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• Roger Gomez Gomez

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JUSTIFICACIÓN: Es importante indagar industrialización del caucho puesto que suministra una gran variedad de productos que sirven como insumos y productos de uso a numerosas industrias. Los consumidores más importantes incluyen las industrias de llantas, ensamble de automóviles, plásticos, almacenaje, calzado, muebles y en general todo tipo de equipo y maquinaria (bandas, cámaras, empaques, etc.). OBJETIVOS: OBGETIVO GENERAL: Incursionar en el proceso de obtención y transformación del caucho (goma). OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Dar a conocer las diferentes clases de producto obtenidos del caucho y el proceso de fabricación. Indagar en la industria del caucho para tener una idea más clara acerca de este mismo. Reconocer la importancia del caucho en la industria en todo el mundo ya que este producto es importante en las diferentes aplicaciones. MARCO TEÓRICO: Caucho o Hule, sustancia natural o sintética que se caracteriza por su elasticidad, repelencia al agua y resistencia eléctrica. El caucho natural se obtiene de un líquido lechoso de color blanco llamado látex, que se encuentra en numerosas plantas. El caucho sintético se prepara a partir de hidrocarburos insaturados. El caucho SBR es un copolímero (polímero formado por la polimerización de una mezcla de dos o más monómeros) del Estireno y es el caucho sintético más utilizado a nivel mundial. El látex es una emulsión que está compuesta por partículas de hule suspendidas en agua. Estas partículas están compuestas de miles de moléculas de isopreno unidas químicamente, formando grandes cadenas o polímeros de isopreno. Para obtener el hule es necesario remover el agua que mantiene suspendidas a las partículas. El hule natural puro no tiene muchas aplicaciones ya que es muy sensible a los cambios de temperatura. Por ejemplo, si hace calor el hule se vuelve pegajoso en cambio si hace frío se vuelve rígido y quebradizo. CULTIVO DEL ARBOL DEL CAUCHO El caucho natural es un producto vegetal procesado que se obtiene de la savia de varios centenares de especies de árboles y plantas existentes en distintas partes del mundo, en especial en el Africa ecuatorial, el sudeste asiático y Sudamérica. La savia de aspecto lechoso o látex que se obtiene del árbol Hevea brasiliensis cubre más del 99 % del

consumo mundial de caucho natural. Este producto también puede obtenerse del Ficus elastica y de otras plantas africanas que se cultivan en Costa de Marfil, Madagascar, Senegal y Sierra Leona. El trans-1,4-polisopreno natural, que se conoce como gutapercha o balata y se obtiene de árboles de Sudamérica e Indonesia, proporciona un caucho menos puro que el isómero. Otra fuente de caucho natural comercial es el arbusto Parthenium argentatum o guayule, que crece en regiones cálidas y áridas, como los Estados del suroeste de Estados Unidos OBTENCION DEL CAUCHO NATURAL: El caucho se obtiene del árbol por medio de un tratamiento sistemático de "sangrado", que consiste en hacer un corte en forma de ángulo a través de la corteza profundizando hasta el cambium. Una pequeña vasija que cuelga en el tronco del árbol para recoger el látex, jugo lechoso que fluye lentamente de la herida del árbol. El caucho en bruto obtenido de otras plantas suele estar contaminado por una mezcla de resinas que deben extraerse para que el caucho sea apto para el consumo. Entre estos cauchos se encuentran la gutapercha y la balata, tropicales

que

se

extraen

de

ciertos

árboles

PROPIEDADES FÍSICAS: A bajas temperaturas, se vuelve rígido, y cuando se congela en estado de extensión adquiere estructura fibrosa. Calentando a más de 100 ºC., se ablanda y sufre alteraciones permanentes. El caucho bruto adquiere gran deformación permanente debido a su naturaleza plástica.

