25 AÑOS DE EXPERIENCIA
EN LA MANIPULACIÓN
DEL CAUCHO
¿Que
sería hoy el mundo industrial y en particular la automoción sin el
caucho?
La historia del caucho empezó a
finales del siglo XV, sus formidables propiedades de elasticidad y
de impermeabilidad, fascinaron a los primeros exploradores de
América y posteriormente a los científicos del siglo XVIII. Los
químicos e industriales siguieron explotándolo a lo largo del XIX
y del siglo XX.
En la actualidad, el caucho es
un material de una calidad indispensable para la producción de
numerosos elementos. Al frenético ritmo de los descubrimientos, la
familia de los cauchos ha ido progresivamente integrándose en
muchísimas aplicaciones tanto como un producto natural resultante
del hevea, como un producto de origen sintético.
Los cauchos desempeñan un papel
fundamental en el desarrollo del automóvil, desde su aplicación en
neumáticos como en las 1400 piezas técnicas que, por término
medio, cuentan los vehículos actuales. Las aplicaciones del caucho
son obtenidas tras varios procesos y transformaciones:
formulación, mezcla, puesta en forma y vulcanización. La
transformación de los cauchos es un oficio complejo que requiere a
verdaderos especialistas en su producción.
El mundo del caucho y las
fechas importantes de su evolución
La historia del
caucho es tan rica y distinta como las propiedades del material.
Su recorrido nos conduce a los siglos del " nuevo mundo" en Asia,
y de Asia a los países Occidentales. Los episodios fueron a menudo
gloriosos y a veces un tanto más dolorosos. Esta historia se
compone de aventuras científicas, industriales y comerciales
animadas por hombres que deseaban vivir su pasión plenamente, para
dar a luz a empresas mundialmente reconocidas en la actualidad.
Las etapas
Siglos XV - XVII
Llos Europeos
observan en Centroamérica y en Sudamérica, la utilización que
hacen las poblaciones indias del caucho: bolas, manojos, telas
cubiertas, botellas… Este caucho proceden del látex resultante de
distintas plantas, de las que el hevea y el guayule.
Siglos XV - XVII Los Europeos
observan en Centroamérica y en Sudamérica, la utilización que
hacen las poblaciones indias del caucho: bolas, manojos, telas
cubiertas, botellas… Este caucho proceden del látex resultante de
distintas plantas, de las que el hevea y el guayule.
1736 - 1744 Primer estudio
científico sobre el caucho realizado por los Franceses en Ecuador
y Guyana (el Condamine y Fresneau); el término caucho proviene de
la expresión india “cao" = madera, " tchu" = que llora.
1770 Fabricación de las
primeras borra a borrar en Gran Bretaña (Priestley) Finales XVIII:
utilización de barniz de caucho para cubrir las telas de los
aeróstatos (Jacques Charles)
1819 Método de " masticación"
para plastificar el caucho (Hancok)
1823 Disolución del caucho en
un solvente y de impermeabilización de los tejidos; elaboración
del primer impermeables (Macintosh) colchón en tejido engomado (Hancock)
1834 Ramales y caballeros a
base de hijo de caucho (Rattier et Guibal). Bandajes de las ruedas
de goma compacto (Charles Diez)
1839 Puesta a punto de la
vulcanización por Charles Goodyear, multiplicación de las
aplicaciones
1851 Descubrimiento del método
de fabricación de la ebonita (caucho endurecido por exceso de
azufre); fabricación de artículos de joyería, de peines, de
botones, mangas de cuchillo, aislador eléctrico…
1870 Aparición de los primeros
preservativos a base de látex
1876 - 1877 Primer trasplante
de la hevea brasiliensis en Ceilán, Asia.
1888 Neumáticos para bicicleta
(John B. Dunlop)
1892 Neumáticos desmontables
para bicicleta y coche (André y Edouard Michelin)
1909 Primera patente para la
fabricación de caucho sintético en Alemania (Fritz Hoffmann)
1914 - 1918 Fabricación de
caucho sintético (diga BUNA) a partir de dimetil butadieno
1931 Comercialización del
polychloropreno (o Neopreno) al USA
1940 Los cauchos de silicones
1943 Caucho butyl (cámaras de
aire)
1946 Neumático radial (
Michelin) que va a suplantar el neumático convencional a
estructura cruzada.
