A Física por trás dos tecidos

Quem trabalha com tecidos e moda deve saber fundamentos de engenharia de materiais aplicados às fibras, fios, tecidos, malhas, etc. Suas propriedades físicas e químicas são objeto de estudo da Física Têxtil, cada uma adequada a diferentes tipos de condições ambientais. Dentre essas propriedades, temos:

1. Nomenclatura – classificação.
2. Morfologia – forma das fibras (torcidas, lisas, espessura…).
3. Resistência – limites da força aplicada de modo que a fibra volte à condição original ou com deformação.
4. Tenacidade – o impacto necessário para levar um material à ruptura.
5. Alongamento – limites de tamanho que a fibra pode ser alongada sem que ocorra deformação.
6. Flexão – limites de dobra da fibra sem que ocorra deformação.
7. Compressibilidade e Resiliência – após a tensão cessar poderá ou não haver uma deformação residual causada pela histerese do material – como um elástico ou uma vara de salto em altura, que verga-se até um certo limite sem se quebrar e depois retorna à forma original dissipando a energia acumulada e lançando o atleta para o alto.
8. Cisalhamento e Torção – tensão gerado por forças aplicadas em sentidos iguais ou opostos, em direções semelhantes, mas com intensidades diferentes no material analisado. Um exemplo disso é a aplicação de forças paralelas mas em sentidos opostos, ou a típica tensão que gera o corte em tesouras.
9. Resistência à abrasão/atrito – componente da força de contato que atua sempre que dois corpos entram em contato e há tendência ao movimento. É gerada pela aspereza dos corpos, pois mesmo olhando em um microscópio, as superfícies possuem imperfeições que se tornam obstáculos ao avanço de objetos que raspam entre si, dissipando energia em forma de som e calor. Fibras ásperas ou abrasivas em relação à pele podem causar desconforto e irritação.
10. Resistência a formação de rugas – tendência do tecido “amassar”.
11. Permeabilidade/absorção de água – tendência a absorver ou repelir a água, seja líquida ou da umidade do ar. O tecido que absorve umidade é chamado absorvente e ajuda a ação do corpo em soltar umidade para o ar com fins de resfriamento – da mesma forma como você sente frio ao sair molhado do banho, a umidade do suor serve para evaporar roubando calor do corpo. Tecidos para exercícios devem permitir a transpiração, sendo mais absorventes. Em um dia quente e abafado, há excesso de umidade no ar, deixando o corpo molhado de suor sem que ele seque, o que torna a roupa desconfortável.
12. Flamabilidade – resistência à chama. Em caso de contato com chamas, é indicado utilizar algodão, pois o tecido sintético gruda na pele se queimar.
13. Resistência à luz solar – os raios ultravioleta tendem a degradar o tecido (alguns mais, outros menos).
14. Condutividade térmica – tendência em conduzir o calor mais rapidamente ou mais lentamente. No primeiro caso, o tecido dá uma sensação de frio quando utilizado, enquanto que no segundo caso o calor gerado pelo corpo é mantido próximo por mais tempo. Observe, então, que o calor é gerado pelo corpo, e que não existe um “cobertor quentinho”, a não ser que ele receba calor do corpo ou outra fonte de calor. Se as fibras forem estruturadas de modo que o calor do corpo possa escapar, o tecido resultante terá alta condutibilidade térmica, e o usuário terá a sensação de frio. Caso os fios ou tecidos não permitam que o calor saia facilmente e fique retido, o tecido trará a sensação de calor. Isso pode ser obtido através de tramas irregulares que aprisionem o ar, que é um bom isolante térmico, assim como tecidos mais grossos.
15. Clima e idade – as condições temporárias (tempo) e médias (clima) atmosféricas influenciam no tipo de tecido a ser usado e nas condições das fibras a médio e longo prazo.
16. Resistência química – tendência das fibras a reagirem com determinados produtos químicos, importante para limpeza e na formação de manchas.
17. Propriedades eletrostáticas – tendência de acumular ou conduzir cargas elétricas, o que pode causar pequenos choques ao tocar em objetos ou pessoas. Essas cargas são geradas por fricção da roupa com o corpo, podendo ser transmitidas imediatamente para o solo (caso o tecido seja condutor, não havendo acúmulo de cargas) ou através de um choque ao tocar em outra pessoa ou objeto (havendo acúmulo de cargas). A fibra que apanha umidade (hidrófila) pode conduzir cargas eletrostáticas ao longo de sua superfície. Esse tipo de tecido é o mais agradável para dias secos, pois há menor possibilidade de acumular cargas e levar um choque.

Conhecendo suas propriedades, vejamos quais são os principais tipos de fibras e tecidos e suas principais características. Podem ser de origem natural celulósica (algodão, linho, juta, cânhamo, rami, sisal), naturais de animais (lã, seda) e artificiais (viscose, poliéster, nylon).

Algodão

Cada fibra é formada pelo crescimento de uma única célula da epiderme, cuja parede celular vai engrossando pela deposição de anéis nas camadas internas (20 a 30 camadas em 65 a 70 dias). Com o aumento da umidade, suas fibrilas ficam mais paralelas, aumentando a resistência das fibras em até 20% quando imersas completamente. Já quando seca, fica fraca, quebradiça e gerando eletricidade estática. A fibra de algodão poderá se decompor gradualmente quando exposta a temperaturas acima de 150°C e pode queimar rapidamente acima de 250°C.

