El caucho , también llamado caucho indio , látex , caucho amazónico , caucho o caucho , [1] tal como se produjo inicialmente, está formado por polímeros del compuesto orgánico isopreno , con impurezas menores de otros compuestos orgánicos. Tailandia , Malasia , Indonesia y Camboya son cuatro de los principales productores de caucho. [2] [3] [4]
Los tipos de poliisopreno que se utilizan como cauchos naturales se clasifican como elastómeros .
Actualmente, el caucho se recolecta principalmente en forma de látex del árbol del caucho de Pará ( Hevea brasiliensis ) u otros. El látex es un coloide pegajoso, lechoso y blanco que se extrae haciendo incisiones en la corteza y recogiendo el líquido en vasos en un proceso llamado "golpeado". Luego, el látex se refina hasta obtener el caucho que está listo para su procesamiento comercial. En áreas importantes, se permite que el látex se coagule en el recipiente de recolección. Los grumos coagulados se recogen y procesan en forma seca para su venta.
El caucho natural se utiliza ampliamente en muchas aplicaciones y productos, ya sea solo o en combinación con otros materiales. En la mayoría de sus formas útiles, tiene una gran relación de estiramiento y alta resiliencia y también es impermeable. [ cita necesaria ]
La demanda industrial de materiales similares al caucho comenzó a superar la oferta de caucho natural a finales del siglo XIX, lo que llevó a la síntesis de caucho sintético en 1909 por medios químicos. [ cita necesaria ]
La principal fuente comercial de látex de caucho natural es el árbol del caucho amazónico ( Hevea brasiliensis ), [1] un miembro de la familia Euphorbiaceae . Una vez nativa de Brasil, la especie ahora es pantropical. Se prefiere esta especie porque crece bien en cultivo. Un árbol manejado adecuadamente responde a las heridas produciendo más látex durante varios años. [ cita necesaria ]
El caucho del Congo , antiguamente una fuente importante de caucho, que motivó las atrocidades en el Estado Libre del Congo , procedía de vides del género Landolphia ( L. kirkii , L. heudelotis y L. owariensis ). [5]
La leche de diente de león contiene látex. El látex presenta la misma calidad que el caucho natural de los árboles de caucho . En los tipos silvestres de diente de león, el contenido de látex es bajo y varía mucho. En la Alemania nazi , los proyectos de investigación intentaron utilizar los dientes de león como base para la producción de caucho, pero fracasaron. [6] En 2013, al inhibir una enzima clave y utilizar métodos de cultivo modernos y técnicas de optimización, los científicos del Instituto Fraunhofer de Biología Molecular y Ecología Aplicada (IME) en Alemania desarrollaron un cultivar de diente de león kazajo ( Taraxacum kok-saghyz ) que es adecuado para la producción comercial de caucho natural. [7] En colaboración con Continental Tires , IME inició una instalación piloto.
Muchas otras plantas producen formas de látex ricas en polímeros de isopreno, aunque no todas producen formas utilizables de polímeros tan fácilmente como la Pará. [8] Algunos de ellos requieren un procesamiento más elaborado para producir algo parecido al caucho utilizable, y la mayoría son más difíciles de extraer. Algunos producen otros materiales deseables, por ejemplo gutapercha ( Palaquium gutta ) [9] y chicle de la especie Manilkara . Otros que han sido explotados comercialmente, o al menos se han mostrado prometedores como fuentes de caucho, incluyen el higo del caucho ( Ficus elastica ), el árbol del caucho de Panamá ( Castilla elastica ), varios tártagos ( Euphorbia spp.), la lechuga ( especie Lactuca ), la Scorzonera relacionada tau-saghyz , varias especies de Taraxacum , incluido el diente de león común ( Taraxacum officinale ) y el diente de león kazajo, y, quizás lo más importante por sus propiedades hipoalergénicas, el guayule ( Parthenium argentatum ). El término goma de mascar a veces se aplica a la versión del caucho natural obtenida de los árboles para distinguirla de la versión sintética. [10]
El primer uso del caucho fue por las culturas indígenas de Mesoamérica . La evidencia arqueológica más antigua del uso de látex natural del árbol Hevea proviene de la cultura olmeca , en la que el caucho se utilizó por primera vez para fabricar pelotas para el juego de pelota mesoamericano . Más tarde, el caucho fue utilizado por las culturas maya y azteca ; además de hacer pelotas, los aztecas utilizaban el caucho para otros fines, como fabricar recipientes y impermeabilizar los textiles impregnándolos con savia de látex. [11] [12]