El
principio de la verdadera área industrial del caucho de síntesis
1952 Inicio de la verdadera era
industrial de los cauchos " sintéticos". Los copolímeros
butadieno-acrilonitrilo (NBR), o de caucho nitrilo, son
extraordinariamente resistente a los solventes, a los aceites y a
las grasas. Representan un 2,1 % de la producción mundial de
caucho.
1955 Catalizadores de Ziegler y
Natta que permiten la regularidad sonora de los elastómeros
producidos
1950 - 2007 Fortísimo
crecimiento de la producción mundial de automóviles que estimulan
la industria del neumático y la parte técnica en caucho
1958 Los cauchos fluorados (Vitón
®) Vitón ® es una marca registrada de DuPont Elastomers SA
Años 50 Aparición del primer
elastómero termoplástico de síntesis: el poliuretano
1963 Los cauchos de etileno -
propileno (EPM y EPDM)
1986 Creación de nuestra
empresa: FARE S.A.
1997 Nuevos métodos de
polimerización: catalizadores métallocèneso
Siglo XXI La historia extraordinaria
del caucho sigue… los volúmenes de materias primas utilizados
nunca han sido tan importantes y los productos consiguen una alta
sofisticación en sus acabados y las diversas aplicaciones.
Un
material consagrado y mítico
Desde su origen, omnipresente el
origen, el caucho se consideró como un material mítico, en las
religiones precolombinas de Centroamérica. Los Olmèques en primer
lugar, cuyo nombre significa: " hombres del caucho “, luego los
Mayas y los Aztecas reconocen en él " la sangre del mundo”.
Mezclado al de los hombres, este pueblo del Sol lo ofrece en
sacrificio a su Dios para que éste siga aportándoles su calor y su
luz, fuentes de vida. Lo utilizan para prepararse remedios
especiales, curar la tos, cubrir a los recién nacidos para
preservarlos del frío. Pero el caucho se utilizaba sobre todo para
la elaboración de bolas, empleadas en un juego bastante similar al
tenis actual. Este juego era en realidad una clase de ceremonia
religiosa, a la vez militar y económica, sirviendo para predecir
el futuro y para tomar decisiones importantes o para regular
conflictos políticos o territoriales.
El caucho: Un material plural
De manera clásica, se utiliza el
singular cuando se menciona el caucho. Este uso encuentra
rápidamente sin embargo sus límites tanto la gran familia de los
cauchos es rico de las distintas categorías a los orígenes y a las
propiedades específicas.
Una
doble fuente de almacenamiento
La procedencia de los cauchos es
diversa, es el resultado del hevea o de la industria química. “El
natural” o “de síntesis”.
Por una parte, una materia prima de
origen agroindustrial producida más de un 70% en el Sudeste
asiático. Por otra, una industria pesada, localizada en la mayoría
de los países occidentales, sintetizando principalmente a partir
de derivados del petróleo y de numerosas categorías de cauchos.
Los cauchos sintéticos se desarrollaron industrialmente en
paralelo a otras grandes familias como los poliméricos (entre los
cuales los plásticos). Los cauchos termoplásticos o TPE
corresponden a la categoría " híbridos" entre los cauchos
vulcanizados y los plásticos. El término de elastómero apareció en
este contexto para calificar estos polímeros que tenían
propiedades elásticas similares a las del caucho (natural). Hoy
caucho y elastómero son sinónimos. Designan polímeros que tienen
propiedades elásticas. Se destacará que las normas ISO recomiendan
el empleo del término " caucho".
Una lógica de complementariedad
Estos dos sectores de producción son
competidores entre ellos, y a su vez, complementarios. Si los
cauchos naturales son difícilmente reemplazables para algunos usos
(neumático avión o camión, apoyo motriz, preservativo…) por
sintéticos, al revés también lo son. En efecto, los cauchos
sintéticos tienen algunas propiedades que no tienen " los
naturales" y viceversa. Un producto terminado complejo como el
neumático está constituido por distintas calidades de caucho. El
Butyl está presente en el recubrimiento interior que garantiza por
su impermeabilidad y la estanqueidad al aire. El N (Natural Rubber)
se encuentra en la carcasa y los cinturones. Se asocia al BR y SBR
(Butadieno/Estireno Butadieno Rubber) en la banda de rodadura y
los lados (adherencia, resistencia al desgaste y al
desgarramiento). La elección entre estas dos grandes familias de
cauchos se efectúa también bajo la influencia del juego económico.
