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INGENIERIA DE LOS MATERIALES.

ing. Tito Caballero Peralta.

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1.

INTRODUCCIÓN

En la antigüedad (hace relativamente pocos años) los materiales utilizados para montar o armar las distintas artes y aparejos de pesca, eran a base de fibras textiles naturales, siendo estas hoy día sustituidas casi en su totalidad por las fibras sintéticas; es así como el hombre ha ido mejorando en el desarrollo de sus actividades pesqueras. Con el paso de los años la industria química produjo una amplia gama de nuevas fibras cuyas características pudieron ser modificadas según el uso a las que pudieran ser destinadas. Para la industria pesquera existen diferentes materiales de las cuales se encuentran hechas las fibras sintéticas, pero entre las principales tenemos: POLIAMIDA (PA), tiene una densidad de 1,14 gr/cc, son las más resistentes y duras de todas la fibras tanto a la rotura como a la abrasión, muy buen alargamiento y elasticidad; luego tenemos el POLIPROPILENO (PP) cuya densidad es 0,91 gr/cc al tener menor densidad que los otros dos tiene la propiedad de flotar, y por ello es empleada como cuerdas para muelles, tiene buena resistencia a la rotura y a la abrasión; además tenemos el POLIETILENO (PE) que tiene una densidad de 0,95 gr/cc, INGENIERIA DE LOS MATERIALES.

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es resistente a los agentes químicos y a la corrosión, no absorbe agua ni humedad y poseen buenas propiedades aislantes. Es muy importante saber identificar las fibras sintéticas antes mencionadas, y para ello existen diferentes maneras, como por ejemplo: por la textura que presenta el extremo de los cabos, por el método de flotación (tomando en cuenta la densidad), entre otros. Todos ellos serán descritos en el presente trabajo. Además, conoceremos los diferentes sistemas de numeración para las principales fibras sintéticas en la industria pesquera según estándares internacionales.

2.

OBJETIVOS

1

Aprender a describir nomenclatura de hilos.

2

Conocer los principales tipos de fibras sintéticas que son empleadas en la industria pesquera.

3

Aprender a identificar mediante diferentes métodos las fibras sintéticas.

4

Conocer y manejar los 4 tipos de Sistemas de Numeración de hilos mediante el Sistema TEX, DENIER, RUNNAGYE y NÚMERO MÉTRICO.

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3. 1

METODOLOGÍA CARACTERÍSTICAS DE LAS FIBRAS SINTÉTICAS Las características más importantes a tener en cuenta para la elección del material para las artes de pesca son: Gran velocidad de hundimiento (está muy relacionada con el tipo de material, tamaño de la malla, tipo de impregnación de los paños y el embando) y Gran resistencia a la rotura.

1

POLIAMIDA (PA): Conocido también como nylon o perlón, es el material más resistente en seco, pero pierde algo de fuerza cuando se humedece. Su elasticidad es buena y no flota, siendo ideal para guindalezas de atraque, estachas de remolque y calabrotes de anclaje y líneas adecuadas por su resistencia al estiramiento.

2

POLIPRPILENO (PP): Su característica más notable es su poca densidad (0,91 gr/cc), que le permite flotar en el agua. Por lo contrario, el hecho de resistir mal las radiaciones ultravioleta y su escasa capacidad de absorción de esfuerzos, la descartan para su utilización como cuerda de seguridad. Los cabos de polipropileno se adquirirán preferentemente teñidas y para aquellos usos donde la ligereza de la cuerda sea un factor importante a considerar. Uno de los usos más frecuentes de este tipo de cabos es para sujetar salvavidas.

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POLIETILENO (PE): Los cabos de polietileno se componen de fibras Página

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ásperas blancas o coloreadas. Por su densidad flotan, son flexibles y populares en la industria de la pesca marina. Los avances en la tecnología del polietileno también han conseguido una familia de fibras finas fortísimas que reciben el nombre colectivo de Polietileno de alta densidad (HMPE). Los cabos de esta familia pueden ser tan fuertes como cables de acero de igual diámetro. Su escaso peso, sus propiedades de escasa extensibilidad y su total resistencia al agua los hacen ideales para navegar en botes de goma y por su alto rendimiento en yates. 4

POLIESTER (PES): Tiene una densidad aproximada de 1,38 gr/cc. En igualdad de peso, posee menor resistencia que la poliamida y su capacidad de alargamiento es dos veces menor. La capacidad de absorción de esfuerzos de las cuerdas de poliéster es, por lo tanto, menor que la de los cabos de poliamida. La utilización de cuerdas de poliéster está especialmente indicada en la instalación de tirantes, vientos y cabos de la retención.