A Charles Marie de La Condamine se le atribuye la introducción de muestras de caucho en la Académie Royale des Sciences de Francia en 1736. [13] En 1751, presentó un artículo de François Fresneau a la Académie (publicado en 1755) que describía muchas de las propiedades del caucho. . Este ha sido denominado el primer artículo científico sobre el caucho. [13] En Inglaterra, Joseph Priestley , en 1770, observó que un trozo de material era extremadamente bueno para borrar marcas de lápiz sobre papel, de ahí el nombre "goma". Lentamente se abrió camino por Inglaterra. En 1764, François Fresnau descubrió que la trementina era un disolvente del caucho . A Giovanni Fabbroni se le atribuye el descubrimiento de la nafta como disolvente del caucho en 1779. [ cita necesaria ] Charles Goodyear volvió a desarrollar la vulcanización en 1839, aunque los mesoamericanos habían utilizado caucho estabilizado para pelotas y otros objetos ya en 1600 a. [14] [15]
América del Sur siguió siendo la principal fuente de látex utilizado durante gran parte del siglo XIX. El comercio del caucho estaba fuertemente controlado por intereses comerciales, pero ninguna ley prohibía expresamente la exportación de semillas o plantas. En 1876, Henry Wickham contrabandeó 70.000 semillas de árboles de caucho amazónicos desde Brasil y las entregó a Kew Gardens , Inglaterra. Sólo 2.400 de ellos germinaron. Luego se enviaron plántulas a la India , el Ceilán británico ( Sri Lanka ), las Indias Orientales Holandesas ( Indonesia ), Singapur y la Malasia británica . Malaya (ahora Malasia Peninsular ) se convertiría más tarde en el mayor productor de caucho. [dieciséis]
A principios de 1900, el Estado Libre del Congo en África también era una fuente importante de látex de caucho natural, en su mayor parte obtenido mediante trabajos forzados . [ cita necesaria ] El estado colonial del rey Leopoldo II impuso brutalmente cuotas de producción. Las tácticas para hacer cumplir las cuotas de caucho incluían quitarles las manos a las víctimas para demostrar que habían sido asesinadas. Los soldados a menudo regresaban de las incursiones con cestas llenas de manos cortadas. Las aldeas que resistieron fueron arrasadas para fomentar un mejor cumplimiento a nivel local. [ cita necesaria ]
El auge del caucho en el Amazonas también afectó de manera similar a las poblaciones indígenas en diversos grados. Las correrías o redadas de esclavos eran frecuentes en Colombia, Perú y Bolivia, donde muchos fueron capturados o asesinados. El caso más conocido de atrocidades generadas a partir de la extracción del caucho en América del Sur provino del genocidio del Putumayo . Entre las décadas de 1880 y 1913, Julio César Arana y su empresa, que se convertiría en la Compañía Amazónica Peruana, controlaron el río Putumayo. WE Hardenburg, Benjamín Saldaña Rocca y Roger Casement fueron figuras influyentes a la hora de exponer estas atrocidades. Roger Casement también destacó al revelar al mundo las atrocidades del Congo. Días antes de entrar a Iquitos en barco, Casement escribió: "'El caucho al principio se llamó 'caucho de la India', porque venía de las Indias, y el primer uso europeo del mismo fue para borrar o borrar. Ahora se le llama caucho de la India porque borra. o borra a los indios." [17] [18]
En la India , el cultivo comercial fue introducido por plantadores británicos, aunque los esfuerzos experimentales para cultivar caucho a escala comercial se iniciaron ya en 1873 en el Jardín Botánico de Calcuta . Las primeras plantaciones comerciales de Hevea se establecieron en Thattekadu, Kerala , en 1902. En años posteriores, la plantación se expandió a Karnataka , Tamil Nadu y las islas Andaman y Nicobar de la India. Hoy en día, la India es el tercer productor mundial y el cuarto consumidor de caucho. [19]
En Singapur y Malasia, la producción comercial fue fuertemente promovida por Sir Henry Nicholas Ridley , quien fue el primer director científico del Jardín Botánico de Singapur de 1888 a 1911. Distribuyó semillas de caucho a muchos plantadores y desarrolló la primera técnica para extraer látex de los árboles. sin causar daños graves al árbol. [20] Debido a su ferviente promoción de este cultivo, es recordado popularmente con el sobrenombre de "Mad Ridley". [21]
Antes de la Segunda Guerra Mundial, los usos importantes incluían perfiles de puertas y ventanas, mangueras, correas, juntas, esteras , pisos y amortiguadores (soportes antivibraciones) para la industria automotriz . En particular , el uso de caucho en neumáticos de automóviles (inicialmente macizos y no neumáticos) consumía una cantidad importante de caucho. Los guantes (médicos, domésticos e industriales) y los globos de juguete fueron grandes consumidores de caucho, aunque el tipo de caucho utilizado es el látex concentrado. Se utilizaron toneladas importantes de caucho como adhesivos en muchas industrias y productos manufactureros, aunque los dos más notables fueron las industrias del papel y las alfombras. El caucho se utilizaba comúnmente para fabricar gomas elásticas y borradores de lápices .
