de una llama para observar como arde, la cantidad de humo, su olor y su ceniza. (Silvia Castellano, 2013). La prueba de combustión o también denominada análisis pirognóstico, es un método muy simple que nos dar información sobre la naturaleza de las fibras que se está evaluando sin más que estudiar su comportamiento al exponerlas en una llama (Programa Arce, 2014). En esta prueba utilizamos nuestro sentido de vista y olfato para comparar la reacción que tiene la fibra ante la presencia del fuego. Teniendo en cuenta cuatro aspectos fundamentales:
Olor de los productos gaseosos de combustión.
Tipo y carácter de la combustión.
Comportamiento después de la llama.
Forma y color de las cenizas.
Si la muestra está compuesta de una sola fibra textil, la prueba determina si la fibra es celulósica, proteica o sintética. Las mezclas no se identifican aplicando la prueba de combustión solamente, necesitaría de una inspección visual previa que descarte la presencia de diferentes tipos de fibras. El siguiente cuadro presenta el comportamiento del tipo de fibra al someterlas en llama.
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Cuadro 1. Comportamiento de algunas fibras textiles al someterlas a la llama. Fibras
Comportamien to al acercar a la llama
Comportamien to en la llama
Comportamient o al retirar de la llama
CELUL SIC AS Algodón Lino
No se funde ni se encoge y se aleja de la llama
Arde rápido y sin fusión, llama amarilla
Continúa ardiendo sin fusión
PROTEICAS Lana Seda
Se funde, se enrosca y se aleja de la llama
Arde lentamente con algo de fusión, llama amarilla
Continúa ardiendo muy lentamente y se autoextingue
Humo
Olor
Residuo
Gris
Papel quemado
Ceniza gris, muy ligera y de bordes suaves
Gris
Pelo quemado
Ceniza negra que puede triturarse
Acetato Triacetato
Se funde alejándose de la llama
Arde lentamente fundiéndose, llama amarilla
Continúa ardiendo y fundiéndose
Gris
Ácido acético, vinagre
Cenizas quebradizas, negras y con formas esferoidales
Rayón viscosa Liocel
No se funde ni se encoge
Arde rápido y sin fusión, llama amarilla
Continúa ardiendo sin fusión
Gris
Papel quemado
Ceniza gris, muy ligera y de bordes suaves
Poliamida
Se funde y se encoge alejándose de la llama
Poliéster
Se funde y se encoge alejándose de la llama
Acrílica
Se funde alejándose de la llama
Arde fundiéndose, llama luminosa
Modacrilica
Se funde alejándose de la llama
Polietitelo Polipropileno
Se funde y se encoge alejándose de la llama
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Arde lentamente fundiéndose, llama amarilla
Casi siempre se apaga sola
Gris
Apio cocido
Casi siempre se apaga sola
Negro
Dulce, aromático
Continúa ardiendo y fundiéndose
Negro
Acre, punzante, desagrada ble
Arde muy lentamente fundiéndose, sin llama
Se apaga sola
Blanco
Dulzón, a goma
Arde fundiéndose, llama luminosa
Continúa ardiendo y fundiéndose
Vapor cerúleo
Cera fundida
Arde lentamente fundiéndose, llama amarilla
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Cenizas duras, resistentes, grises y con formas esferoidales Cenizas duras, resistentes, negras y con formas esferoidales Cenizas gomosas, negras y con formas esferoidales Cenizas duras, quebradizas, negras y con formas esferoidales Cenizas duras, resistentes, color tostado y con formas esferoidales
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO – SEDE HUAMACHUCO IV.
MATERIALES Y METODOLOGÍA
4.1. MATERIALES Material biológico
Muestras de fibras (celulósicas, proteicas, artificiales y sintéticas).
