Propiedades Físico-Químicas de la Lana

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Introducción
En el control de calidad de la fibra de lana, se han cuantificado algunos parámetros de control para esta fibra, pero sin analizar los factores que operan a favor y en contra de cada uno de ellos. Aquí estudiaremos las influencias exógenas (ej: clima, nutrición) y endógenas (ej: raza, edad, sexo), así como las propiedades físicas, químicas y biológicas que componen a la fibra de lana.
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Principales características de la lana
En orden de importancia se destacan las siguientes características, muchas de las cuales sirven como parámetros de control de calidad.

DIÁMETRO DE LA FIBRA

También referido como “finura”, el diámetro es la característica más importante ya ella determina los usos a que será destinada esa fibra. Las lanas de fibras finas se usan para la elaboración de artículos de vestir de gran calidad. Las lanas con diámetros intermedios se emplean para elaborar tejidos compactos y pesados. Finalmente la fibras con diámetros más gruesos son utilizados para la fabricación de mantas, tapetes y alfombras.
Es interesante destacar que el diámetro varía en los vellones provenientes de las distintas partes del cuerpo del animal. Esta característica es natural y propia del animal, teniendo por ejemplo en la zona de la paleta un diámetro más fino que en la zona de las costillas. Pero la fibra más gruesa se encuentra en los cuartos del animal.
Pero además de estas características naturales, se dan otros factores que afectan el diámetro y los podemos clasificar en dos grupos:

Factores endógenos
Los factores endógenos comprenden las influencias en el diámetro de lafibra debidas a la naturaleza y desarrollo intrínseco del animal. A lo largo de toda su vida, y a partir de la vida fetal, los ovinos experimentan en su lana un proceso evolutivo natural y que varía según la raza el sexo y la edad del animal.

LA RAZA
El diámetro de una fibra es tal vez la forma más evidente de conocer de que raza ovina procede, cuando el animal no está presente o no se especifica su origen. 

. Está perfectamente definida para cada raza el rango de diámetros que le corresponde, y se extiende desde 16 micrones en merinos extra finas hasta 38 micrones en raza Leicester o aún mayores como en raza Lincoln de hasta 50 micrones. Ver longitud de fibras para más detalles.
Para más información de las características de cada raza consultar Fibra de Lana.

EL SEXO

En líneas generales, y dentro de una misma raza, los carneros machos presentan lana más gruesa que los capones (machos castrados). Los capones sin embargo tiene la lana de mayor diámetro que las hembras.

LA EDAD

En los animales jóvenes se pueden encontrar unas fibras duras que van desapareciendo hacia el año, conocidas como “halo”. Los corderos que fueron esquilados jóvenes (a los 4 o 5 meses de vida), tiene menos fibras duras (o meduladas) que los que nunca lo fueron. Lentamente hasta que llegan al segundo año, se produce un perfeccionamiento de la fibra. Aumenta del diámetro y la conformación que la caracteriza, y se mantienen hasta que el animal llega a la edad adulta.
A medida que el cordero se transforma en borrego y luego en adulto, algunos ovinos pierden finura en sus fibras pues se van engrosando. Pero en otros se observa una disminución del diámetro, hasta el punto de llegar al que poseían en los primeros meses de vida.

Factores exógenos
Los factores exógenos son las influencias en el diámetro de la fibra debidas a causas externas o del medio ambiente.

LA NUTRICIÓN DEL ANIMAL
Es otro factor que se ha comprobado que afecta al diámetro de las fibras.
Los animales que tienen altos niveles de alimentación engrosan su lana,  mientras que aquellos que sufren deficiencias nutritivas, reducen el diámetro de la fibra a la par que su calidad. Las variaciones y/o daños a la fibra pueden ser de carácter temporal, o definitivo, según la gravedad de los problemas nutritivos que gravitaron sobre el organismo del animal.