El caucho producido como fibra, a veces llamado "elástico", tenía un valor significativo para la industria textil debido a sus excelentes propiedades de elongación y recuperación. Para estos fines, la fibra de caucho manufacturada se fabricó como fibra redonda extruida o como fibras rectangulares cortadas en tiras a partir de una película extruida. Debido a su baja aceptación del tinte, tacto y apariencia, la fibra de caucho se cubrió con hilo de otra fibra o se tejió directamente con otros hilos en la tela. Se utilizaron hilos de caucho en prendas de base. Si bien el caucho todavía se usa en la fabricación textil, su baja tenacidad limita su uso en prendas livianas porque el látex carece de resistencia a los agentes oxidantes y se daña con el envejecimiento, la luz solar, el aceite y la transpiración. La industria textil recurrió al neopreno (polímero de cloropreno ), un tipo de caucho sintético, así como a otra fibra elastomérica más comúnmente utilizada, el spandex (también conocido como elastano), debido a su superioridad sobre el caucho tanto en resistencia como en durabilidad.
El caucho exhibe propiedades físicas y químicas únicas. El comportamiento tensión-deformación del caucho exhibe el efecto Mullins y el efecto Payne y a menudo se modela como hiperelástico . La cepa de caucho cristaliza . Debido a que hay enlaces CH alílicos debilitados en cada unidad repetida , el caucho natural es susceptible a la vulcanización además de ser sensible al agrietamiento por ozono . Los dos disolventes principales del caucho son la trementina y la nafta (petróleo). Debido a que el caucho no se disuelve fácilmente, el material se divide finamente triturándolo antes de su inmersión. Se puede utilizar una solución de amoníaco para prevenir la coagulación del látex crudo. El caucho comienza a derretirse aproximadamente a 180 °C (356 °F).
A escala microscópica, el caucho relajado es un grupo desorganizado de cadenas arrugadas que cambian erráticamente. En caucho estirado, las cadenas son casi lineales. La fuerza restauradora se debe a la preponderancia de las conformaciones arrugadas sobre las más lineales. Para el tratamiento cuantitativo, consulte cadena ideal ; para más ejemplos, consulte fuerza entrópica .
El enfriamiento por debajo de la temperatura de transición vítrea permite cambios conformacionales locales, pero un reordenamiento es prácticamente imposible debido a la mayor barrera energética para el movimiento concertado de cadenas más largas. La elasticidad del caucho "congelado" es baja y la tensión resulta de pequeños cambios en las longitudes y ángulos de los enlaces : esto causó el desastre del Challenger , cuando las juntas tóricas aplanadas del transbordador espacial estadounidense no lograron relajarse para llenar un espacio cada vez mayor. [22] La transición vítrea es rápida y reversible: la fuerza se reanuda al calentarse.
Las cadenas paralelas de caucho estirado son susceptibles de cristalizar. Esto lleva algún tiempo porque las espiras de las cadenas retorcidas tienen que apartarse del camino de los cristalitos en crecimiento . La cristalización se ha producido, por ejemplo, cuando, después de días, se encuentra marchito un globo de juguete inflado con un volumen restante relativamente grande. Donde se toca, se encoge porque la temperatura de la mano es suficiente para derretir los cristales.