La plasticidad del caucho varía de un árbol a otro y también depende de la cantidad de trabajo dedo al caucho desde el estado látex, de las bacterias que lo acompañan e influyen en su oxidación y de otros factores. La plasticidad puede modificarse dentro de ciertos límites por la acción de productos químicos. La densidad del caucho a 0 ºC. es de 0.950 a 20 ºC. es de 0.934. El caucho bruto deshelado después de la masticación por cilindros fríos no varía de densidad. Cuando el caucho bruto ha sido estirado y deformado durante algún tiempo, no vuelve completamente a su estado original. Si se calienta, la recuperación es mayor que a la temperatura ordinaria. Este fenómeno se denomina deformación residual o estiramiento permanente y es propio del caucho. El efecto deteriorante de luz y el calor sobre el caucho se reconoció largo antes del descubrimiento de la vulcanización. PROPIEDADES QUÍMICAS: La solubilidad del caucho bruto en sus disolventes más comunes no es muy elevada. Para hacer una solución de 10% es necesaria cierta disociación, ya por medios químicos, empleando un oxidante, ya por medio físicos, utilizando un molino. Los disolventes más usados son el benceno y la nafta. Otros buenos disolventes son el tricloroetileno, tetracloroetano, pentacloroetano, tetracloruro de carbono, cloroformo, tolueno, xileno, keroseno y éter. El caucho se hincha primero poco a poco hasta las consistencias de gel y después éste se dispersa formando una solución. El caucho bruto aumenta de 10 a 40 veces su propio peso en disolventes que a la temperatura ordinaria forman gel con el caucho. La viscosidad de la solución del caucho bruto es grande. El caucho bruto calentado hasta 200 ºC. Se ablanda y sus soluciones tienen menor viscosidad, pero el número de dobles enlaces se conserva sin alteración. USOS: Actualmente se fabrican miles de artículos de caucho para usos muy diferentes. El caucho es ampliamente utilizado en la fabricación de neumáticos, llantas, artículos impermeables y aislantes, por sus excelentes propiedades de elasticidad y resistencia ante los ácidos y las sustancias alcalinas. Es repelente al agua, aislante de la temperatura y de la electricidad. Se disuelve con facilidad ante petróleos, bencenos y algunos hidrocarburos. Actualmente más de la mitad del caucho usado hoy en día es sintético, pero aún se producen varios millones de toneladas de caucho natural anualmente. Desde 1823 se utiliza el caucho como material para fabricar prendas de vestir, quizás sobre la base que este tipo de ropa se forma una "segunda piel". El caucho hipoalergénico puede producirse a partir de guayule. El caucho es una propuesta para el futuro como aislante en la industria motora.

Las fuentes principales del caucho puro son las láminas y planchas del látex de las plantaciones del árbol Hevea, además del látex no coagulado empleado en algunas industrias. El caucho reciclado, calentado con álcali durante 12 o 30 horas, puede emplearse como adulterante del caucho crudo para rebajar el precio final del producto.

Cables recubiertos por caucho

Neumáticos

ESQUEMA DEL PROCESO DE INDUSTRIALIZACIÓN DEL CAUCHO:

TIPOS DE CAUCHO NATURAL: Entre los diferentes tipos de caucho natural que se producen actualmente se encuentran las planchas estriadas ahumadas, el caucho de especificación técnica, los crepés, el látex, el caucho natural epoxidizado y el caucho natural termoplástico.

Procesamiento del caucho en una planta del Camerún FABRICACION DE NEUMATICOS: Mezclado de compuestos y malaxador Banbury. En el malaxador Banbury se introduce la mezcla de caucho, negro de humo y otros productos químicos para obtener un material de caucho homogéneo. El tiempo, el calor y las materias primas utilizadas son los factores decisivos en la composición del producto final. Por lo general, los ingredientes llegan a la planta en paquetes ya pesados o en cantidades a granel que son preparadas y pesadas allí por el técnico encargado del malaxador Banbury. Los ingredientes pesados se colocan en un transportador que los carga en el malaxador Banbury para iniciar el proceso de mezclado. Para obtener el caucho para fabricar neumáticos se combinan cientos de componentes como, por ejemplo, activadores, antioxidantes, antiozonizantes, ceras para facilitar la extensión del caucho, vulcanizadores, pigmentos, plastificantes, arcillas para refuerzo y resinas

Proceso de fabricación de neumáticos

MASTICACIÓN: El laminado del caucho comienza con el proceso de masticación. Una vez finalizado el ciclo de mezclado con el equipo Banbury, el caucho se coloca en un laminador. Este proceso transforma las placas de caucho en largas láminas al pasar a través de dos cilindros que giran en dirección opuesta y a diferentes velocidades. Durante esta operación, los trabajadores están expuestos a los riesgos derivados del funcionamiento sin protección de los cilindros giratorios. Los laminadores más antiguos solían disponer de cables o barras que eran accionados por el operario si quedaba atrapado en el laminador (véase la Figura 80.4); los laminadores modernos disponen de barras a la altura de la rodilla que se activan automáticamente en caso de que un operario quede atrapado entre los cilindros.