EL CLIMA
En la Argentina, como en otros países de explotación extensiva del ganado ovino, se presentan regiones con climas totalmente diferentes, que inciden sobre la flora y la naturaleza del suelo, y por lo tanto en la nutrición del animal. Por ejemplo las sequías o las lluvias excesivas actúan modificando la calidad y clase de los pastos y la constitución de los suelos. Otro ejemplo lo constituyen las variaciones de temperaturas. Las temperaturas extremas tienen efecto limitante, impidiendo el normal desarrollo de la vegetación. Las diferencias con relación a las estaciones de verano e invierno poseen un efecto similar sobre el desarrollo del pelo, observándose una disminución del diámetro con los fríos intensos.
En cuanto a propiedades funcionales se refiere, se puede afirmar que los diámetros más gruesos dan hilados  más ásperos y secos, que al ser tejidos originan géneros más compactos y rígidos. En tanto las fibras de menor diámetro dan hilados suaves que al ser tejidos generan telas con muy buena “mano y caída” (esto significa muy buena suavidad y flexibilidad al comprimirlo).

LONGITUD DE LA FIBRA
El largo o longitud de fibra es la segunda característica en orden de importancia, luego del diámetro. Se toma la longitud de la fibra como el máximo crecimiento de la misma entre dos esquilas (aproximadamente 1 año). La fibra de lana puede crecer dos años y más también, pero se evitan estos tiempos, pues la fibra se degenera y pierde sus propiedades. Podemos distinguir dos tipos de medida de longitud:

Longitud absoluta

Es para la fibra aislada, y se mide la longitud extendiendo la misma, haciendo desaparecer las ondulaciones naturales que posee.

Longitud relativa

Es para las mechas de lana, y se obtiene la longitud midiendo un conjunto de fibras con su ondulación natural.
La finura y el diámetro de la fibra de lana están relacionados y se corresponden en relación inversa según lo muestra el siguiente cuadro:
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.Raza Finura (µ)
Longitud (cm)
.Merino Australiano
.Corriedale
.Romney Marsh
.Lincoln
12-25
27-32
36-42
40-50
6-10
10-16
12-16
20-50
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Tal como la finura, la longitud de las fibras varía no solamente entre las distintas razas de ovinos, sino en las diferentes partes del mismo animal.
La mínima longitud ronda los  2,5 cm y la máxima puede alcanzar los 50 cm.

RESISTENCIA DE LA FIBRA
Por resistencia de una fibra, se entiende a la fuerza que la fibra opone a la acción de estiramiento sin romperse. Este ensayo se denomina resistencia a la tracción.
Las fibras de lana poseen naturalmente una gran resistencia a la tracción, soportando estiramientos muy fuertes antes de romperse. En general se verifica que una fibra de lana es fuerte y resistente cuando su diámetro es aproximadamente igual en toda su longitud y cuando sus células están muy cohesionadas entre sí.
Y en este aspecto la edad del animal tiene mucha influencia sobre la resistencia, ya que ni la lana del cordero, ni la de las ovejas de mucha edad, poseen buena resistencia.
Los factores capaces de reducir la resistencia normal de la lana pueden clasificarse como ya vimos en el sector de diámetros de fibras, en:

Factores endógenos
Como diversas enfermedades y durante el período de gestación, que producen pérdidas de resistencia en forma transitoria ya que una vez curado el animal o la parición de las crías, paulatinamente la resistencia de la fibra vuelve a recuperar los valores habituales para este animal.

Factores exógenos
Nuevamente, las carencias o deficiencias alimenticias, afectan la calidad de las fibras de lana, en este caso dado por el estrangulamiento de las mismas y su debilitamiento manifestado por la fácil ruptura a la tracción.
También los agentes climáticos, como el sol y la lluvia, afectan la composición química de las partes de las fibras expuestas a su acción, deteriorándolas con la consecuente una disminución de la resistencia.
Las lanas sanas y fuertes permitirán el estiramiento y la torsión en las operaciones de peinado y cardado y un posterior proceso de hilatura eficiente. Cuando las fibras de lana son débiles o quebradizas se romperán en sucesivas oportunidades en estos procesos, dejando mucho desperdicio y ocasionando trastornos e ineficiencia en el proceso de hilatura. Por estas razones la resistencia es una propiedad de extrema importancia para la manufactura de la lana.
Para citar algunos valores a modo de referencia, se puede estimar que una fibra de lana de 30 micrones de diámetro, tiene una resistencia a la tracción de 16 gramos. La misma fibra, pero debilitada, resistente a lo sumo 10 a 11 gramos. El mínimo valor de resistencia necesario para que la lana pueda ser trabajada en la industria es de 8,5 gramos (para lanas de 30 micrones).