Material de vidrio
Mechero
Otros
Pinzas
Fosforo
4.2. METODOLOGÍA a) Inspección visual - Se tomó cada una de las muestras para realizar el análisis de sus características físicas.
b) Preparación de muestras - Se realizó la limpieza de impurezas de cada una de las muestras. - Se fraccionó los hilos de muestra con la finalidad de poder coger con la pinza la muestra. - Además las fibras de lana suelta se juntó un poco para así poder sujetarlo con la pinza. - Se realizó la limpieza de la pinza después de cada análisis.
c) Evaluación de muestras mediante la combustión e identificar Se sujetó cada una de las muestras de fibras con la pinza para así aproximarlo a la llama y realizar el reconocimiento por: - Características olfativas - Comportamiento dentro de la llama y fuera de ella - Tipo y carácter de combustión - Características de las cenizas
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO – SEDE HUAMACHUCO V.
RESULTADOS
5.1.Evaluación de cada muestra de fibra analizada por el método de combustión.
Figura 1. Evaluación de la fibra de algodón por el método de combustión, teniendo la muestra, la fusión en llama débil y su respectiva ceniza con bordes grices.
Figura 2. Evaluación de la fibra de yute por el método de combustión, teniendo la muestra, la fusión en llama fuerte y su respectiva ceniza negra.
Figura 3. Evaluación de la fibra de lana de ovino por el método de combustión, teniendo la muestra, la fusión en llama viva y su respectiva ceniza negra que puede triturarse.
Figura 4. Evaluación de totora por el método de combustión, teniendo la muestra, la fusión en llama débil y su respectiva ceniza negra. 7
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Figura 5. Evaluación de fibra de poliéster sintético por el método de combustión, teniendo la muestra, la fusión en llama muy débil y su respectiva ceniza negra y dura.
Figura 6. Evaluación de fibra de éster sintético por el método de combustión, teniendo la muestra, la fusión en llama muy débil y su respectiva ceniza negra y dura.
Figura 7. Evaluación de fibra de ichu por el método de combustión, teniendo la muestra, la fusión en llama débil y su respectiva ceniza negra.
Figura 8. Evaluación de pelo de caballo por el método de combustión, teniendo la muestra, la fusión en llama normal y su respectiva ceniza negra quebradiza.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO – SEDE HUAMACHUCO Cuadro 2. Características de las fibras ante la prueba de combustión. Fibras
Comportamiento al acercar a la llama
Comportamiento en la llama
Algodón
Encoge Se funde
Arde rapido Llama amarilla
Yute
No se funde
Lana de oveja
Se enrrosca y encoje
Totora
No se funde ni encoje
Poliester
Se enrrosca, se funde y encoje
Ester
Se enrrosca, se funde y encoje
Ichu
Se funde
Pelo de caballo
VI.
Se enrrosca y encoje
Comportamiento al retirar de la llama Continúa ardiendo sin fusion
Arde rapido, llama amarilla Arde lentamente y se funde rapidamente Arde rapido llama amarilla, sin fusión Se funde arde rapido, llama amarilla Se funde rapido, llama amarilla Arde rapidamente, llama amarilla Se funde, arde rapido y llama amarilla
Humo
Olor
Cenizas
Gris
Papel quemado
Gris, bordes suaves
Sigue ardiendo
Negro
Papel quemado
Ceniza negra
No se funde lentamente
Gris
Pelo queado
Negro, que se tritura
Gris
Papel quemado
Negro
Dulce aromático
Continúa ardiendo sin fusión Sigue ardiendo en fusion no se apaga Sigue ardiendo y se funde
Negro
Dulce aromatico
Gris, con bordes suaves y quebradiza Duras y resistentes a T° ambiente Cenizas duras resistentes
Sigue ardiendo
Blanco
Papel quemado
Quebradizas y forma rizada
Se apaga y se funde lentamente
Gris
Pelo quemado
Negro y quebradizo
DISCUSIONES
- Como se pudo observar en el experimento las fibras animales arden con la llama viva y huelen a pelo quemado (debido al azufre que contienen), se enrollan, debido a su característica de rizado, se encogen, pierde consistencia y se ablanda. Las características de las fibras basadas en proteínas de origen animal (lana, alpaca) presentan una temperatura más alta de ignición en las mismas condiciones, su combustión es menos intensa. - Respecto a las cenizas de fibras de origen animal tienen las siguientes características:
Pocas cenizas Gris
Cenizas de color negro
Frágil
Quebradizas
Bordes lisos En el caso de las fibras vegetales en este caso las fibras de cabuya, Arden con llama luminosa despidiendo un olor a papel quemado (debido a su composición celulósica), no funden y presentan temperatura de ignición
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO – SEDE HUAMACHUCO relativamente alta, cuando se eleva su temperatura, se carbonizan pero no se funden y no se encogen. - Respecto a las cenizas de origen vegetal podemos notar las siguientes características:
Cenizas negras
Se torna botonada.
