Fibras de algodão

A fibra de algodão é uma fibra branca ou esbranquiçada obtida dos frutos de algumas espécies do gênero Gossypium, encontrada na África, América e Ásia. É constituída de 90 a 95% de celulose, e o restante de ceras, gorduras e minerais. As fibras de algodão são muito resistentes aos álcalis, e a temperaturas de até 200°C. São compostas por uma cutícula externa, uma parede primária, uma parede secundária e um canal central chamado lúmen, conforme observado na Figura 10.

Figura 10 - Estrutura da fibra de algodão. FONTE: Alfieri (2010).

A cutícula é o revestimento externo, formada por celulose mais resistente aos solventes comuns e uma quantidade mínima de cera.. A celulose na parede primária aparece no estado desorientado, formando uma rede de fibrilas de grossura de 1 a 4 décimos de micron. Já a parede secundária, representando 90% do peso da fibra, é composta por deposições internas de camadas concêntricas de celulose. No contexto da pesquisa, a fibra de algodão aparece como uma

tecnologia local, e alternativa aos leitos filtrantes de fibras flexíveis constituídos de poliamida, visto que o Brasil está entre os 5 maiores produtores mundiais de algodão, chegando a 1,7 milhão de toneladas de pluma produzidas nas últimas três safras (Associação Brasileira dos Produtores de Algodão).

3.4.2.1 Colheita do algodão

A colheita da fibra de algodão é realizada em larga escala através de colheitadeiras automotrizes. Quando a colheitadeira está com o cesto cheio de algodão, deve esvaziá-lo em um reboque especial chamado Bass Boy (vide Figura 11), o qual transporta o algodão até uma prensa compactadora. A prensa compactadora, por sua vez, realiza formação de fardões, que serão transportados por caminhões próprios até a área de beneficiamento.

3.4.2.2. Beneficiamento do algodão

Etapa prévia para a sua industrialização, consiste na separação da fibra das sementes por processos mecânicos. O fardo passa por um equipamento denominado vulgarmente de Piranha ou Ricardão, para desmanchá-lo através de eixos batedores de pinos que abrem, e limpam parte do algodão. O processo de separação da fibra da semente é realizado por descaroçadores de serras circulares que são apresentados em diferentes modelos, número de serras, capacidade de trabalho e fabricantes. Através de processos eletrônicos é possível regular o peso médio dos fardos a serem compactados e amarrados ao final do processo, além da retirada automática de amostras para analise.

Figura 11 - (a) Bass Boy; (b) Prensa compactadora ; (c) Armazenamento dos fardos; (d) Piranha ou Ricardão. FONTE: Embrapa (2003).

O algodão é vendido através de plumas para o próximo processo: a fiação, conjunto de processos que transforma as fibras têxteis em fios. Depois de preparada, a matéria-prima (fibras) é reduzida à finura requerida, sofrendo torção no próprio eixo do fio a fim de aumentar a coesão entre as fibras, e consequentemente a resistência do fio. A finura das fibras têxteis é expressa pelo título, medida que relaciona peso e comprimento da fibra têxtil. O título expresso em TEX, por exemplo, relaciona o peso em gramas da fibra em 1000 metros de comprimento do material.

3.4.2.3 Mercerização

Denomina-se mercerização o conjunto de procedimentos que produzem nas fibras celulósicas uma mudança em sua estrutura interna e morfológica que se traduz externamente em um aumento de brilho e mudanças de suas dimensões, e internamente em um aumento de sua reatividade frente a determinados compostos químicos e aos corantes (CEGARRA, 1997). É um processo físico-químico que trata o algodão com uma solução alcalina concentrada (hidróxido de sódio a 28 a 320Bé), sob tensão a frio, para evitar seu encolhimento, em uma máquina chamada Mercerizadeira - vide Figura 12, e em seguida o lava e o neutraliza também sob tensão.

Figura 12 - Mercerizadeira em Malharia Brandili Ltda. FONTE: KUASNE (2008)

Em resumo, a soda cáustica penetra a celulose pelas suas zonas amorfas, e a presença de Na+ produz a ruptura de algumas pontes de hidrogênio existentes entre os grupos -OH das cadeias da celulose, facilitando a passagem das soluções e originando uma maior quantidade de grupos -OH acessíveis aos reagentes químicos (CEGARRA, 1997). A celulose mercerizada é conhecida como celulose II. A fibra de algodão incha e a forma do corte transversal passa para uma forma arredondada, como observado na Figura 13.

Figura 13 - Cortes transversais de fibras de algodão. FONTE: KUASNE, A. (2008)

Embora a mercerização seja um processo benéfico para a indústria têxtil, já que aumenta a adsorção dos corantes ao tecido, é um processo com passivos ambientais. Segundo Peres e Abrahão (1998), o efluente da mercerizadeira tem baixa Demanda Bioquímica de Oxigênio e baixos níveis de Sólidos Totais, mas é extremamente alcalino.

Nesse aspecto, CETESB (2009) recomenda ações de Produção mais Limpa a fim de reduzir os impactos gerados nesta etapa:

 utilização de diversas lavagens com volume reduzido de água, ao invés de única lavagem com maior quantidade;

 reutilização das águas de lavagem de mercerização nas lavagens do material têxtil após operações de desengomagem;

 reutilização das águas de lavagem, provenientes das operações de alvejamento, nas lavagens do material têxtil após operações de tratamento alcalino;

 recuperação e reciclagem da soda cáustica utilizada.

3.4.2.4. Produção da linha de costura de algodão gazado/mercerizado

Resumidamente, a produção do fio penteado de algodão consiste nos seguintes processos: a) Linha de Abertura / Limpeza dos fardos de algodão: para retirada de impurezas advindas do processo de colheita, os fardos são abertos e limpos, através de máquinas especiais, como as abre-fardos, limpadores-batedores, etc;

b) Cardagem: etapa de complementação da limpeza, iniciando processo de separação e orientação, homogeneização e uniformização das fibras. Realizada em máquinas denominadas

cardas tendo como produto final uma fita de carda, levemente estirada e torcida;

c) Passador de 1ª passagem: a função dos passadores é efetuar a mistura das fitas de carda em uma só, com posterior estiramento e torção a fim de gerar uma fita uniforme;

d) Reunideira /Laminadeira e Penteadeira: processos responsáveis pela homogeneização do material, através de estiragem e paralelização das fibras, e pela melhoria na limpeza, resultando em fitas de penteadeiras, com comprimentos uniformes;

e) Passador de 2ª passagem: recebem as fitas de penteadeiras para uma maior uniformização através de processos de estiragens;

f) Maçaroqueira: transformação das fitas em fios (pavios), através de estiragem e torção;

g) Filatório de Anel/ Conicaleira acoplada: na fiação anel, vários fio são produzidos simultaneamente, sendo cada unidade de fiação conhecida como fuso, situados ao longo da máquina; depois são dispostos em cones com massa de fio maior;

h) Binadeira e Retorcedeira: a binadeira recebe as bobinas de fio simples da conicaleira e duplica-os, colocando o novo fio, paralelo e sem torção em um novo cone; a retorcedeira recebe as boninas de fios duplos e aplica torção em sentido contrário ao da torção do fio simples. A maior característica desse novo fio é a resistência e uniformidade;

i) Processo de Gazar e Mercerizar: o processo de gazar realiza a queima da pilosidade (penugem) dos fios de algodão, a mercerização é a aplicação de soda cáustica, como descrito anteriormente;

j) Conicaleira: os fios gazados e mercerizados são dispostos em cones para venda.