Laminadora antigua

laminadora moderna

MONTAJE DE LOS COMPONENTES Y MOLDEO: El montaje de los neumáticos puede automatizarse en gran parte. La máquina de montaje de neumáticos consta de un tambor rotatorio donde se montan los componentes y de mecanismos que suministran al montador los componentes necesarios (talones, tejidos, flancos y bandas de rodadura Una vez montado, el neumático recibe a menudo el nombre de “neumático verde”.

Operario montando un neumático en una máquina monofase

VULCANIZACIÓN: El operario de la prensa de vulcanización coloca los neumáticos verdes en la prensa o en el cargador de la prensa. En Norteamérica existen prensas de vulcanización de distintas características, antigüedad y nivel de automatización En la prensa se utiliza vapor para calentar o vulcanizar el neumático verde. La vulcanización del caucho transforma un material pegajoso y flexible en otro no pegajoso, menos flexible y de larga duración. Cuando se calienta el caucho durante la vulcanización o en fases anteriores del proceso, se forman N-nitrosaminas carcinogénicas. Por ello, debe controlarse cualquier nivel de exposición a las N-nitrosaminas e intentar limitar al máximo el riesgo de exposición. Además, los polvos, gases, vapores y humos que se utilizan o se producen cuando se calienta o vulcaniza el caucho contaminan el entorno de trabajo.

INSPECCIÓN Y ACABADO: Después de la vulcanización y antes de que el neumático sea almacenado o expedido, se realizan las operaciones de acabado y de inspección. En la operación de acabado se recortan las rebabas de caucho del neumático procedentes de los orificios de ventilación del molde de vulcanización. Además, a veces es necesario pulir los sobrantes de caucho en los flancos o en las inscripciones del neumático. Uno de los principales riesgos a que están expuestos los trabajadores cuando manipulan un neumático vulcanizado son los movimientos repetitivos. Además, en las operaciones de acabado o pulido de los neumáticos, los trabajadores se ven expuestos al polvo de caucho o a partículas, que pueden causar enfermedades respiratorias. Un riesgo adicional reside en los disolventes de la pintura protectora que a menudo se utiliza para proteger los flancos o las inscripciones del neumático PROBLEMAS DE SALUD Y SEGURIDAD:

Los problemas de salud y seguridad en las instalaciones de fabricación de neumáticos siempre han sido y siguen siendo de la mayor importancia. A menudo, el impacto de los accidentes graves puede encubrir enfermedades asociadas a las exposiciones en el puesto de trabajo. A causa de los prolongados períodos de latencia, algunas enfermedades no son evidentes hasta después de que el trabajador ha abandonado su trabajo. Ocurre que muchas enfermedades ocasionadas por exposiciones laborales en plantas de fabricación de neumáticos no llegan a relacionarse jamás con el trabajo realizado. Pero enfermedades como el cáncer siguen siendo frecuentes entre los trabajadores de plantas de caucho. Se han realizado numerosos estudios científicos con trabajadores de fábricas de neumáticos. En algunos de ellos se ha identificado un incremento de la mortalidad por cáncer de vejiga, estómago, pulmón, hematopoyético o de otros tipos. Dicho incremento no suele atribuirse a un producto químico concreto, sino a exposiciones prolongadas a diferentes sustancias químicas y/o a una combinación simultánea de varias de ellas. A menudo se producen cambios en la formulación de los materiales utilizados en la fabricación de neumáticos. Estos cambios en el tipo y la cantidad de los componentes constituyen una dificultad adicional para la detección de los agentes causales. Otro problema de los trabajadores de las plantas de fabricación de neumáticos son las enfermedades o irritaciones respiratorias (opresión en el pecho, disnea, reducción de la función pulmonar y otros síntomas respiratorios). El enfisema es una de las causas más comunes de jubilación anticipada. Estos problemas son más comunes en las áreas de vulcanización, procesamiento (premezclado, pesado, mezclado y calentamiento de materias primas) y acabado final (inspección). En las zonas de procesamiento y vulcanización las exposiciones químicas se deben a menudo a una gran cantidad de elementos a niveles de exposición relativamente bajos.