COLOR DE LA FIBRA
La lana en los animales que se crían para extracción de fibras destinadas al uso textil es de color blanco, pero cada raza posee un matiz particular, que van desde los cremosos amarillentos hasta los blancos níveos.
Se supone que el negro era el color primitivo de la oveja, ya que este color prevalece en ciertos ovinos que llevan una vida salvaje. La domesticación y la selección de animales han ido logrando a lo largo del tiempo el color blanco de los animales actuales.


. Casi todas las razas domésticas son blancas, aunque aún hay pequeños planteles de ovejas negras. Cuando se realiza la apreciación del color debe distinguirse entre el color real y el color aparente, determinado por la tonalidad de las secreciones y suciedades que la recubren. El color verdadero de la lana no se manifiesta plenamente hasta tanto no se la lave adecuadamente. imagen: www.cuencarural.com
El color de la lana sucia es importante para el comprador de lana, ya que puede predecir cuales coloraciones pueden ser eliminadas por el lavado y cuales no.
Excepto en casos muy particulares, en general la industria esta interesada en que el color de la lana sea lo mas blanco posible, ya que eso permite que la lana sea teñida con una gama mas amplia de colores o ser  blanqueada química y ópticamente y comercializada como blanca.
Las lanas que presentan alguna coloración que no desaparece con el lavado solo pueden ser teñidas con colores oscuros y son de menor valoración en al momento de la compra.

ONDULACIÓN DE LA FIBRA
Una de las características más importantes que presenta la fibra de lana es la formación de ondulaciones regulares a lo largo de la misma.
Es la forma más sencilla de distinguir respecto del pelo:
La fibra de lana siempre es ondulada, mientras el pelo es siempre recto.
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Estas ondulaciones están relacionadas con otras características descritas, como la finura y la longitud. En general podemos decir que el número de ondulaciones está en relación directa a la finura (a mayor finura, mayor número de ondulaciones) y en forma inversa al largo de fibra (cuanto más larga la fibra, menor número de ondulaciones).
Esto se puede ver en el siguiente cuadro:
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.Raza Finura (µ)
Longitud (cm)
Ondulaciones (cm)
.Merino Australiano
.Corriedale
.Romney Marsh
.Lincoln
12-25
27-32
36-42
40-50
6-10
10-16
12-16
20-50
75-100
60-80
20-25
2-3
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Lo rizos presentan una particularidad adicional: tienen ondulaciones regulares, sucesivas y situadas en un mismo plano. Las ondulaciones varían de acuerdo a las diversas razas y tipos de lana, tanto en número como en forma.
Hay tres tipos o formas de ondulaciones. En la figura inferior, se observa el esquema de una lana Merino, que muestra la relación existente con la longitud de las fibras sin estirar (longitud relativa) y estirada hasta la desaparición total de las ondulaciones (longitud absoluta).

Propiedades físicas de la lana
Se distinguen dentro de las principales propiedades físicas de las fibras de lana, las siguientes:

ELONGACIÓN Y ESLASTICIDAD
Los conceptos de elongación o estiramiento y elasticidad están íntimamente relacionados. La elongación es la propiedad que le permite a la lana estirarse en gran medida sin romperse, por lo que se la considera una fibra de alta resistencia a la rotura. Una fibra de lana puede estirarse por encima de 50% de su longitud original.
Es fácil comprender esta característica luego de haber visto anteriormente las formas ondulatorias de sus fibras. Cuando las largas moléculas se unen entre sí forman un verdadero resorte lineal que no solo le permiten estirarse sino además recuperar su forma original cuando ha cesado el estiramiento, propiedad conocida como elasticidad o resiliencia.
Al estirar una fibra de lana, los enlaces transversales entre las moléculas se han desplazado quedando oblicuos, mientras dura el estiramiento. Al cesar el mismo los enlaces de unión recuperan su posición original.
Una alta capacidad de estiramiento es muy valorada en los procesos de industrialización tales como cardado, peinado e hilado, pues las fibras se someten a importantes tensiones, y una baja capacidad de estiramiento provoca roturas y desperdicios, disminuyendo la productividad.
La alta capacidad de elasticidad la lana es muy valorada por confeccionistas y usuarios de vestimentas y artículos de decoración como alfombras, ya que las mismas resisten a las arrugas y deformaciones por el uso.