Muy quebradizas
- El fuego es una reacción química exotérmica con alta velocidad de reacción en la que unos materiales o elementos reaccionan químicamente entre si formando nuevos productos. Cuando se produce la reacción química de la combustión se producen algunos productos que se clasifican en estos grupos: humo, gases, llama y calor. (EXPOWER). - El humo blanco; se produce por combustión de materiales de vegetales y que arde con oxígeno en abundancia. (EXPOWER). Esto se pudo apreciar al realizar la combustión de algunas fibras en este caso se puede apreciar en el cuadro 2, que el ichu es la única muestra que desprendió humo blanco al realizar la prueba. - Humo gris; es emitido por materiales compuestos por celulosa o fibras artificiales. (EXPOWER). Esto se pudo apreciar en cuatro muestras evaluadas como es en el caso del algodón, lana de oveja, totora y pelo de caballo, que se pueden observar en el cuadro 2, comparando con literatura las observaciones obtenidas son las adecuadas. - Humo negro; producido por materiales acrílicos. (EXPOWER). En el cuadro 2, se puede tener una mayor observación de las muestras que presentan un humo de color negro que en este caso son de las fibras de poliéster y éster que ambas muestras son acrílicas a parte del yute que presenta un color de humo negro, esto puede deberse a la falta de oxígeno o la cantidad de agua presente en la fibra.
VII.
CONCLUSIONES
- Se llegó a identificar cada una de las características de las fibras naturales que toman al reaccionar mediante el método de combustión. - Se llegó a comprobar la capacidad que tienen cada una de las fibras naturales evaluadas ante la propagación del fuego, teniendo como resultado las diferentes resistencias que tienen en la prueba de combustión. - Como hemos comprobado en las pruebas realizadas de cada una de nuestras fibras, podemos concluir que el comportamiento de las fibras al estar expuesta a la llama depende de la naturaleza o composición de estas, logramos observar sus tipos de 10
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO – SEDE HUAMACHUCO combustión, la forma de arder, el color de la llama, el humo y la ceniza. Debemos tomar en cuenta que estas características encontradas tienen que ser fiables ya que nos ayudaran más adelante a identificar a otras de la misma naturaleza.
VIII.
RECOMENDACIONES - Una de las recomendaciones que se daría es que los grupos debemos estar más organizados, para así poder trabajar con mayor fluidez. - Se recomienda tener distintas muestras de fibras naturales para así poder evaluar y poder realizar comparaciones en resistencia al fuego entre fibras naturales. - Observar cada una de las características que presenta las diferentes fibras naturales como el olor y las cenizas para poder diferenciarlas.
IX.
BIBLIOGRAFÍA
- Silvia Castellano L. (2013). Identificación por combustión. Disponible en: http://www.poliester2tm2equipo.blogspot.com/2013/02/identificacionde-las-fibras por-el.html?m=1 - HOLLEN, Norma. Introducción a los textiles. Editorial Limusa. México D.F. 1999. ISBN: 968-18-1898-9. Disponibles en: http:// www.laboratoriodemoda.com http:// fashionlaboratory.org - Expower. Instalación y Mantenimiento de Sistemas de Detección y Extinción de Incendios. Disponible en: http://www.expower.es/humos-gases-combustion.htm (visitado 10 diciembre 2017) - Fidel E. Lockuán Lavado. (2013). La Industria Textil y su Control de Calidad. Fibras Textiles. Versión 0.1. Disponible en: https://archive.org/stream/II.LITYSCDC_201305/II.%20La%20industria%20textil% 20y%20su%20control%20de%20calidad#page/n1/mode/2up
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