La vulcanización del caucho crea enlaces disulfuro y polisulfuro entre las cadenas, lo que limita los grados de libertad y da como resultado que las cadenas se aprieten más rápidamente para una tensión determinada, aumentando así la fuerza elástica constante y haciendo que el caucho sea más duro y menos extensible.
Los depósitos de almacenamiento de caucho en bruto y el procesamiento del caucho pueden producir malos olores que son lo suficientemente graves como para convertirse en fuente de quejas y protestas para quienes viven en los alrededores. [23] Las impurezas microbianas se originan durante el procesamiento del caucho en bloque. Estas impurezas se descomponen durante el almacenamiento o la degradación térmica y producen compuestos orgánicos volátiles. El examen de estos compuestos mediante cromatografía de gases / espectrometría de masas (GC/MS) y cromatografía de gases (GC) indica que contienen azufre, amoníaco, alquenos , cetonas , ésteres , sulfuro de hidrógeno , nitrógeno y ácidos grasos de bajo peso molecular (C2). –C5). [24] [25] Cuando el concentrado de látex se produce a partir de caucho, se utiliza ácido sulfúrico para la coagulación. Esto produce sulfuro de hidrógeno maloliente. [25] La industria puede mitigar estos malos olores con sistemas depuradores . [25]
El caucho es el polímero cis-1,4-poliisopreno, con un peso molecular de 100.000 a 1.000.000 de Dalton . Normalmente, en el caucho natural se encuentra un pequeño porcentaje (hasta el 5% de la masa seca) de otros materiales, como proteínas , ácidos grasos , resinas y materiales inorgánicos (sales). El poliisopreno también se puede crear sintéticamente, produciendo lo que a veces se denomina "caucho natural sintético", pero las rutas sintética y natural son distintas. [10] Algunas fuentes de caucho natural, como la gutapercha , están compuestas de trans-1,4-poliisopreno, un isómero estructural que tiene propiedades similares. El caucho natural es un elastómero y un termoplástico . Una vez vulcanizado el caucho, es termoestable . La mayor parte del caucho de uso diario está vulcanizado hasta el punto de compartir propiedades de ambos; es decir, si se calienta y se enfría, se degrada pero no se destruye. Las propiedades finales de un artículo de caucho dependen no sólo del polímero, sino también de modificadores y cargas, como negro de humo , factice , merlán y otros.
Las partículas de caucho se forman en el citoplasma de células especializadas productoras de látex llamadas laticíferas dentro de las plantas de caucho. [26] Las partículas de caucho están rodeadas por una única membrana de fosfolípidos con colas hidrófobas apuntadas hacia adentro. La membrana permite secuestrar proteínas biosintéticas en la superficie de la partícula de caucho en crecimiento, lo que permite agregar nuevas unidades monoméricas desde fuera de la biomembrana, pero dentro del lacticífero. La partícula de caucho es una entidad enzimáticamente activa que contiene tres capas de material, la partícula de caucho, una biomembrana y unidades monoméricas libres. La biomembrana se sujeta firmemente al núcleo de caucho gracias a la alta carga negativa a lo largo de los dobles enlaces de la columna vertebral del polímero de caucho. [27] Unidades monoméricas libres y proteínas conjugadas forman la capa exterior. El precursor del caucho es pirofosfato de isopentenilo (un compuesto alílico ), que se alarga por condensación dependiente de Mg 2+ por la acción de la caucho transferasa. El monómero se agrega al extremo pirofosfato del polímero en crecimiento. [ cita necesaria ] El proceso desplaza el pirofosfato terminal de alta energía. La reacción produce un polímero cis. El paso de iniciación es catalizado por la preniltransferasa , que convierte tres monómeros de pirofosfato de isopentenilo en pirofosfato de farnesilo . [28] El pirofosfato de farnesilo puede unirse a la caucho transferasa para alargar un nuevo polímero de caucho.
