Influencia de las fibras y la composición del hilo

Fibra textil es aquella materia susceptible de ser hilada (pequeño diámetro y gran longitud), es decir, que tras ser sometida a procesos físicos y/o químicos, se obtienen hilos y de estos, los tejidos (^{Reyes, 2004}).

La morfología de la fibra determina sus propiedades como la resistencia, la extensibilidad, rigidez y la torsión. Aunque las propiedades mecánicas son determinantes para muchas aplicaciones, otras propiedades tales como la permeabilidad del aire, la transmisión de humedad, la conductividad térmica debe considerarse al diseñar ropa de protección (^{Kumar & Hu, 2018}).

La calidad de un tejido se define, en mayor proporción, por la fibra utilizada, el hilo, es quien determina casi todos los atributos y el aspecto de un tejido acabado (^{Farias, 2018}). La clasificación de las fibras textiles se presenta en la figura 1.

Figura 1: Clasificación de las fibras textiles basada en Carrera, E. (2015). 

Una gran variedad de fibras tiene usos en ropa protectora, así tenemos:

- Fibras elastoméricas altamente extensibles, como el elastano (Lycra/Spandex), se utiliza para los ajustes apretados, por ejemplo, en guantes.

- Fibras minerales como la lana de vidrio empleada para el aislamiento térmico.

- Fibras naturales, lana de oveja, algodón, bambú, etc.

- El cuero, las pieles y el plumón, se usan para protegerse contra el mal tiempo. Particularmente, con la ayuda de tratamientos repelentes al agua.

- Fibras sintéticas de productos básicos, como fibras poliolefinas, poliéster y poliamida, que muestran resistencia moderada (alrededor de 1GPa), para protección de bajo requerimiento.

- Materiales inorgánicos de alta resistencia como alambre de acero, fibras de carbono y vidrio, que combinados con otros materiales forman hilos de alto rendimiento resistentes a los cortes.

- Fibras de polímero de alto rendimiento hechas de poliaramida (Kevlar®, Nomex® y Kermel®).

-Polietileno de peso molecular ultra alto (Spectra® / Dyneema®), polibencimidazol (PBI), polifenileno benzobisoxazol (PBO), poli (melamina-formaldehído) (Basofil®) y oxidado

- Poliacrilonitrilo (PANOX®). Estas fibras muestran un alto rendimiento mecánico, con un módulo de elasticidad de 70-150GPa y una resistencia a la tracción de alrededor de 3-5GPa.

- Además, algunas de estas fibras son química y térmicamente resistentes al fuego.

En el siglo XXI la tendencia es crear fibras que sean funcionales y sostenibles, junto con fibras inteligentes que se pueden adaptar con precisión a las necesidades cambiantes de los usuarios de hoy (^{Pailes-Friedman, 2016}). En la mayoría de los casos la ropa de trabajo es confeccionada con tejido 100 % algodón, son cómodas al usar y muy versátiles por su gran capacidad de absorción de agua y “respiración”. Además, son muy durables porque soportan con eficacia los detergentes y la lejía que pudiera utilizarse en los frecuentes y acumulativos lavados durante su vida útil (^{Farias, 2018}).

La mezcla de poliéster y algodón es ampliamente practicada en la industria textil para mejorar la resistencia, la comodidad y las propiedades de fácil cuidado, sin embargo, en ciertos casos como el riesgo eléctrico y contactos con superficies calientes, no se recomienda su uso, debido a las propiedades térmicas fundibles de las fibras sintéticas que pueden agravar las quemaduras de la piel. Los consumidores no solo desean un aumento en la comodidad, sino que también existe una mayor conciencia sobre el uso de productos ecológicos, por lo que, existe la necesidad de encontrar una alternativa a la fibra de algodón convencional debido al uso intensivo de pesticidas y grandes cantidades de agua utilizados para la producción (IDEAS, 2005).

La fibra de viscosa de bambú es una de las alternativas al algodón, esta se regenera a partir de la planta de bambú que no requiere riego y se puede cultivar en entornos naturales sin usar pesticidas (^{Gu et al., 2018}). Es transpirable, fresca, extremadamente suave, brillo agradable, posee propiedades antibacterianas y anti UV inherentes, la sección transversal contiene micro gaps y micro agujeros que contribuyen a mejorar la absorción de la humedad y la ventilación y proporciona un entorno desfavorable para las bacterias, requiere menos cantidad de tinte para la misma profundidad de sombra y se ve mejor, por lo tanto, el uso de fibra de bambú como alternativa de algodón será mejor incluso para el medio ambiente. Las fibras de viscosa de bambú puro se han empleado en la producción de prendas de vestir, sanitarios, higiene, geotextiles, materiales compuestos y telas de filtración (^{Tausif, Ahmad, Hussain, Basit, & Hussain, 2015}; ^{Alay, Durán, & Korlu, 2016}).