En función de los respectivos precios, los transformadores
substituirán, si la aplicación lo permite, el " natural" al "
sintético" o contrariamente.
Distribución
del consumo mundial de caucho
Si
la parte del " natural" en el consumo mundial de caucho es en alza
con relación a los años setenta -1980, es sin embargo inferior en
después de guerra: un 78% a principios de los años 50,42% en 2005.
Atención, se trata aún más de una decadencia relativa que de una
decadencia absoluta! En efecto, no se elevó nunca el nivel de
consumo del natural (8,6 millones de toneladas en 2005) también.
El
mundo del caucho: un oficio complejo de transformación para FARE
S.A.
Los
cauchos no son materiales “préstamos al empleo". Los
transformadores de caucho garantizan clásicamente distintas
operaciones complementarias. La primera consiste en poner a punto,
en laboratorio, una formulación adaptada a las especificaciones es
del pliego de condiciones de la futura parte. Esta formulación se
basa en la adición a una goma bruta de numerosos ingredientes. La
formulación corresponde a unos verdaderos conocimientos técnicos
del de goma. Por término medio, un transformador utiliza más
regularmente de un centenar, o claramente más. Una vez validada la
formulación, se utilizará para producir industrialmente una mezcla
cruda. Se trata de una mezcla sólida que se presenta generalmente
en forma de bandas, o incluso de gránulos. Posteriormente,
continúa o no, esta mezcla cruda será puesta en forma, o por
moldeado, calandrado o extrusión, luego de manera simultánea o no,
vulcanizado, es decir, elevada a alta temperatura. Las mezclas
realizadas tienen la particularidad de tener una duración de vida
relativamente corta. Algunas empresas subcontratan sin embargo sus
mezclas a especialistas cuya actividad se centra solamente en el
suministro de mezclas a manera.
Los
estados
del caucho
El término de
caucho a menudo se utiliza de manera no diferenciada para designar
a la vez la goma bruta. Es decir, el producto básico: la mezcla -
resultado de la incorporación en la goma bruta de numerosos
ingredientes y el producto terminado: es decir, puesta en forma y
vulcanizado. Los cauchos " también se llaman; elastómeros”;
pertenecen a la gran familia de los polímeros.
La
ingeniería del caucho/sus propiedades
1. La ingeniería
elástica
Se
trata de una de las propiedades mejor percibida de los cauchos. Se
mide mientras que raramente la diversidad de los ámbitos de
aplicación. La propiedad de elasticidad puede muy fácilmente ser
ilustrada por algunas aplicaciones públicas: la goma de oficina,
el salto a la goma o por la goma de la honda. La elasticidad se
caracteriza por la capacidad de un material para deformarse bajo
dificultad y para reanudar su dimensión inicial cuando cesa la
dificultad. Los cauchos no son los únicos materiales elásticos,
pero están los solos de ofrecer tal capacidad de deformación. Así
pues, un resorte de acero acepta apenas sufrir una prolongación un
más de 10%. En cambio, los cauchos pueden alargarse generalmente
hasta un 500% y en algunos casos, hasta un 1000%. Se habla
entonces de hyper elasticidad.
Además, los cauchos conservan su propiedad de elasticidad muy a
baja temperatura. Su transición vítrea, es decir, la temperatura
al cual se endurecen se situado, por regla general, en los
alrededores de - 50 °C. Estas propiedades de elasticidad,
combinadas con otras propiedades, autorizan muy numerosas
aplicaciones tanto al nivel industrial, como por la opinión
pública: juntas de puerta de automóvil, secciones para puertas y
ventanas, globos, bolas de tenis…
2. Estanqueidad al
agua, al aire y al ruido
La
segunda de las grandes propiedades de los cauchos es la
estanqueidad. Los cauchos son así impermeables al aire, a los
gases y al agua. Tienen también una gran capacidad para filtrar el
ruido. Esta propiedad de estanqueidad fue la causa de las primeras
aplicaciones de los cauchos. Los indios utilizaban así el caucho
natural para impermeabilizar los zapatos y las prendas de vestir.