El pirofosfato de isopentenilo requerido se obtiene de la vía del mevalonato , que deriva del acetil-CoA en el citosol . En las plantas, el pirofosfato de isopreno también se puede obtener a partir de la vía 1-desox-D-xiulosa-5-fosfato/2-C-metil-D-eritritol-4-fosfato dentro de los plásmidos. [29] La proporción relativa de la unidad iniciadora de pirofosfato de farnesilo y el monómero de elongación del pirofosfato de isoprenilo determina la tasa de síntesis de nuevas partículas frente al alargamiento de las partículas existentes. Aunque se sabe que el caucho es producido por una sola enzima, los extractos de látex albergan numerosas proteínas de pequeño peso molecular con función desconocida. Las proteínas posiblemente sirven como cofactores, ya que la tasa de síntesis disminuye con la eliminación completa. [30]
En 2017 se produjeron más de 28 millones de toneladas de caucho, de las cuales aproximadamente el 47% era natural. Dado que la mayor parte es sintético, derivado del petróleo, el precio del caucho natural está determinado, en gran medida, por el precio mundial predominante del petróleo crudo. [31] [32] Asia fue la principal fuente de caucho natural y representó alrededor del 90% de la producción en 2021. [33] Los tres mayores productores, Tailandia , Indonesia, [34] y Malasia, representan en conjunto alrededor del 72% de toda la producción de caucho natural. El caucho natural no se cultiva ampliamente en su continente natal de América del Sur debido al tizón de las hojas sudamericana y a otros depredadores naturales que existen allí.
El látex de caucho se extrae de los árboles de caucho. La vida económica de los árboles de caucho en plantaciones es de alrededor de 32 años, siendo hasta 7 años una fase inmadura y unos 25 años de fase productiva.
El requisito de suelo es un suelo meteorizado y bien drenado que consista en laterita , tipos lateríticos, tipos sedimentarios, suelos rojos no lateríticos o aluviales .
Las condiciones climáticas para el crecimiento óptimo de los árboles de caucho son:
Se han desarrollado muchos clones de alto rendimiento para plantaciones comerciales. Estos clones producen más de 2.000 kilogramos por hectárea (1.800 libras/acre) de caucho seco por año, en condiciones ideales.
En lugares como Kerala y Sri Lanka, donde abundan los cocos, se utilizaba la media cáscara del coco como recipiente de recogida de látex. La cerámica vidriada o los vasos de aluminio o plástico se volvieron más comunes en Kerala, India y otros países. Las copas están sostenidas por un alambre que rodea el árbol. Este alambre incorpora un resorte para que pueda estirarse a medida que crece el árbol. El látex se introduce en la copa mediante un "pico" galvanizado clavado en la corteza. La extracción del caucho normalmente se realiza temprano en la mañana, cuando la presión interna del árbol es mayor. Un buen extractor puede extraer un árbol cada 20 segundos en un sistema estándar de media espiral, y el tamaño de una "tarea" diaria común es de entre 450 y 650 árboles. Los árboles generalmente se cortan en días alternos o en terceros días, aunque se utilizan muchas variaciones en el momento, la duración y el número de cortes. "Los recolectores hacían un corte en la corteza con un pequeño hacha. Estos cortes inclinados permitían que el látex fluyera desde los conductos ubicados en la capa exterior o interna de la corteza ( cambium ) del árbol. Dado que el cambium controla el crecimiento del árbol, "El crecimiento se detiene si se corta. Por lo tanto, la extracción del caucho exigía precisión, de modo que las incisiones no fueran demasiadas, dado el tamaño del árbol, ni demasiado profundas, lo que podría impedir su crecimiento o matarlo". [35]
Es habitual golpear un panel al menos dos veces, a veces tres, durante la vida del árbol. La vida económica del árbol depende de qué tan bien se realice la extracción, ya que el factor crítico es el consumo de corteza. Un estándar en Malasia para el aprovechamiento diario alternativo es un consumo de corteza de 25 cm (vertical) por año. Los tubos que contienen látex en la corteza ascienden en espiral hacia la derecha. Por este motivo, los cortes de roscado suelen ascender hacia la izquierda para cortar más tubos. Los árboles gotean látex durante aproximadamente cuatro horas, deteniéndose cuando el látex se coagula naturalmente en el corte, bloqueando así los tubos de látex en la corteza. Los recolectores generalmente descansan y comen después de terminar su trabajo de extracción y luego comienzan a recolectar el "látex de campo" líquido aproximadamente al mediodía.
