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¿Cómo se convierten el algodón, la seda, la madera y el petróleo en hilo?

Categoría: Tecnología

Mira la etiqueta de composición de una camiseta, de una chaqueta o de unos calcetines: puede decir «algodón», «poliéster», «nailon» o «viscosa» (rayón). Una planta, un insecto, la madera y un derivado del petróleo no se parecen en nada. Y sin embargo, todos acaban convertidos en hilo.

La respuesta corta: un hilo es, sobre todo, una fibra fina y larga. Lo que cambia de un material a otro es cómo se consigue esa longitud. El algodón es corto y hay que retorcerlo; la seda ya viene larga dentro del capullo; y la madera o el petróleo se transforman en un líquido espeso que se estira en forma de filamento.

1. Qué tienen en común todos los hilos, sea cual sea su material

Un hilo no se define por lo que lo forma, sino por su aspecto: una fibra muy fina y mucho más larga que ancha, o varias fibras unidas para que se comporten como una sola. Por eso la lista de materiales puede ser tan variada: plantas como el algodón, pelo de animales como la lana, el capullo del gusano de seda y fibras fabricadas por las personas.

El problema es que no todas las fibras llegan ya largas. Hay tres caminos, y la mayor parte de este artículo sigue uno por uno:

  • Fibras cortas (algodón, lana): se alinean, se estiran y se retuercen para unirlas.
  • Una fibra que ya es larga (la seda del capullo): se desenrolla y se juntan varios cabos.
  • Un líquido que se convierte en filamento (rayón, nailon, poliéster): se empuja por agujeros muy pequeños y se solidifica.

2. Por qué el algodón, con fibras de pocos centímetros, necesita retorcerse

La fibra de algodón es el pelo que cubre la semilla de la planta. Un recurso de conservación de la Universidad de Melbourne da una longitud media de 18 mm (entre 10 y 40 mm) y un ancho medio de unos 20 micrómetros (entre 12 y 38). [1] Es decir, la fibra más larga mide pocos centímetros: nada comparable con un hilo de coser de decenas de metros.

Para unir esas fibras se usa el hilado. Primero se limpian y se alinean; luego se estiran para hacerlas más finas; por último se retuercen. La torsión es lo que sostiene el conjunto. Una de las fuentes que consulté, una enciclopedia abierta, solo dice que hilar es «una técnica de torsión para formar hilo» y que las fibras cortas naturales tienen una superficie rugosa que ayuda a que se agarren entre sí. [2] Una explicación sencilla, que aquí presento como una imagen y no como un dato medido, es pensar que al retorcer las fibras se aprietan unas contra otras y rozan tanto que ya no resbalan con facilidad. Lo puedes comprobar en la actividad del final.

Fíjate en un detalle: dentro de un hilo de algodón no hay una sola fibra que vaya de punta a punta. Son muchas fibras cortas que se solapan.

3. Cómo la seda consigue un hilo larguísimo sin tener que retorcerlo

El gusano de seda fabrica su capullo con una sola hebra continua. Según una explicación oficial del Ministerio de Transportes de Japón sobre la seda, cada capullo es una hebra de seda enrollada con fuerza que mide entre 1300 y 1500 metros. [3] Otras fuentes dan longitudes menores, así que conviene tomar esa cifra como un orden de magnitud: del orden de un kilómetro.

Si comparamos con el algodón: 1300 m son 1 300 000 mm, y la fibra de algodón media de 18 mm es unas 70 000 veces más corta. La seda, por tanto, no necesita que alguien la «alargue»; solo hay que desenrollarla con cuidado.

Pero una hebra de capullo es muy fina. Por eso, para el hilo de seda cruda se juntan de tres a cinco hebras al desenrollarlas. [3] La diferencia con el algodón es clara: en el algodón la longitud se construye retorciendo; en la seda la longitud ya viene dada.

4. Cómo se puede hacer hilo con madera si la madera no es una fibra larga

Aquí viene la idea más sorprendente. La madera contiene celulosa, y el rayón se fabrica con celulosa purificada, normalmente de pulpa de madera. [4] Pero no podemos retorcer directamente un trozo de madera. Lo que se hace es transformar esa pulpa: se convierte químicamente en un compuesto soluble, se disuelve en sosa cáustica y se obtiene una solución espesa llamada viscosa. [4]

Esa solución se empuja por una placa con muchos agujeros muy pequeños (la hilera) y sale en forma de filamentos finos, que pasan a baños químicos donde el compuesto vuelve a ser celulosa. Por eso a esta fibra se la llama «celulosa regenerada». [4] Dicho de otro modo: la madera no se convierte en otra sustancia; la celulosa se disuelve y vuelve a su forma, pero ahora en filamentos largos.

La misma fuente explica que el rayón puede salir como filamento continuo o como fibra cortada: los filamentos se juntan en un haz, se cortan en trozos cortos y se procesan casi como el algodón. [4] Es decir, una vez que tienes el filamento largo, puedes dejarlo largo o cortarlo para hilarlo como una fibra corta.