A partir del final del siglo XVIII, los Occidentales hicieron así
mismo y se sirvieron el caucho para impermeabilizar mongolfieras,
paracaídas. Las aplicaciones que utilizan esta propiedad van a
multiplicarse al curso siglo XIX del siglo y van a revolucionar la
vida diaria: impermeables, manojos, guantes, tubos, adjuntos
grifo, preservativos y neumáticos.
En 1888, John Boyd DUNLOP pone
al punto el primer neumático bicicleta. Consigue combinar la
estanqueidad y la elasticidad de un sobre de caucho con la
elasticidad de un colchón de aire elegido " preso". Esta puesta a
punto será determinante y revolucionará los transportes. En la
actualidad, se mejoran todas estas aplicaciones duran y sin
cesar.
3. Amortización y
antivibratoria
El
caucho posee también la capacidad de amortiguar los choques o de
filtrar las vibraciones. Se trata de dos propiedades
extremadamente importantes en el mundo de los transportes. Así
pues, el neumático amortigua irregularidades de la carretera
garantizando la comodidad del conductor y de los pasajeros.
Ingresa las deformaciones causadas por los obstáculos y
desigualdades del suelo. En el ámbito automóvil, las partes
amortiguadoras no se limitan a los solos neumáticos. Las distintas
partes antivibratorias (apoyos motrices…) permiten filtrar las
vibraciones procedentes del motor o los órganos de conexión al
suelo. Las propiedades antivibratorias de las partes en caucho se
utilizan también en el ámbito de las obras públicas: apoyos de
ponte, pernos antisísmicos… El antivibratorio es un ámbito
actualmente de investigación especialmente activo. En dan prueba
las recientes asociaciones que se operaron entre los comandantes
del sector para desarrollar este mercado: (Michelín/Woco,
Hutchinson/Bridgestone, Freudenberg/Phoenix).
4. Numerosas otras
propiedades
Más
allá de estas propiedades más o menos señaladas en función del
tipo de caucho, algunos elastómeros desarrollaron características
específicas que hacen su uso especialmente interesante en algunas
condiciones de medio ambiente. Como ejemplo, se puede citar:
· Buenas propiedades mecánicas o resistencia a las altas
temperaturas y a distintos productos químicos (silicona, ACM, AEM,
CM, CSM, HNBR, FKM…) · Rresistencia a las bajas temperaturas (silicona, BR…) · Resistencia a los aceites y combustibles… (NBR, ECO…) · Resistencia al ozono (cauchos saturados como EPDM, CM,
CSM…) · Resistencia a la abrasión (SBR y BR reforzados por
cargas…)
No
existe caucho " ideal" ejerciendo todas las funciones deseadas. Se
hablará siempre de compromiso de propiedades. La elección del buen
material es pues una etapa extremadamente importante en las fases
de concepción producida. Con el fin de ayudar a FARE S.A.
En fase de desarrollo, los centros nacionales del caucho,
laboratorios de Investigaciones y Control del Caucho y Plásticos
desarrollaron una gama completa de prestaciones que se articulaban
en torno a la elección y la formulación de los cauchos. P.ej.:
LRCCP en Francia.
El
mundo del caucho con FARE S.A: Un material noble reserva a
aplicaciones dinámicas
Automóvil / Transporte
81%
Equipaje industrial
7%
Gran publico
5%
BTP
3%
Higiene / médicas
2%
Pegamentos y adhesivos
1%
Otros
1%
Debido a la combinación de sus
distintas propiedades (elasticidad, estanqueidad, amortización),
de su capacidad utilizarse en amplias gamas de temperatura y en
medio ambiente agresivo, las aplicaciones del caucho son
extremadamente numerosas. Estas aplicaciones se refieren tanto al
mundo industrial como el ámbito de la opinión pública. Entre los
sectores clientes, el automóvil/transporte absorbe más de un 80%
del valor de la producción de las industrias de la transformación
del caucho en Europa.
Las
piezas en caucho: discretas pero indispensables para FARE S.A.