Los cuatro tipos de coágulos de campo son "cuplump", "treelace", "pequeños propietarios" y "desecho de tierra". Cada uno tiene propiedades significativamente diferentes. [36] Algunos árboles continúan goteando después de la recolección, lo que genera una pequeña cantidad de "bulto de copa" que se recolecta en el siguiente golpe. El látex que coagula en el corte también se recoge como "encaje de árbol". Los encajes de árboles y los grumos de copa representan entre el 10% y el 20% del caucho seco producido. El látex que gotea al suelo, "desecho de tierra", también se recoge periódicamente para procesar productos de baja calidad.
El bulto de la copa es el material coagulado que se encuentra en la copa de recolección cuando el recolector visita el árbol para golpearlo nuevamente. Surge del látex que se adhiere a las paredes de la taza después de que se vertió por última vez en el cubo, y del látex que gotea tarde y exuda antes de que los vasos del árbol que transportan el látex se bloqueen. Es de mayor pureza y de mayor valor que los otros tres tipos.
El término "grumos en copa" también se puede utilizar para describir un tipo completamente diferente de coagulado que se ha recolectado en plantaciones de pequeños agricultores durante un período de 1 a 2 semanas. Después de golpear todos los árboles, el recolector regresará a cada árbol y agregará algún tipo de ácido, lo que permitirá que el látex recién cosechado se mezcle con el material previamente coagulado. La mezcla de caucho y ácido es lo que da un fuerte olor a las plantaciones, mercados y fábricas de caucho.
El cordón de árbol es la tira de coágulo que el siringuero despega del corte anterior antes de realizar un nuevo corte. Por lo general, tiene mayores contenidos de cobre y manganeso que la taza en trozos. Tanto el cobre como el manganeso son prooxidantes y pueden dañar las propiedades físicas del caucho seco.
La masa de los pequeños agricultores es producida por pequeños agricultores, que recolectan caucho de árboles alejados de la fábrica más cercana. Muchos pequeños agricultores indonesios, que cultivan arrozales en zonas remotas, aprovechan los árboles dispersos de camino al trabajo en los arrozales y recogen el látex (o el látex coagulado) de camino a casa. Como a menudo es imposible conservar el látex lo suficiente como para llevarlo a una fábrica que lo procesa a tiempo para su uso en productos de alta calidad, y como el látex de todos modos se habría coagulado cuando llegara a la fábrica, el pequeño productor lo coagulará por cualquier medio disponible, en cualquier recipiente disponible. Algunos pequeños agricultores utilizan pequeños recipientes, baldes, etc., pero a menudo el látex se coagula en agujeros practicados en el suelo, que suelen estar revestidos con láminas de plástico. Se utilizan materiales ácidos y jugos de frutas fermentados para coagular el látex, una forma de coagulación biológica asistida. Se tiene poco cuidado en excluir ramitas, hojas e incluso corteza de los grumos que se forman, que también pueden incluir encajes de árboles.
Los restos de tierra son materiales que se acumulan alrededor de la base del árbol. Surge del látex que se desborda del corte y corre por la corteza, de la lluvia que inunda un recipiente de recolección que contiene látex y del derrame de los cubos de los recolectores durante la recolección. Contiene tierra y otros contaminantes, y tiene un contenido de caucho variable, dependiendo de la cantidad de contaminantes. Los trabajadores de campo recogen los desechos de tierra dos o tres veces al año y pueden limpiarlos en una lavadora de desechos para recuperar el caucho o venderlos a un contratista que los limpia y recupera el caucho. Es de baja calidad.
El látex se coagula en las copas si se conserva durante mucho tiempo y debe recogerse antes de que esto suceda. El látex recolectado, "látex de campo", se transfiere a tanques de coagulación para la preparación de caucho seco o se transfiere a recipientes herméticos con tamiz para amoníaco. La amoníaco, inventada por el abogado de patentes y vicepresidente de la United States Rubber Company Ernest Hopkinson alrededor de 1920, preserva el látex en estado coloidal durante períodos de tiempo más largos. El látex generalmente se procesa para obtener concentrado de látex para la fabricación de productos sumergidos o se coagula en condiciones limpias y controladas utilizando ácido fórmico. El látex coagulado puede luego procesarse para obtener cauchos en bloque de mayor calidad y técnicamente especificados, como SVR 3L o SVR CV, o usarse para producir grados de láminas ahumadas acanaladas. El caucho coagulado naturalmente (grumo de copa) se utiliza en la fabricación de cauchos de grado TSR10 y TSR20. El procesamiento para estos grados es un proceso de limpieza y reducción de tamaño para eliminar la contaminación y preparar el material para la etapa final de secado. [37]
Luego, el material seco se embala y paletiza para su almacenamiento y envío.