ABSORCIÓN DE HUMEDAD
Esta es una de las mayores ventajas de la fibra de lana con respecto a otras fibras, debido a que es capaz de absorber hasta un 30% en peso de vapor de agua, sin tener la sensación que esté húmeda. Algunos investigadores afirman que en ciertas calidades de lana ese valor puede llegar hasta el 40 ó 45%.
Pero esta capacidad de absorción de vapor de agua por la fibra, no significa que se humedece (ver punto siguiente), pues el agua no se adhiere a la superficie de la lana sino que se introduce dentro de la fibra en forma de vapor, sufriendo una poderosa retención.
Hay un proceso termodinámico de intercambio calórico muy interesante para tener presente.
Como ya vimos, las moléculas de agua se absorben y quedan alojadas dentro de la propia estructura de la fibra. Este proceso es exotérmico, es decir, libera calor, y en condiciones de frío y humedad una prenda de lana nos resulta cálida porque estamos recibiendo ese calor desprendido, además del beneficio de sus cualidades como aislante térmico. Pero cuando tenemos  condiciones ambientales cálidas y secas, pierde el vapor de agua retenido hacia el ambiente, y absorbe para ello el calor del cuerpo humanoy  el tejido nos otorga una clara sensación de frescura. Esta característica de poseer propiedades opuestas, es muy poco frecuente en otras fibras. A la lana, le cuesta secarse, y cuando está aparentemente seca puede contener todavía un 15% de agua por peso de fibra sin que se note.

REPELENCIA SUPERFICIAL
La lana repele superficialmente a los líquidos acuosos, debido a la impermeabilidad que le confiere una capa muy delgada de material ceroso sobre la superficie de la fibra.
Esta capa actúa como un repelente natural de líquidos y, ese comportamiento hidrófobo, hace que no se produzca el erizado de las fibras por la presencia de agua. Los hilados y tejidos de lana conservan una apariencia sedosa y seca. Además estas ceras naturales que repelen a los líquidos acuosos, impiden que éstos penetren dentro de las fibras y puedan causar un manchando permanente, por lo que podemos también hablar de una resistencia al manchado y a la facilidad de limpieza. Para lograr este mismo efecto sobre otras fibras (p.ej: celulósicas), es necesario realizar la aplicación de un proceso de acabado hidrófugo. imagen: www.sxc.hu
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AISLACIÓN TÉRMICA

Hemos visto que la lana atrapa agua dentro de sus fibras, pero también es importante la propiedad de atrapar aire, por un mecanismo físico similar.
La habilidad de aislación térmica del frío es debida principalmente al volumen que el rizo de lana produce en una prenda y qué permite atrapar el aire dentro de su estructura fibrilar. Las prendas de lana son más abrigadas en invierno y más frescos en verano debido a esa aislación térmica, junto a las propiedades de absorción de agua (como ya hemos visto anteriormente).
En las prendas, el volumen del tejido dificulta el intercambio térmico entre una y otra cara. Para dar una clara referencia en términos numéricos de la relación de superficies, si se toma 1000 gramos de lana merino fina y se extiende en una superficie plana, se cubren 200 m2. Ello da idea de cuánto aire puede albergar dentro de sí, e inmovilizarlo, un tejido de lana de gran calidad. Esa gran cantidad de aire inmóvil retenido en los intersticios de las fibras, origina la aislación térmica.
Otro factor adicional lo constituye la superficie esponjosa del tejido que al no adherirse a la piel, deja entre ésta y el tejido una primera capa de aire que hace de aislante.

FLEXIBILIDAD
La flexibilidad es la propiedad de una fibra para poder doblarse con facilidad, sin quebrarse o romperse. Esta propiedad presente en las fibras de lana es de gran importancia para la industria textil, en hilados y en tejidos. Pero esta flexibilidad está complementada con una propiedad muy apreciada en las telas, que es la fijación de la formas por procesos especiales. Por ejemplo se puede lograr un plisado de un género de lana (como se ilustra en la imagen de la izquierda), si se somete al mismo a ciertas condiciones de humedad, presión y temperatura.