Las partes de goma pasan a menudo
inadvertidas. Se los codea con sin verlos. Su coloración, a menudo
negra, su tamaño los confina en un papel muy discreto. Garantizan
generalmente, debido a sus propiedades, funciones muy técnicas y
se utilizan muy raramente para presentar partes decorativas. Así
pues, sobre un automóvil, la mayor parte de las partes de goma se
sitúa bajo el capot motor y no son que raramente visible. Las
partes presentes en la cabina, como las secciones de estanqueidad,
aunque representando varios metros lineales, son " fundidos" en la
masa y aseguran discreta, pero eficazmente, el aislamiento aire,
agua y ruido. Sólo los neumáticos escapan un tanto a este estatuto
de "segundo papel". Sin embargo, la opinión pública los percibe, a
menudo, como un producto trivializado y tiene mucho mal a apreciar
los prodigios de tecnicidades que se ocultan detrás este círculo
negro.
FARE
S.A. produce piezas de seguridad
Aunque discretas, las partes de goma
garantizan muy a menudo, cualquiera que sea su ámbito de
utilización, funciones de seguridad extremadamente importantes.
Las campañas de seguridad no lo repetirán nunca bastante, los
automovilistas deben velar imperativamente por el estado de salud
de sus neumáticos. ¡Su vida puede depender! El neumático es una
parte principal de la seguridad de un vehículo (comportamiento de
carretera, precisión direccional…). Siempre en el ámbito
automóvil, el sistema de frenado recurre a muy numerosas partes de
goma: ¡más de 80! El fallo de algunos de estos componentes de
algunos gramos, puede tener graves consecuencias. De la parte del
airbag, la estanqueidad, así como la resistencia térmica y
mecánica de los cojines está garantizada por una fina película de
caucho en un soporte textil.
Casos
concretos de aplicación a la automoción
EL NEUMÁTICO QUE
DEBE REVOLUCIONARSE LOS TRANSPORTES
El caucho, por la puesta a punto del
neumático, revolucionó los transportes, hace ahora más de ciento
años. El neumático, producto de alta tecnicidad, " lleva" el
vehículo, lo orienta y transmite el movimiento garantizando al
mismo tiempo seguridad y comodidad a los pasajeros. A cambio, la
industria de la transformación del caucho se benefició del
fantástico crecimiento del mercado automóvil. Por ejemplo, en el
único territorio español, se comercializan más de 40 millones de
neumáticos cada año, o en primera monta, o en sustitución. El
neumático está formado globalmente por distintos componentes: o la
banda de rodadura garantiza el contacto neumático/calzada y
condiciona los principales resultados (adherencia, desgaste y
longevidad…) o las capas de carcasa (metal en peso pesados,
industria textil en vehículo ligero) y cinturones (metal) aportan
la estabilidad mecánica en asociación con la presión de inflado o
las barras garantizan la sujeción de los talones sobre la llanta y
así la estanqueidad o los lados protegen la carcasa de las
agresiones mecánicas y químicas. En su función, el neumático se
solicita estática y sobre todo dinámicamente, en
dificultad/deformación, este a que los cauchos responden de manera
especialmente adaptada. Recordemos que se habrá comprimido un
neumático que recorría 40.000 kilómetros al contacto del suelo
varias decenas de millones de vez. Por fin, se destacará que el
neumático es un producto normalizado. Además de la marca
comercial, los lados implican una serie de información
reglamentaria incluido el índice de velocidad (T, H, V…) y la
fecha de fabricación (referencia " DOT").
CAUCHO Y AUTOMÓVIL: UN TÁNDEM
DINÁMICO y COMPETITIVO para FARE S.A.
El caucho, en un vehículo no se limita
a los solos neumáticos. En efecto, estos últimos hacen
sensiblemente juego igual en términos de peso con las 1400 partes
técnicas de goma presentes, de media, sobre un vehículo. Se trata
esencialmente de partes pequeño, presentadas de goma o asociado a
otros materiales (metal, plástico, tejido…). Se pueden citar, en
particular, las partes estanqueidad carrocería (adjuntados
acristalamiento y resbalones de cristal, adjuntados de puerta y
maletero), las escobas de limpiaparabrisas, las partes motor
(correas, fuelles, conexiones, juntas, apoyos antivibratorios,…).
No es necesario olvidar también las partes presentes en la cabina
(alfombra de suelo, mangas de cojos a velocidad, airbag…) y las
partes vinculadas al sistema de frenado y conexión al suelo. Las
partes de goma suman de media sobre un vehículo de 7 CV un peso de
70 Kg. (entre los cuales la mitad alrededor para el neumático) y
representan alrededor un 5% del peso total del vehículo. Por otra
parte, prácticamente todos los tipos de cauchos están presentes
sobre un vehículo.