El caucho es un polímero natural de isopreno (poliisopreno) y un elastómero (un polímero elástico). Los polímeros son simplemente cadenas de moléculas que pueden unirse entre sí. El caucho es uno de los pocos polímeros naturales y apreciado por su alta relación de estiramiento, resiliencia y propiedades impermeables. Otros ejemplos de polímeros naturales incluyen el caparazón de tortuga, el ámbar y el cuerno de animal. [38] Cuando se cosecha, el látex de caucho toma la forma de látex, una suspensión opaca, blanca y lechosa de partículas de caucho en agua. Luego se transforma mediante procesos industriales en la forma sólida común que se ve hoy en día.
El caucho natural es reactivo y vulnerable a la oxidación, pero puede estabilizarse mediante un proceso de calentamiento llamado vulcanización. La vulcanización es un proceso mediante el cual se calienta el caucho y se le añade azufre , peróxido o bisfenol para mejorar la resistencia y elasticidad y evitar que se oxide. El negro de humo , que puede derivarse de una refinería de petróleo u otros procesos de incineración natural, se utiliza a veces como aditivo del caucho para mejorar su resistencia, especialmente en neumáticos de vehículos. [39] [40]
Durante la vulcanización, las moléculas de poliisopreno del caucho (largas cadenas de isopreno) se calientan y se entrecruzan con enlaces moleculares con azufre, formando una matriz tridimensional. El porcentaje óptimo de azufre es aproximadamente el 10%. De esta forma, la orientación de las moléculas de poliisopreno sigue siendo aleatoria, pero se alinean cuando se estira el caucho. Esta vulcanización con azufre hace que el caucho sea más fuerte y rígido, pero aún muy elástico. [41] Y a través del proceso de vulcanización, el azufre y el látex deben consumirse totalmente en forma individual.
El látex de caucho natural se envía desde fábricas del sudeste asiático , América del Sur y África occidental y central a destinos de todo el mundo. Como el costo del caucho natural ha aumentado significativamente y los productos de caucho son densos, se prefieren los métodos de envío que ofrecen el menor costo por unidad de peso. Dependiendo del destino, la disponibilidad del almacén y las condiciones de transporte, ciertos compradores prefieren algunos métodos. En el comercio internacional, el caucho de látex se envía principalmente en contenedores marítimos de 20 pies. Dentro del contenedor, se utilizan contenedores más pequeños para almacenar el látex. [42]
Existe una creciente preocupación por el suministro futuro de caucho debido a diversos factores, incluidas las enfermedades de las plantas, el cambio climático y el volátil precio de mercado del caucho. [43] [44] [45] [46] Los productores de caucho natural son en su mayoría pequeñas plantaciones familiares, que a menudo sirven a grandes agregadores industriales. La alta volatilidad del precio del caucho afecta la inversión en las plantaciones de caucho, y los agricultores pueden eliminar sus árboles de caucho si el precio al contado en el mercado internacional de un cultivo aparentemente más rentable (por ejemplo, el aceite de palma ) aumenta en relación con el caucho.
Por ejemplo, durante la pandemia internacional de COVID-19 de 2020 y 2021, la demanda de guantes de goma aumentó, lo que provocó un aumento de los precios del caucho de alrededor del 30%. Además de la pandemia, la demanda superó la oferta en parte porque las plantaciones a largo plazo habían sido arrancadas y reemplazadas por otros cultivos durante los últimos 5 a 10 años, y otras áreas se vieron afectadas por desastres naturales provocados por el clima. En este entorno, los productores aumentaron sus precios de acuerdo con la dinámica de la oferta y la demanda, ejerciendo una presión al alza sobre los precios en toda la cadena de suministro. [46]
El caucho sin curar se utiliza para cementos; [47] para cintas adhesivas, aislantes y de fricción; y para caucho crepé utilizado en mantas y calzado aislantes. El caucho vulcanizado tiene muchas más aplicaciones. La resistencia a la abrasión hace que los tipos de caucho más blandos sean valiosos para las bandas de rodadura de neumáticos de vehículos y cintas transportadoras, y hace que el caucho duro sea valioso para carcasas de bombas y tuberías utilizadas en el manejo de lodos abrasivos.