El rayón se vendió durante mucho tiempo como «seda artificial». [5]

5. Por qué el nailon y el poliéster también acaban en hilo aunque no vengan de una planta

El nailon es un ejemplo histórico claro. Según el Science History Institute, lo desarrolló la empresa estadounidense DuPont, que lo presentó en público el 27 de octubre de 1938; se vendió en cantidades limitadas en Wilmington (Delaware) en octubre de 1939, y salió a la venta en todo el país el 15 de mayo de 1940, con medias como producto principal. [5] DuPont no tejía las medias: vendía el hilo de nailon a fábricas que las tejían. [5]

¿De qué estaba hecho? La publicidad de la época decía que derivaba «solo de carbón, aire y agua». El artículo del Science History Institute añade que los compuestos de partida del nailon 6,6 se podían obtener del benceno, un derivado del alquitrán de hulla. [5] Es decir, al principio el nailon no se hacía con petróleo, como a veces se cree.

El poliéster, otra fibra que aparece en las etiquetas de hoy, se hace de PET: se hacen reaccionar etilenglicol y ácido tereftálico, y el resultado se hila fundido. [6] Las fuentes que leí no afirman directamente que su materia prima sea el petróleo; solo lo dan a entender, al decir que reciclar PET ahorra materias primas de petróleo. [6] Por eso lo dejo como una idea probable y no como un dato comprobado aquí.

En los tres casos la solución es la misma que con la madera: un material que no era una fibra se convierte en una masa que se empuja por agujeros pequeños y se solidifica en forma de filamentos. Según el artículo sobre hilado de una enciclopedia abierta, estas fibras fabricadas pueden ser larguísimas, «a menudo de kilómetros». [2]

6. Actividad: retuerce un trozo de algodón y descubre por qué el hilo resiste más

Necesitas un poco de algodón de farmacia (el de las bolitas o el de los discos) y las manos. No hace falta ninguna herramienta ni ningún producto. Hazlo lejos de la cara y no inhales las fibras de algodón.

  1. Toma un puñado pequeño de algodón y estíralo entre los dedos hasta que forme una tira fina y despeinada.
  2. Tira de los dos extremos con suavidad. Fíjate en cuánta fuerza hace falta para que se rompa o se separe.
  3. Ahora toma otra tira igual y retuércela despacio, siempre en el mismo sentido, como si fuera una cuerda.
  4. Tira de ella con la misma fuerza. ¿Se separa igual, o notas que aguanta más?

No es una medición exacta, así que lo importante es lo que tú notes. Si la tira retorcida resiste más, habrás comprobado con las manos la idea de la sección 2.

Y una pregunta abierta: una prenda de algodón y otra de rayón pueden sentirse muy distintas al tacto. ¿Qué parte de la diferencia viene de la longitud de las fibras, de su forma o de cómo se hila? Las fuentes de este artículo no lo responden. Podrías buscar el tema en las páginas de fabricantes de fibras, en textos universitarios de ingeniería textil o en museos del textil.

Fuentes

  1. University of Melbourne, Cultural Conservation, «Cotton» https://cultural-conservation.unimelb.edu.au/cotton.html (Leída: la página completa. Longitud y ancho de la fibra de algodón; fibras con aspecto retorcido. La página no menciona la celulosa.)
  2. Wikipedia (en inglés), «Spinning (textiles)» https://en.wikipedia.org/wiki/Spinning_(textiles) (Leída: la página. Fuente débil, usada solo para ideas generales: hilar como técnica de torsión, fibras cortas rugosas, fibras fabricadas muy largas. No explica por qué la torsión da resistencia; no encontré una fuente primaria legible sobre eso, así que esa explicación está presentada como una imagen.)
  3. Ministerio de Tierra, Infraestructura, Transporte y Turismo de Japón (Agencia de Turismo), base de datos de explicaciones multilingües, «Seda de la fábrica de Tomioka» https://www.mlit.go.jp/tagengo-db/en/R1-00064.html (Leída: la página en inglés. Longitud de la hebra de un capullo (1300–1500 m) y de tres a cinco hebras por hilo de seda cruda. Otras fuentes dan longitudes menores, entre 600 y 900 m, pero no pude leerlas completas, por eso la cifra se toma como orden de magnitud.)
  4. FiberSource, «Rayon» https://www.fibersource.com/f-tutor/rayon/ (Leída: la página (material didáctico del sector de fibras). Celulosa de pulpa de madera, proceso de viscosa y celulosa regenerada, filamento y fibra cortada.)
  5. Science History Institute, «Nylon: A Revolution in Textiles» https://www.sciencehistory.org/stories/magazine/nylon-a-revolution-in-textiles/ (Leída: el artículo. Fechas de 1938, 1939 y 1940; «carbón, aire y agua»; benceno del alquitrán de hulla; el rayón como «seda artificial». Las fechas de «salida al mercado» varían según qué hecho se cuente: patente, presentación pública o venta nacional.)
  6. FiberSource, «Polyester» https://www.fibersource.com/f-tutor/polyester/ (Leída: la página. PET a partir de etilenglicol y ácido tereftálico, hilado en fundido. El origen en el petróleo solo se deduce de una frase sobre el reciclaje.)