2 1

RECONOCIMIENTO DE ALGUNAS FIBRAS SINTÉTICAS Según su extremo: Cada fibra sintética presenta un aspecto diferente en su extremo, estas características particulares de cada una son descritas

2

en el desarrollo de la práctica. Método de flotación: Esta relacionado con la densidad que presenta cada fibra sintética. Este método se basa en que los que tiene densidad < a 1 estas fibras sintéticas van a flotar a diferencia de los que tienen

3

una densidad > a 1 estas fibras tienden a hundirse. Una tercera forma de reconocer la materia prima es por la numeración que cada hilo presenta, ya que cada hilo tiene su propia numeración

4

para poder identificarlos. Para asegurarse de que una cuerda responde a la denominación dada TIPO DE FIBRA POLIAMIDA POLIÉSTER

COLOR

OLOR QUE

Blanco Negro

RECUERDA Apio Aceite caliente

(Hollín) POLIPROPILE Blanco INGENIERIA DE LOS MATERIALES. NO POLIETILENO

Blanco

por el

Vela recién ing. apagada Tito Caballero Peralta. Cera o aceite caliente

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fabricante,

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existe un método sencillo de

comprobación por combustión. El color y el olor del humo varían según los distintos tipos de fibra. No se trata, por supuesto, de un método exacto, pero facilita una idea bastante aproximada del tipo de fibra en cuestión.

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ESTRUCTURA, PRESENTACIÓN Y TORSIÓN DE CABOS

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Hilos trenzados: Hilos compuestos por varios filamentos trenzados entre sí (para paños sin nudos). Actualmente las redes se fabrican

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con hilos de fibra sintética como la poliamida o los acrílicos, que son más livianos y resistentes 2

al agua. Hilos retorcidos: Hilos compuestos por más de un filamento, torneados sobre sí.

1

Torsión S = Cuando las fibras se tuercen en el sentido del tramo central de la S. Normalmente se reserva para hilos a varios cabos.

2

Torsión Z = Cuando las fibras se tuercen en el sentido del tramo central de la Z. Normalmente se utiliza en hilos a un cabo.

4. 1 1 2 3 4 2 1

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA MATERIALES Cabo de fibra sintética: PA Una balanza con precisión de 0.1 gr Regla Hoja de afeitar PROCEDIMIENTO Medir la longitud de la muestra y pesarla Antes de comenzar a distorsionar uno de los extremos de la muestra que vamos a analizar de fibra sintética tenemos que medir con ayuda de una INGENIERIA DE LOS MATERIALES.

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regla la longitud total de nuestro pedazo de cabo, luego pesar la fibra en la balanza con precisión de 0.1 gr. 1

POLIAMIDA (PA)

= 10 cm,

pesa = 6.9 gr

2

Reconocer la fibra sintética: Luego, procedemos al reconocimiento de la fibra sintética, es decir identificar el material del cual se encuentra constituido el cabo que se está analizando. Para ello procedemos a destramar uno de los extremos de la muestra, primero por hebras y luego por hilazas, y con el tacto identificamos las fibras sintéticas. Así, obtuvimos según lo descrito en clase, lo siguiente:

1

PA: Al intentar separar la fibra primaria se observa como que arrastra a otras hilazas. Su extremo tiene aspecto de algodón. Identificamos la estructura de un hilo o cabo terminado: En cada muestra señalamos su estructura por la cual esta conformada. POLIAMIDA (PA) – CABO TRENZADO

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CÁLCULOS

CABO DE POLIAMIDA (PA): PA (Long.) = 10 cm,

pesa = 6.9 gr

A.1. SISTEMA TEX En este sistema podemos trabajar con el peso de la fibra primaria. Peso en gr de la fibra primaria 1000 mt Y cuando se trabaja con el peso del hilo o cabo terminado, que 1Tex=

viene hacer nuestro caso en esta práctica se utiliza el RTex integral.

RTex= 0.10 mts 1000

Peso en gr del hilo o cabo terminado 1000mt 6.9 gr X gr

X = 69000 gr R 40000 Tex: En 1000 mts de longitud del cabo terminado de poliamida pesa 69000 gr ó 69 Kg. A.2. SISTEMA RUNNAGE ó

Longitud = 0.10 mts Pesa = 0.069 Kg

Long. = 10 cm Pesa = 6.9 gr A.3. CÁLCULO TEÓRICO PARA DETERMINAR EL DIÁMETRO (PA) = 1.14 gr/cm3 DEL CABO DE PA

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Diámetro = 0.88 cm

A.4. CÁLCULO PRÁCTICO PARA DETERMINAR EL DIÁMETRO DEL CABO Tomamos un hilo de menor diámetro que el cabo que estamos analizando y con este hilo rodeamos toda la circunferencia del cabo hasta llegar al punto de inicio y asumo esta medida como la longitud de la circunferencia (Lc).

