Identificación de Fibras Naturales por medio del microscópio

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA TEXTIL

LABORATORIO DE CIENCIAS DE LAS FIBRAS (PIT-11/A) PERIÓDO ACADEMICO 2018-III

INFORME N° 1 “IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS VEGETALES Y ANIMALES MEDIANTE EL MICROSCOPIO”

PROFESORA:

ING. ELSA ROCA MENESES

REALIZADO POR:

GUILLÉN LOAYZA BERTHIN

FECHA DE REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA:

16 /01 /2019

FECHA DE ENTREGA DEL INFORME:

30 /01/ 2019

LIMA- PERÚ

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

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INDICE I

OBJETIVO GENERAL .............................................................................................. 3

II

FUNDAMENTO TEORICO ......................................................................................... 3 2.1 Fibra....................................................................................................................3

III

2.2

Fibra Textil Ideal ................................................................................................4

2.3

Fibras Naturales.................................................................................................4

2.4

Fibras Vegetales ................................................................................................5

2.5

Fibras Animales ................................................................................................. 6

2.6

Microscopio ....................................................................................................... 9

2.7

Micrótomo ........................................................................................................ 10

MATERIALES Y EQUIPOS ...................................................................................... 11

IV PROCEDIMIENTO ................................................................................................... 11 V

DATOS Y RESULTADOS ........................................................................................ 12 5.1 FIBRAS VEGETALES .......................................................................................... 12 5.2 FIBRAS ANIMALES ............................................................................................. 13

VI CONCLUSIONES ..................................................................................................... 15 VII RECOMENDACIONES............................................................................................. 17 VIII BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................ 18

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IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS VEGETALES Y ANIMALES MEDIANTE EL MICROSCOPIO I.

OBJETIVO GENERAL 

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II.

Identificar las muestras de fibras vegetales y animales debidamente codificadas vía el microscopio. Adiestrarnos en la preparación de la muestra a analizar, haciendo un correcto uso del micrótomo e ir perfeccionando el corte transversal necesario.

FUNDAMENTO TEÓRICO

2.1 Fibra Una fibra es un sólido con una pequeña sección transversal y una elevada relación longitud-sección. (L/D >>100) Cada fibra se compone de millones de largas cadenas moleculares individuales, de discreta estructura química. La estructura molecular (disposición y orientación de estas moléculas), así como la morfología de la fibra (forma y grosor de la sección transversal) afectarán sus propiedades, pero la primera determinará su naturaleza básica física y química. Generalmente, las cadenas moleculares poliméricas tienen una secuencia química definida, que se repite a lo largo de la longitud de la molécula. El número total de unidades que se repiten en una cadena varía de unas cuantas hasta varios cientos y se conoce como grado de polimerización. Para que una fibra sea considerada como textil debe cumplir los siguientes requisitos, sea cualquiera su origen:   

Flexibilidad Elasticidad Resistencia

Toda fibra, sin estas tres condiciones, no se podrá hacer hilados con las características técnicas que requieren los tejidos de buena calidad. La fibra es, por decirlo de algún modo, la unidad fundamental de los textiles. Y es que a partir de ella se elaboran los hilos, con los cuales se fabrican los tejidos y finalmente las prendas. Contribuye al tacto, aspecto y comportamiento de los mismos, determina en alto grado las operaciones que se requieren para el artículo y repercute en su costo.


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2.2 Fibra Textil Ideal Si bien las características deseables de las fibras dependerán de los requerimientos del artículo final, bajo un criterio general podemos enunciar algunas propiedades que debe reunir la fibra textil ideal: A) Punto de fusión y/o descomposición por encima de 220° C. B) Resistencia a la tracción de 45 cN/tex, o superior. C) Alargamiento a la rotura superior a 10%, y alargamiento reversible con hasta 5% de deformación. D) Higroscopicidad entre 2 y 5%. E) Capacidad combinada de recuperar humedad y retener el aire. F) Alta resistencia a la abrasión. G) Resistencia a los ácidos, álcalis y solventes químicos.