La flexibilidad del caucho resulta atractiva en mangueras, neumáticos y rodillos para dispositivos que van desde escurridores de ropa domésticos hasta imprentas; su elasticidad lo hace adecuado para diversos tipos de amortiguadores y para soportes de maquinaria especializada diseñados para reducir las vibraciones. Su relativa impermeabilidad a los gases lo hace útil en la fabricación de artículos como mangueras de aire, globos, pelotas y cojines. La resistencia del caucho al agua y a la acción de la mayoría de los productos químicos fluidos ha llevado a su uso en ropa impermeable, equipos de buceo y tubos para productos químicos y medicinales, y como revestimiento para tanques de almacenamiento, equipos de procesamiento y vagones cisterna de ferrocarril. Debido a su resistencia eléctrica , los artículos de caucho blando se utilizan como aislamiento y para guantes, zapatos y mantas de protección; El caucho duro se utiliza para artículos como carcasas de teléfonos y piezas de aparatos de radio, medidores y otros instrumentos eléctricos. El coeficiente de fricción del caucho, que es alto en superficies secas y bajo en superficies húmedas, lleva a su uso para correas de transmisión de potencia , acoplamientos altamente flexibles [48] y para cojinetes lubricados con agua en bombas de pozos profundos. Las pelotas de goma indias o pelotas de lacrosse están hechas de caucho.
Cada año se producen alrededor de 25 millones de toneladas de caucho, de los cuales el 30 por ciento es natural. [49] El resto es caucho sintético derivado de fuentes petroquímicas. El extremo superior de la producción de látex resulta en productos de látex como guantes de cirujano, globos y otros productos de valor relativamente alto. La gama media, que proviene de los materiales de caucho natural técnicamente especificados, acaba en gran parte en neumáticos, pero también en cintas transportadoras, productos marinos, limpiaparabrisas y productos varios. El caucho natural ofrece buena elasticidad, mientras que los materiales sintéticos tienden a ofrecer una mejor resistencia a factores ambientales como aceites, temperatura, productos químicos y luz ultravioleta. El "caucho curado" es caucho que ha sido compuesto y sometido al proceso de vulcanización para crear enlaces cruzados dentro de la matriz de caucho. Se puede añadir caucho al cemento para mejorar sus propiedades. [50]
Algunas personas tienen una alergia grave al látex y la exposición a productos de caucho de látex natural, como los guantes de látex, puede provocar un shock anafiláctico . Las proteínas antigénicas que se encuentran en el látex de Hevea se reducen en gran medida en aproximadamente un 99,9 por ciento (aunque no se eliminan) [51] mediante el procesamiento de vulcanización.
El látex de fuentes distintas de Hevea , como el guayule , puede ser utilizado sin reacciones alérgicas por personas alérgicas al látex de Hevea . [52]
Algunas reacciones alérgicas no se deben al látex en sí, sino a residuos de productos químicos utilizados para acelerar el proceso de reticulación. Aunque esto puede confundirse con una alergia al látex, es diferente de él y generalmente toma la forma de hipersensibilidad de tipo IV en presencia de trazas de químicos de procesamiento específicos. [51] [53]
El caucho natural es susceptible a la degradación por una amplia gama de bacterias. [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] Las bacterias Streptomyces coelicolor , Pseudomonas citronellolis y Nocardia spp. son capaces de degradar el caucho natural vulcanizado. [62]
{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)La importancia de desarrollar fuentes alternativas de caucho natural queda clara si se considera que ha habido escasez en el suministro de este recurso crítico todos los años desde 2004. Se prevé que para 2020, el déficit mundial de caucho natural superará la cantidad total ( 1,2 millones de toneladas métricas) que Estados Unidos importa cada año.
La definición del diccionario de caucho natural en Wikcionario