Lc = 3.5 cm

4

EJERCICIOS – CUESTIONARIO

1

Describa usted, las nomenclaturas de los siguientes hilos:

1

23 Tex x 12: El hilo pesa 23 gr en 1000 mts de longitud de fibra primaria y tiene 3 hebras o filásticas con 4 hilazas.

2

45 Tex x 6: En 1000 mts de longitud de la fibra primaria o hilazas pesa 45 gr y tiene 3 hebras y 2 hilazas.

3

32 Tex x 6: En 1000 mts de longitud de la fibra primaria pesa 45 gr y tiene 3 hebras y 2 hilazas.

4

210/6 Td: En 9000 mts de longitud de la fibra primaria pesa 210 gr y tiene 3 hebras y 2 hilazas. INGENIERIA DE LOS MATERIALES.

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tiene 3 hebras y 40 hilazas. 6

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210/120 Td: En 9000 mts de longitud de la fibra primaria pesa 210 gr y Página

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R160Tex Z: En 1000 mts de longitud de la fibra primaria del hilo o cabo (también llamado cordón) terminado pesa 160 gr y presenta una torsión hacia la derecha.

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R1000Tex S: En 1000 mts de longitud de la fibra primaria del hilo (también llamado cordón) o cabo terminado pesa 1000 gr y presenta una torsión hacia la izquierda.

2

Convertir a Td los hilos que tienen los siguientes valores:

1

Tex 93

2

3 4

Tex 46

Tex = 0.111 x Td

Tex = 0.111 x Td

93 = 0.111 x Td

46 = 0.111 x Td

837.84 = Td

414.41 = Td

Tex 23

Tex 14

Tex = 0.111 x Td

Tex = 0.111 x Td

23 = 0.111 x Td

14 = 0.111 x Td

207.21 = Td

126.13 = Td

Tex 10 Tex = 0.111 x Td 10 = 0.111 x Td 90.09 = Td

Td 450 Tex = 0.111 x Td 3 1

Tex = 0.111 x Td

Tex = 0.111 x 600 Tex = 0.111 x 450 Convertir a Tex los hilos que tienen los siguientes valores: Td 600Tex = 66.6 Tex = 49.95 Td 20 Tex = 0.111 x Td Tex = 0.111 x 110 INGENIERIA DE LOS MATERIALES. Tex = 12.21

Tex = 0.111 x Td Tex = 0.111 x 20

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Tex = 2.22

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[Escribir el título del documento] Td 110

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Calcule el diámetro teórico de un hilo de polietileno que tiene una

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longitud de 10 mts., pesa 19.6 gr, si el peso especifico del PE es 0.96 gr/cm. Diámetro del hilo=¿ ?

Diametro(D)=

L = 10 mts = 1000 cm Pesa = 19.6 gr γ

D=

(PE) = 0.96 gr/cm3

√

√

4T πγ

4 × 0.0196 gr /cm π × 0.96 gr /cm3

Diámetro = 0.16 cm

5

Analice el Cuadro 03 y compare las características entre Nylon y polietileno. ¿Que conclusiones puede usted proponer? Podemos decir que, comparando a un mismo diámetro el PA y el PE nos damos cuenta que siempre el PA va hacer mucho mas resistente a la ruptura que el PE. También tenemos que tanto el Nylon como el Polietileno a menores diámetros tienen mayor rendimiento a carrera y menor resistencia a ruptura; y a diámetros mayores tienen menor rendimiento a carrera y mayor resistencia a ruptura.

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Analizando el Cuadro 01, ¿Qué puede observar de los valores de resistencia de ruptura y por qué disminuye cuando éstos se humedecen? Cuando el Nylon esta seco su resistencia de ruptura es mayor que cuando

esta húmeda y esto se debe a algo

en particular ya que

cuando el Nylon esta seco las hilazas están juntas y son más rígidas lo cual le permite al cabo o hilo terminado tener más resistencia a la tensión a la que es sometida, en cambio cuando el Nylon se humedece

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o se moja las fibras sintéticas (hilazas) se separan un poco lo que causa Página

que el material se debilite, se vuelve más flácido y menos resistente a la tensión a la que es sometida y diseñada. 7

Calcule aproximadamente en qué porcentaje supera la carga de ruptura del nylon frente al polietileno?