2.3 Fibras Naturales Se encuentran en la naturaleza y son extraídas mediante procesos físicos o mecánicos. Según su origen pueden ser:

a) Vegetales Se subdividen según su ubicación dentro de la planta: •

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Fibras de semilla. Están situadas junto a las semillas y se obtienen desprendiéndolas de estas. En este grupo podemos contar al algodón y al kapok. Fibras del tallo. Llamadas también liberianas, se encuentran en el tallo, entre el leno y la corteza. Se requiere un procedimiento especial para obtenerlas. Pertenecen a este grupo el lino, el cáñamo, el yute, el abacá, el ramio y el kenaf. Fibras de las hojas. Pueden aislarse quitando la pulpa de las hojas. Dentro de estas tenemos al sisal, al esparto, al formio y la rafia, entre otros. Fibras de fruto. Como el bonote, que se obtiene del revestimiento del coco. Fibras de raíz. Como el zacatón, del genero Muhlenbergia .

b) Animales A este grupo pertenecen la lana, los pelos de alpaca, vicuña, guanaco, camello bactriano, mohair, conejo, y el cashmere; también está la seda.

c) Minerales La única que tiene este origen es el asbesto o amianto. _____________________________________________________________________________ Laboratorio de Ciencias de las Fibras

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2.4 Fibras Vegetales Algodón La fibra del algodón está formada por una cutícula, una pared primaria, una pared secundaria y un lumen. La fibra crece casi a su longitud completa como un tubo hueco antes de que se empiece a formar la pared secundaria.

Las fibras varían de 16 a 20 micras de diametro, su forma es distinta según la madurez de la fibra: en fibras inmaduras tiende a ser en forma de U y la pared celular es más delgada, en las fibras maduras es casi circular con un canal central más pequeño. Las torsiones en forma de cinta caracterizan a las fibras de algodón. Este torcido forma una ondulación natural que permite que las fibras tengan cohesión una con otra de manera que, a pesar de su corta longitud, el algodón es una de las fibras que se hila con mayor facilidad. Las torsiones pueden ser una desventaja, ya que en ellas se recolecta el polvo y la suciedad y deben eliminarse con un lavado enérgico.

Sisal También llamado henequén, procede de la planta Agave fourcroydes, originaria de México. La fibra es de color blanco amarillento, es fuerte y resistente al agua, se compone de hebras de 60 – 160 cm de largo por 120 a 500 μm de diámetro, angulares o casi cilíndricas y más gruesas en la base. Cada hebra consiste en un haz fibrovascular o comunmente de dos haces los que a su vez están compuestos de infinidad de células largas de tabiques gruesos, que según señala Blanxart (1954) presentan una longitud de 2 – 5 mm y de 10 – 30 micras de diámetro. Se usa para cordelerías, tapetes y trabajos manuales.


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Abaca También llamado Cáñamo de manila, proviene de la planta de Musa textiles, nativa de las Filipinas. Su altura puede alcanzar los 5 metros y crece en lugares cálidos y lluviosos, es parecida al plátano, pero sus frutos no son comestibles y tienen follaje más erguido y angosto. Se usa en la elaboración de cuerdas por su enorme resistencia a la tensión y difícil de deteriorarse con acción del agua dulce o salada y de otros elementos como el viento y el sol.

2.5 Fibras Animales Lana Esta noble fibra proviene de la secreción del folículo piloso de las ovejas. Está compuesta de una sustancia orgánica compleja llamada queratina.

La finura es la medida objetiva de mayor importancia que define el destino industrial de la fibra y es, indudablemente, su cualidad más buscada. La finura de la lana determina: El precio de compra de la materia. El límite de hilabilidad. La suavidad al tacto y flexibilidad del producto. • • •

La finura se expresa en micras (1 μm = 10 -3 mm), representa una de las

particularidades más valiosas para su apreciación cualitativa o clasificación, que determina el uso final de la lana y la calidad de la misma. _____________________________________________________________________________ Laboratorio de Ciencias de las Fibras

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Es, además, un carácter constante que contribuye a la diferenciación de las razas, ya que existen grandes variaciones de los diámetros en los tipos de lana que producen las distintas razas y variedades ovinas. Su menor graduación se encuentra en la raza Merino, las más finas; y la mayor graduación, en la raza Lincoln, las más gruesas.