Influencia del tipo de tejido

Con el avance de la ciencia y la tecnología, la funcionalización de los materiales textiles atraen cada vez más el interés de los investigadores e ingenieros, así la comodidad térmica de la ropa es reconocida principalmente en el desarrollo de nuevos materiales textiles, en el diseño basado en las necesidades de la comodidad del cuerpo humano: cuerpo-tejido-ambiente, generalmente formulado en el proceso de transferencia de calor, humedad y estructura de los tejidos, según los requisitos del confort, en esto las fibras celulósicas son más apropiadas (^{Xu, He, Yu, & Zhang, 2018}).

Los tejidos están diseñados para cumplir con los requisitos de su uso final: la fuerza, el grosor, la extensibilidad, la porosidad y la durabilidad pueden variar y depender del tejido utilizado, del espaciado entre hilos y la estructura de la materia prima. Las telas pueden estar en forma tejida, tricotada o no tejida y el rendimiento de estas depende tanto del diseño estructural como de las propiedades de hilos utilizados (^{Gong & Ozgen, 2018}).

El tejido de punto está constituido por un hilo continuo que se entrelaza consigo mismo formando bucles. Es la segunda técnica más rápida y económica en su elaboración, ofrece más comodidad y mejor ajuste en la mayoría de los tipos de prendas de vestir lo que lo hace ideal para la confección de camisetas. De acuerdo a la dirección del movimiento del hilo durante la formación del lazo, el tejido se puede clasificar como tejido de trama y tejido de urdimbre (^{Spencer, 2001}; ^{Onder, 2017}).

El tejido de calada resulta del cruzado entre dos series perpendiculares de hilos, a la serie vertical se le denomina urdimbre y da el ancho del tejido. La serie horizontal es la trama y a cada elemento se llama pasada (^{Lleonart, 1998}). Debido a la variación de la intercalación de hilos, es posible producir diferentes diseños como liso o tafetan, sarga, satén, etc. Estas variaciones de los diseños tienen algún efecto sobre la mecánica y propiedades de las telas tejidas, son apropiadas para fabricar pantalones y camisas (^{Jahan, 2017}).

Muchos de los elementos estructurales son útiles para describir las propiedades importantes de la tela, como permeabilidad del aire, permeabilidad de la humedad, protección ultravioleta, transparencia, etc.

Dependen principalmente de los espacios libres entre los hilos, por lo tanto, la estructura del tejido cambia las características de transmisión (aire o humedad), este factor está determinado por la porosidad, es decir, el volumen dentro de la tela que ha sido ocupado por el aire. Este parámetro influye en la conductividad térmica de la tela, debido a que el aire es un conductor pobre del calor (la conductividad térmica es 0.025 W / m K), por lo que una tela demostrará mayor calidez si tiene una mayor porosidad.

La transmisión de líquidos es otra propiedad que depende directamente del tamaño o el volumen de los poros en una tela. Las propiedades de cizallamiento de la tela están influenciadas por el número de hilos flotantes en su estructura, aunque la máxima intersección de hilos en el tejido tafetán proporciona una buena resistencia en comparación con otros, la estructura firme es menos necesaria si es deseable una alta capacidad de drapeado en una aplicación por lo que, el tejido sarga es más apropiado (^{Kumar & Hu, 2018}).

En el diseño, las propiedades mecánicas de las telas son importantes, la resistencia a la tracción, resistencia a la abrasión, la rigidez y la resistencia al pilling son altas en el tejido tafetán en comparación con el tejido sarga.

Las propiedades mecánicas de una tela, conduce a la mejora de la estructura del tejido que será útil para muchas aplicaciones, especialmente ropa de protección (^{Jahan, 2017}).

2.3 Influencia del acabado textil

El “Acabado Textil” en su más amplio sentido, abarca todos los procesos a los que son sometidas las telas al abandonar el telar. Bajo este punto de vista, se debería incluir los procesos de blanqueo y tintura que a veces se consideran procesos propios del acabado húmedo. No obstante, la finalidad práctica del acabado es la de aumentar el encanto y la utilidad de los artículos, por lo cual, vale considerar más al acabado textil como la última fase que ha de producir el embellecimiento y utilidad final de las telas. Conformando esta fase final procesos mecánicos y químicos.