AFIELTRADO Y ENCOGIMIENTO
Como hemos visto en la descripción de la estructura morfológica de las fibras de lana, su superficie está compuesta por escamas solapadas con bordes salientes. Cuando las fibras se mueven una contra otra, en especial cuando se tiene altas condiciones de temperatura y humedad, las escamas pueden trabarse entre sí y dar lugar a un efecto de mayor cohesión y resistencia.
Esta característica puede constituir tanto una ventaja como una desventaja, según si el encogimiento y el afieltrado son resultados buscados o no.
Este fenómeno único de la lana ha permitido producir productos especiales: los fieltros de lana, conocidos desde la antigüedad y utilizados aún en la actualidad, en la producción de abrigos, telas para sombreros, y otros usos.
Pero si el afieltrado se produce en tratamientos húmedos como un efecto adverso, no buscado, puede generar encogimiento en un género o prenda de lana. Hay formas de prevenirlo, consistente en la aplicación de resinas tipo melamínicas sobre la superficie del género, quedando a resguardo de tal efecto.
Otras propiedades físicas de la lana son:
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· Moderada resistencia a la abrasión
· Alta resistencia al calor e inflamabilidad
· Importante generación de electricidad estática
· Bajo peso específico
· Lustre variable en función de razas
· Buena capilaridad y penetrabilidad en el teñido

Propiedades químicas de la lana
Todas las fibras poseen ciertas propiedades en cuanto a su comportamiento frente a agentes químicos, dependiendo de la composición química en sus fibras. Como vimos anteriormente, la lana es una proteína y como tal va a estar afectada por los productos que la alteren.En principio, podemos citar los siguientes:

ACCIÓN DE LOS ÁLCALIS
La proteína de la lana, que recibe el nombre de queratina, es muy afectada por los productos alcalinos, tanto concentrados como diluidos.
Por ejemplo, soluciones de hidróxido de sodio al 5%, a temperatura ambiente, ya disuelven la fibra de lana, por lo que se debe tener mucho cuidado con ese tipo de productos químicos.

ACCIÓN DE LOS ÁCIDOS
La lana es resistente a la acción de los ácidos suaves o diluidos, pero en cambio los ácidos minerales concentrados, como por ejemplo, el sulfúrico y el nítrico provocan desdoblamiento y descomposición de la fibra. Sin embargo, soluciones diluidas de ácido sulfúrico son usados durante el proceso industrial de la lana, para carbonizar la materia vegetal adherida a las fibras.

ACCIÓN DE LOS SOLVENTES ORGÁNICOS
La mayoría de los solventes orgánicos usados comúnmente para limpiar y quitar manchas de los tejidos de lana, son seguros, en el sentido que no dañan las fibras de lana.

Propiedades biológicas de la lana
El comportamniento en cuanto a los agentes biológicos de la lana comprende dos aspectos:el ataque de microorganismos y el ataque de insectos.

MICROORGANISMOS
La lana presenta cierta resistencia a las bacterias y los hongos; sin embargo, estos microorganismos pueden atacar las manchas que aparecen en la lana. Si la lana es almacenada en una atmósfera húmeda, aparecen hongos, que incluso pueden llegar a destruir la fibra. Por otra parte, las bacterias que producen podredumbres pueden destruir la fibra, si la lana permanece mucho tiempo en humedad y polvo.

INSECTOS
Desde el momento que la lana es una proteína, y que por lo tanto puede ser considerada un producto alimenticio modificado, presenta una fuente de alimento para distintos tipos de insectos. Las larvas de la polilla de la ropa y de los escarabajos de las alfombras, son los predadores más comunes de la lana; se estima que estos insectos dañan varios millones de kilos de tejido de lana cada año. Se han sugerido varios tratamientos para prevenir este daño, tal es el caso de la fumigación de tejidos de lana con insecticidas, o la aplicación de productos químicos que reaccionen con las moléculas de lana, y causen que la fibra no sea palpable para los insectos. Otro sistema es el de poner, en la cercanía de la lana, sustancias que despidan olores nocivos para los insectos.
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