Alpaca Es un camélido originario de los Andes, su nombre científico es Vicugna pacos, se ha determinado que genéticamente deriva de la vicuña y en menor proporción, de la llama. Existen dos razas de alpaca: Huacaya y Suri. La longitud de la fibra oscila entre 150 a 300 mm, con una finura de entre 15 a 20 micras (vellón) y 35 a 50 micras (pelo). La densidad de la fibra es 1,31 g/cm 3. Su color es blanco, gris, marrón o negro.

Llama La llama es un animal doméstico, su aprovechamiento no es solo en el ámbito textil, sino que incluye el uso de la carne y el cuero. En nuestro país, se calcula que solo en Jujuy, unas 40.000 personas se relacionan directa o indirectamente con esta actividad. Las llamas son animales que miden de 1,20 a 1,75 m y alcanzan una altura de 1,10 a 1,30 m. Llegan a pesar 150 Kg. Y se obtiene en la esquila (que se realiza cada dos años) de 2 a 5 Kg de fibra por animal.


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Seda Esta fibra es el producto de la secreción de las glándulas sericígenas de los gusanos Bombyx Mori (seda cultivada) y Bombyx mandarina (seda silvestre), que producen dos filamentos de fibroina (fibra de seda), separados entre sí por una materia gomosa llamada sericina. La mayor parte de la producción de seda en el mundo se obtiene de la Bombyx Mori , que se cría alimentando las orugas con hojas de morera. A los 40 días que la mariposa deposita los huevos, de color gris oscuro, sale la oruga. Esta luego forma su capullo alrededor de su cuerpo e ingresa en un periodo de inmovilidad absoluta. En este estado el insecto se llama ninfa o crisálida y durante este tiempo se producen modificaciones profundas en su cuerpo, convirtiéndose al cabo de tres semanas en mariposa o insecto adulto, provisto de patas, alas y piezas bucales especiales para la succión de líquidos. Cuando sale del capullo, la mariposa rompe los filamentos de seda unos después de otros. Casi inmediatamente se produce la unión sexual y la hembra pone sus huevos, completándose así el ciclo vital del gusano de seda. Para evitar la ruptura de los filamentos, es necesario dar muerte al insecto cuando está en estado de crisálida, así se consigue la hebra completa. La longitud de esta es del orden de los 800 metros. La finura de la seda Bombyx Mori ronda los 2,2 a 5,5 decitex, tiene una sección triangular, de lados redondeados, cuyo diámetro oscila entre 12 a 25 micras. Tiene una gran resistencia a la rotura por tracción y buena recuperación elástica, aunque inferior a la lana. Su tenacidad la hace más parecida a las fibras sintéticas (poliamidas) que a las naturales. Se descompone a los 170° C, por lo que la temperatura de planchado no debe superar los 150° C. Los artículos de seda tienden a amarillear y pierden mucha resistencia cuando se exponen a la luz solar. Además presentan una baja resistencia a la abrasión. La seda tussah se obtiene de la oruga de la mariposa Antheraea pernyi , que se alimenta de hojas de encina. Esta fibra tiene sección alargada, que puede alcanzar las 65 micras de ancho. Tiene menor tenacidad que la del Bombyx mori . _____________________________________________________________________________ Laboratorio de Ciencias de las Fibras

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2.6 Microscopio Un microscopio óptico es un microscopio basado en lentes ópticos. También se le conoce como microscopio de luz, (que utiliza luz o "fotones") o microscopio de campo claro. El desarrollo de este aparato suele asociarse con los trabajos de Anton van Leeuwenhoek. Los microscopios de Leeuwenhoek constaban de una única lente pequeña y convexa, montada sobre una plancha, con un mecanismo para sujetar el material que se iba a examinar (la muestra o espécimen). Este uso de una única lente convexa se conoce como microscopio simple, en el que se incluye la lupa, entre otros aparatos ópticos.

Partes del microscopio óptico y sus funciones Ocular: lente situado cerca del ojo del observador. Capta y amplía la imagen formada en los objetivos. 

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Objetivo: lente situado en el revólver. Amplía la imagen, es un elemento vital que permite ver a través de los oculares. Condensador: lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparación.

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Diafragma: regula la cantidad de luz que llega al condensador.

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Foco: dirige los rayos luminosos hacia el condensador.