Durante muchos años la industria textil se concentró en terminaciones en base a condensaciones de aminas y ácidos grasos seleccionados. La exigencia del mercado por productos de calidad llevó al segmento a buscar innovaciones. Así fueron desarrollados los polidimetilsiloxanos (PMDS), también denominados suavizantes siliconados que confieren a los artículos textiles suavidad, elasticidad y brillo como ninguna otra clase de sustancias suavizantes, también impulsaron a la industria a desarrollar nuevos conceptos como el uso de iones de plata para la terminación antibacteriana nanotecnológica (^{Manfred, 2018}).

Hoy, por medio de síntesis y modificaciones es posible producir sistemas elaborados para atender casi todas las exigencias textiles, mediante acabados funcionales: sistema antimicrobiano nanotecnológico, sistemas adaptativos y sistemas de transferencia (protección a la salud, vestimenta inteligente, acabados hidrófilos, anti-manchas, mejor transporte de la humedad al exterior de la prenda, etc.) (^{Manfred, 2018}).

2.4 Influencia de la confección

La ropa de protección se clasifica en función del riesgo específico para cuya protección está destinada, de un modo genérico, se pueden considerar los siguientes tipos de ropa de protección: De protección a riesgos de tipo mecánico, para el calor y el fuego, para el riesgo químico, para la intemperie, para riesgos biológicos, para protección a radiaciones (ionizantes y no ionizantes), ropa de alta visibilidad, ropa de protección para riesgos eléctricos (^{INSHT, 2009}).

Dentro del vestuario laboral su elección deberá basarse en el estudio y la evaluación de los riesgos dependiendo de la duración de la exposición a los riesgos, su frecuencia y gravedad, y las condiciones existentes en el trabajo y su entorno.

Este proceso debe ser realizado por personal cualificado que se encargue de realizar la evaluación y prevención de riesgos, teniendo en cuenta las necesidades profesionales que se vayan a cubrir, dando prioridad a las medidas de protección colectiva frente a las medidas de protección individual (^{Laboral, 2017}). La ropa de protección se usa ampliamente para proteger la salud y la seguridad del usuario contra el calor radiante, las llamas, el aire caliente, las sustancias metálicas fundidas, el vapor y las salpicaduras de líquidos calientes.

Las prendas de alta visibilidad están diseñadas para señalar visualmente la presencia del trabajador con el fin de que sea detectado en condiciones de riesgo. Estas prendas deben estar certificadas y se confeccionan con material fluorescente y retro reflectante (INSHT, 2009).

Las personas son cada vez más sedentarias, especialmente en el trabajo, la mayoría de los adultos que trabajan pasan 1/2 a 2/3 de su tiempo en el trabajo en posición sentada, y en algunos trabajos, como en el caso de los centros de llamadas, el tiempo dedicado al comportamiento sedentario puede alcanzar el 90%. El comportamiento sedentario es un factor de riesgo para la obesidad, la diabetes, el dolor lumbar. Muchos especialistas en salud, como los ortopedistas y los fisioterapeutas, asumen que el acondicionamiento del tronco y las estructuras de la columna lumbar se producen al estar sentados por largos períodos sin estar de pie, caminar o correr, causando dolor lumbar y degeneración acelerada de las estructuras de la columna lumbar. Además de los efectos adversos para la salud causados ​​por la posición sentada, que también cambian la forma y el tamaño del cuerpo (^{Bragança, Fontes, Arezes, Edelman, & Carvalho, 2015}).

Con esta información se identificaron los cambios que ocurren cuando las personas se sientan, incluyendo:

Reducción del tronco;

Aumento del volumen en la región abdominal;

Ampliación de las caderas;

Redistribución de la masa muscular en los muslos;

Aumento de la flexión de la espalda superior;

Modificación de la posición angular del codo;

Incremento de la longitud frontal de la pierna provocado por la flexión de las rodillas.

El uso de ropa adecuada puede atenuar al menos algunos de estos cambios, evitando así problemas de salud y aumentando la comodidad. La mayoría de la ropa está diseñada para personas que caminan o están de pie, sin embargo, el número de trabajos que requieren una posición sentada es cada vez más. La existencia de telas superpuestas, costuras gruesas y accesorios crea presión en algunos puntos del cuerpo, la circulación sanguínea en estas áreas puede resultar afectada creando una gran incomodidad y peor aún daños. Varios aspectos que deben tenerse en cuenta al diseñar prendas para la posición sentada son:

El aumento de la elevación del cuerpo del pantalón en la espalda y la disminución en la parte delantera;

La acumulación de exceso de tejido en la zona abdominal y exposición de la zona posterior;

Variación en la longitud de la pierna; presencia de costuras gruesas y duras en áreas expuestas a alta presión, como áreas de espalda y glúteos.