Diámetro Ø

Resistencia

(mm)

Carga de Ruptura

5 6 10 14 18 5.0 6.0

(kg.F) 587 734 2180 4570 7300 430 500

10.0 14.0 18.0

1300 2770 4200

Nylon retorcido (PA) Polietileno retorcido PE Polietileno trenzado PE 1

∅ (diámetro) 5

carga de ruptura PA

587

5 respecto alPE El PA PE:

2

430

157 × 100=36.51 430 Por lo tanto, el PA es 36.51 % mas resistente a la ruptura que el PE. ∅ (diámetro) carga de ruptura 6

PA

734

6 PE El PA respecto al PE: 3

= 157 kg.F

= 234 kg.F

500 234 × 100=46.8 500 carga de ruptura

∅ (diámetro) 10

PA

2180

10

PE

1300

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= 880 kg.F ing. Tito Caballero Peralta.

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El PA respecto al PE: 4

880 ×100=67.69 1300 carga de ruptura

∅ (diámetro)

14

PA

4570

14

PE

2770

= 1800 kg.F

El PA respecto al PE: 1800 ×100=64.98 2770 5

∅ (diámetro)

18

carga de ruptura PA

7300

18 PE El PA respecto al PE:

4200

= 3100 kg.F

3100 × 100=73.8 4200 6

Promedio de los porcentajes 36.51 + 46.8 + 67.69 +64.98 +73.8 5 Promedio=¿ 57.96 En promedio, el PA es 57.96 % mas resistente a la ruptura que el PE. % Promedio=

8

Se desean efectuar maniobras de 6500 lb-f de anclaje, en una embarcación cerquera a una profundidad de 20 bz de profundidad, según el Cuadro 02 ¿Cuál es el diámetro que recomendaría y cuantos Kg. de este material de PA utilizaría? 1 brazada = 1.83 metros Resistencia a la rotura = me guio de 8000 lb-f en la Resistencia Aprox.

1

de ruptura. Se recomendaría un diámetro = 9/16 pulgadas o 14 mm de Cabo Nylon Peso aproximado por 20 Mts. Kg = 27.0

2

20 bz (1.83 mt) = 36.6 metros

20 mt 36.6 mt

Se utilizaría 49.41 kg de nylon. INGENIERIA DE LOS MATERIALES.

27 kg X kg

X = 49.41 kg

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5.

CONCLUSIONES 1

Las fibras sintéticas de POLIAMIDA (PA) son las más resistentes y duras

2

de todas las fibras tanto a la rotura como a la abrasión. Existen diferentes métodos de cómo reconocer a una fibra sintética, ya sea por la densidad que presenta cada una de ellas, por su aspecto en el extremo de cada hilo o cabo terminado, además también se puede reconocer por el color y olor que emite el humo cuando se combustiona

3

la fibra sintética. Para el sistema de numeración de hilos podemos encontrar 4 sistemas: TEX, DENIER, NUMERO MÉTRICO Y RUNNAGE. Podemos emplear cualquiera de estos sistemas dependiendo con que estoy trabajando,

4

con fibra primaria o con el hilo o cabo terminado. Podemos determinar el diámetro de un hilo mediante distintos métodos descritos en la práctica, tenemos métodos teóricos así como prácticos.

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6.

BIBLIOGRAFÍA 1 2 3 4 5

http://www.fao.org/docrep/008/s7088s/S7088S06.htm http://www.pes.fvet.edu.uy/publicaciones/ArtesPesca1.pdf http://pedrocurto.com/submarinos/s70/cubierta.html http://www.nautiscuela.com/articulos/tecnologia/nudos.htm http://www.73nabusimake.org/img_upload/a04676961d8b3d72db7863ffe b13f481/manual_scout_cabulleria.pdf

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7.

ANEXOS 1

EMBANDO: Término que indica el grado de soltura o tensión con que se

2 3

fabrica y se arma un paño de red. GUINDALEZA: Cabo de tres o cuatro cordones. CALABROTE: Cabo muy grueso, compuesto de 9 cordones colchados de tres en tres en guindaleza o a la derecha, y el conjunto colchado a la

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izquierda. La mena de los calabrotes varía entre 70 y 340 mm. ESTACHA DE REMOLQUE: La estacha de remolque es una guindaleza de poliamida trenzada de 8 cordones, que tiene una longitud de 120

5

metros y un diámetro de 40 mm., con una gran resistencia a la ruptura. DENSIDAD LINEAL: Es la que se emplea para medir la densidad de hilos, cables, varillas, alambres, etc. Resulta de la división de la masa entre la longitud del cuerpo. Densidad lineal = masa / longitud, en unidades de masa sobre longitud.

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