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Tubo: es la cámara oscura que porta el ocular y los objetivos. Puede estar unida al brazo mediante una cremallera para permitir el enfoque. Revólver: Es el sistema que porta los objetivos de diferentes aumentos, y que rota para poder utilizar uno u otro, alineándolos con el ocular. Tornillos macro y micrométrico: Son tornillos de enfoque, mueven la platina o el tubo hacia arriba y hacia abajo. El macrométrico permite desplazamientos amplios para un enfoque inicial y el micrométrico desplazamiento muy corto, para el enfoque más preciso. Pueden llevar incorporado un mando de bloqueo que fija la platina o el tubo a una determinada altura. Platina: Es una plataforma horizontal con un orificio central, sobre el que se coloca la preparación, que permite el paso de los rayos procedentes de la fuente de iluminación situada por debajo. Dos pinzas sirven para retener el portaobjetos sobre la platina y un sistema de cremallera que permite mover la preparación. Puede estar fija o unida al brazo por una cremallera para permitir el enfoque. Brazo: Es la estructura que sujeta el tubo, la platina y los tornillos de enfoque asociados al tubo o a la platina. La unión con la base puede ser articulada o fija. Base o pie: Es la parte inferior del microscopio que permite que éste se mantenga de pie.


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2.7 Micrótomo Los micrótomos son instrumentos de corte para la elaboración de preparados que se usan en la microscopía. Para cumplir con las altas exigencias de tales preparados, los micrótomos permiten realizar cortes extremadamente finos. Los micrótomos en la elaboración de preparados para la microscopía. Normalmente los micrótomos modernos permiten cortes de un espesor de 0,1 hasta 100 µm. A modo comparativo: El cabello humano tiene un espesor entre 50 y 70 µm. La historia de los micrótomos empezó con el inicio de los microscopios de luz. Para poder analizar objetos, estos debían ser lo suficientemente finos para que la luz los traspasara. Los primeros micrótomos eran en su inicio simples cuchillas (normalmente cuchillas de afeitar) con los que se hacían cortes de forma manual. Como las exigencias a los preparados iban en aumento, fue necesario que los micrótomos se desarrollaran. Los primeros micrótomos, tal como hoy en día los conocemos, se desarrollaron en 1770. Con estos se podía fijar la prueba y ajustar el grosor del corte mediante unos tornillos. Hoy en día, los micrótomos mecánicos se componen de un bloque, un sujeta-muestras y un equipo técnico para el control del avance. La calidad de los preparados depende del tipo de avance, de la geometría de la cuchilla y de la declinación (ángulo entre la cuchilla y la dirección de corte). Adicionalmente se puede influir en el resultado en la preparación de la muestra (p.e. mediante congelación). Además de los micrótomos mecánicos hoy en día se usan cada vez más los micrótomos láser, con los que es posible preparar muestras sin contacto.


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III.

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MATERIALES Y EQUIPOS Microscopio Micrótomo Portaobjetos y Cubreobjetos Esmalte Hojas de Guillette Aguja Hilo Glicerina

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IV. •

PROCEDIMIENTO Despejar y limpiar el espacio a usar, se puede usar una hoja blanca para que sirva como base y así hacer una mejor distinción de la fibra.

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Verificar que los materiales y equipos estén en condiciones óptimas.

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Peinar la fibra para paralelizarlo y con ayuda de una aguja e hilo hacer pasar la fibra al disco.

•

Una vez que la muestra de la fibra tenga cierta resistencia al moverlo por el disco se procederá a cortar las fibras por ambas superficies del disco con el guillette.

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Colocar el disco en el micrótomo teniendo en cuenta que la cara de mayor área va debajo y que la aguja del micrótomo este abajo para no perjudicar la muestra.

•

Echar un poco de esmalte sobre la fibra y esperar que seque.

•

Levantar ligeramente la aguja del micrótomo hasta que se note apenas la fibra de la superficie superior, cortar dicha muestra con el guillette.

•

Colorar la muestra de fibra cortada en el portaobjetos, echar una pequeña gota de glicerina sobre dicha muestra y cubrirla con el cubreobjetos.

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Observar con el microscopio y reconocer la fibra con ayuda de fotomicrografías.

•

Observar la vista longitudinal sin la necesidad de usar la glicerina.


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DATOS Y RESULTADOS 5.1 FIBRAS VEGETALES Muestra N° 22 Vista transversal

Vista longitudinal

Muestra N° 23 Vista transversal

Vista longitudinal


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Muestra N° F-25 Vista transversal

Vista longitudinal

5.2 FIBRAS ANIMALES Muestra N° EB-3 Vista transversal

Vista longitudinal


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Vista longitudinal


Vista longitudinal


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VI.