Investigadores desarrollaron pantalones jeans para adaptarse a los cambios posturales, los jeans FYT. La mayoría de las personas, durante las rutinas diarias, tienen momentos de movimiento y momentos en que son sedentarios, por lo tanto, importante es asegurarse de que los pantalones que llevan puestos sean cómodos y adecuados para cada ocasión (^{Bragança, Fontes, Arezes, Edelman, & Carvalho, 2015}).

Se puede encontrar varios tipos de ropa protectora, como se muestra a continuación:

Para riesgos mecánicos: corte, punción, punción con aguja, abrasión, impacto, explosión, etc.

Para riesgos químicos: exposición a sólidos tóxicos, polvos, aerosoles, líquidos y gases por inhalación, Contacto con la piel.

Para riesgos biológicos: virus, bacterias, patógenos transmitidos por la sangre, etc.

Radiológicos y nucleares: radiaciones ionizantes, neutrones, microondas, etc.

Térmica: calor, frío, llama, mal tiempo, etc.

Eléctrico: descarga estática, descarga eléctrica, etc.

Visibilidad: insuficiente o excesiva.

Estos tipos de ropa protectora dependiendo de la parte del cuerpo para la cual está diseñada, incluye trajes de bunker, batas de laboratorio, overoles, batas, chalecos salvavidas, chalecos antibalas, arneses de seguridad, delantales, capuchas, guantes, protectores de brazos, polainas, botines y botas. Pueden estar hechos de tejidos, de punto o no tejidos, solos o laminados, recubiertos, o impregnados con un polímero, se pueden también usar membranas de cuero y polímeros para la ropa de protección. Se debe tener en cuenta que, en la mayoría de los casos, las prendas de protección no están hechas de un material exclusivo, sino que generalmente involucran varias capas de diferentes materiales que proporcionan en combinación el nivel de protección requerido contra los peligros involucrados (^{Dolez & Izquierdo, 2018}).

Los factores de la comodidad de la ropa laboral consisten en tres factores sensoriales principales: comodidad de humedad térmica, comodidad táctil y comodidad de presión. Estos tres factores sensoriales contribuyen hasta el 90% de las percepciones de comodidad general, y la relativa importancia de los factores individuales varía con las diferentes condiciones de desgaste.

La comodidad de la humedad térmica es el factor más importante para la ropa de trabajo activa, está determinada por el comportamiento de transferencia de calor y humedad durante las interacciones dinámicas con el cuerpo humano y el entorno externo. Por lo tanto, la transferencia de calor y humedad y el comportamiento mecánico de los materiales para la ropa son los dos factores principales para la determinación de la comodidad, así como el rendimiento funcional de la ropa de trabajo (^{Legerská & Lizák, 2016}).

La comodidad de la prenda depende del tipo de fibra, la estructura del hilo, el tejido y el acabado específico de la tela que tienen fuertes efectos de influencia en el transporte de calor y humedad (^{Legerská & Lizák, 2016}). La mayoría de las normas europeas relativas a ropa de protección indican que ésta debe ir marcada con un pictograma en forma de escudo en cuyo interior se encuentra el símbolo correspondiente al tipo de riesgo frente al cual protege representada en la figura 2.

Por otra parte, un pictograma en forma de cuadrado indica la aplicación prevista, representada por la figura del interior de la etiqueta.

El símbolo de protección junto con la referencia a un número de norma implica una serie de niveles de prestación obtenidos dependiendo de los resultados de uno o varios ensayos de laboratorio.

El rango de los niveles de prestación va de 0 a 4, 5 o 6. El nivel 0 implica que el resultado está por debajo del valor mínimo establecido para el riesgo dado mientras que 4, 5 o 6 representa el mayor valor posible y por tanto el más efectivo. Una “X” representando el resultado de un ensayo implica que dicha ropa no ha sido sometida al ensayo o que el método no es adecuado para el diseño o material de la misma, entonces no se debe usar como protección frente a dicho riesgo (^{INSHT.NTP.769, 2007}).

Figura 2: Ejemplo de pictograma para ropa de trabajo anti-atrapamiento. ^{(INSHT.NTP.769, 2007}). 

Figura 3: Ejemplo de pictograma para ropa de trabajo de aplicación prevista (^{INSHT.NTP.769, 2007}).