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CONCLUSIONES 

Muestra N° 22 y Muestra N° 23

En las Muestras N°23 y N°22, a simple vista nos percatamos que son fibras vegetales, que tienen casi las mismas vistas longitudinales, en cuanto a las vistas transversales, también tienen casi las mismas vistas (ligeramente se diferencian) y con ayuda del Manual de Laboratorio (figura 5 y figura 8 del Apéndice) podríamos concluir que la muestra 22 se trata del Jute y la muestra 23 del Abaca.

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Muestra N° F-25 En la Muestra N°25, a simple vista nos percatamos que es una fibra vegetal y que se trata del algodón pero como se menciona en el Análisis de Laboratorio Textil, nunca debemos dar algo por hecho sin antes investigar y dar una prueba fidedigna, es así como al realizar su corte transversal, y verlo en el microscopio a la par de su vista longitudinal, comparando dichas vistas con las vistas del Manual de Laboratorio (figura 1 del apéndice del Manual) podríamos concluir que se trata del Algodón.


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Muestra N° EB-3

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En la Muestra N°EB-3, a simple vista tiene alto brillo y suavidad lo cual me permite deducir que es una fibra animal y al analizar su vista transversal, longitudinal y comparando con el Manual de Laboratorio (figura 37 y 38), se podría concluir que se trata de La S eda.

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Muestra N° 26 En la Muestra N°26, a simple vista nos percatamos que es una Fibra Animal, aun así no podemos concluir un nombre definido. Es así que después de analizar su vista transversal, vista longitudinal y comparando con la vista de la figura 4 y 5 del Manual de Laboratorio, podríamos concluir que se trata de la fibra de Lana.


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Muestra N° 76 En la Muestra N°76, a simple vista nos percatamos que es una Fibra Animal, de pelo, pero no podemos dar un nombre concluyente. Así que después de analizar su vista transversal y longitudinal, comparando obviamente con las vistas del Manual de Laboratorio (figuras 24 y 25), podríamos concluir que se trata de la fibra de Llama, pues es ésta la que más se asemeja a las vistas tomadas.

VII.

RECOMENDACIONES 

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Mantener debidamente limpios los portaobjetos y cubreobjetos, para así tener una imagen nítida de la muestra, y no haya ninguna clase de contaminación con materiales extraños. Cerciorarse que el guillette tenga un buen filo, para así poder realizar un buen corte, y conforme se va usando tener muy en cuenta el lado más desgastado. De lo contrario no se obtendrá un corte óptimo.

Realizar el corte lo más delgado posible, ya que ello influye también en la nitidez de la vista transversal.

Vista no nítida debido a un corte transversal grueso y no uniforme. _____________________________________________________________________________ Laboratorio de Ciencias de las Fibras

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VIII. 

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Realizar una correcta limpieza del micrótomo apenas se termine de usar, de lo contrario al dejarlo sin limpiar, se seca el esmalte, haciendo dificultoso su limpieza posterior. El uso de las muestras (fibras) debe ser racional, el primer motivo es porque al momento de hacer el corte, si es demasiada fibra, la vista no será la mejor; la segunda porque en laboratorio no contamos con muestra de fibra suficiente y sola debemos usar la necesaria. Siempre hacer el análisis de la vista longitudinal de las fibras, así podamos diferenciarlo a simple vista, pues estamos aún sin mucha experiencia y se puede cometer errores, y así sea el caso de tener mucha experiencia, siempre hay que corroborar con todas las pruebas necesarias.

BIBLIOGRAFIA Lockuán Fidel Eduardo, La Industria Textil y su Control de Calidad – Fibras Textiles. Volumen 2 – Página 33-49 – Versión 2013 https://es.slideshare.net/fidel1977/ii-la-industria-textil-y-su-control-de-calidad recuperado el 28 de enero del 2019 https://mundotextilmag.com.ar/fibras-de-llama-innovacion-desarrollo-y-valor/ Recuperado el 29 de enero del 2019 Guía de Laboratorio de Ciencias de las Fibras.


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Identificación de Fibras Naturales por medio del microscópio

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