Linho

Obtido do caule de uma planta, onde há células delgadas e de paredes espessas onde os elementos fibrosos são compostos. Absorve umidade com bastante rapidez, cedendo umidade com boa rapidez também. Queima rapidamente, sendo altamente resistente à decomposição ou degradação por aquecimento e suportando temperaturas de 150°C por longos períodos. É um bom condutor de calor, o que explica o fato de lençóis de linho parecerem frios ao toque.

Juta

As fibras são extraídas do caule de plantas. Deterioram-se rapidamente ao serem expostas à umidade.

Cânhamo

Fibra dura, de caule, originário da espécie Cannabis sativa. Suas propriedades são semelhantes às do linho.

Rami

Fibra clara e brilhante, tão forte quanto a do linho, mas tende a perder a elasticidade. Absorve água com muita rapidez e aumenta sua resistência em cerca de 25% quando molhado, o que torna os tecidos de fácil lavagem e rápida secagem. Envolveu as múmias egípcias.

Sisal

Originário da raspagem da polpa que envolve as fibras, apresenta grande resistência à ruptura e à água salgada – aumenta a resistência quando molhada.

Lã

A lã é uma proteína de uma substância chamada queratina, cujas moléculas se distribuem de maneira que a fibra ganha elasticidade. Podem ser originárias do carneiro, mohair (cabra nativa da Turquia), Cashemere (cabra originária do Tibete), camelo, alpaca e lhama. Queima lentamente na presença de chama. Os raios UV provocam a degradação da fibra. É pobre condutora de eletricidade, o que contribui para acúmulo de eletricidade estática.

Absorve bastante a umidade (ou seja, é higroscópica), embora repila água líquida, dando a sensação de úmida ou molhado ao tato. Quando a água líquida não atravessa a estrutura interna das fibras, corre ao longo dela (propriedade conhecida como umectação), o que contribui para o conforto, pois permite a água ser eliminada do corpo sem ser absorvida pela fibra.

Seda

A fibra da seda é produzida pela larva de certos insetos. A principal é da espécie Bombix Mori, que consome um grande número de folhas de amoreira. Seu casulo é formado por um “fio duplo” que pode ter mais de 1300 metros. Não é afetada a temperaturas abaixo de 135°C, mas pode queimar se passar de 150°C. Tem baixa condutividade térmica. Os raios UV e o oxigênio tendem a acelerar seu processo de decomposição. Pobre condutora de eletricidade, tende a acumular eletricidade estática.

Viscose

Fibra artificial de celulose, fabricada a partir de cavacos de madeira de árvores pouco resinosas ou do línter da semente de algodão. Possui maior capacidade de absorção de água, não é bom isolante elétrico, possui boa resistência ao calor e perde progressivamente a resistência quando exposta aos raios UV.

Poliéster

Polímero existente na natureza mas que pode ser sintetizado. Resiste melhor aos raios UV que o nylon. Tem absorção muito baixa, o que gera tendência ao acúmulo de eletricidade estática.

Nylon

Primeira fibra têxtil sintética produzida, em 1935. Dos fios desse polímero, fabricam-se o velcro e tecidos de diferentes modelos de roupa. Consiste no mais conhecido representante de uma categoria de materiais chamados poliamidas, que apresentam ótima resistência ao desgaste e ao tracionamento.

Brim (jeans)

É o nome de um tipo de brim, um tecido resistente de linho, algodão, fibra sintética etc. Em 1792, a indústria têxtil de Maryland, nos Estados Unidos, popularizou o uso de um tecido de algodão trançado que chamaram de “denim”, inicialmente utilizado como cobertura de carroças. O empresário alemão-estadunidense Levi Strauss , ao não conseguir vender seus tecidos na Califórnia durante a corrida do ouro por saturação do mercado, teve a ideia de criar um novo uso para o tecido: a fabricação de calças, que eram mais resistentes que as calças então usadas pelos garimpeiros.

O que podemos chamar de verdadeiro jeans é o de coloração azul, que surgiu por volta de 1890, quando Levi Strauss decidiu tingir as peças com o corante de uma planta chamada Indigus (matéria-prima para se obter o anil). O jeans ganhou outra conotação quando, dentro de sua composição, foi adicionado o elastano, assim dando um melhor caimento. E, depois, houve a inclusão do algodão, com o poliéster e o elastano adicionando, à praticidade do jeans, o brilho do poliéster e o caimento perfeito do elastano.

Como o ferro de passar desamassa a roupa?

Em um tecido amassado, as moléculas ficam bem “grudadas” por pressão, como em um monte de roupas empilhadas ou após a lavagem na máquina. Ao esquentar com o ferro, elas começam a se esticar e ocupar um espaço maior. A temperatura necessária para alisar os tecidos varia: o algodão e o linho, por exemplo, precisam de mais calor do que o poliéster, nylon, viscose e acetato. Seda e cetim precisam de temperatura bem baixas, enquanto que lã precisa de temperatura muito alta. Alguns ferros liberam vapor d´água na hora de passar a roupa. O vapor atua como condutor térmico, ajudando a espalhar o calor e liberar a tensão mecânica das moléculas. No caso de tecidos com maior permeabilidade, a água também facilita a retirada de vincos e marcas, porque entra no meio das moléculas de tecido e as afasta, tornando-o mais macio. (Adaptado de UOL Notícias Ciência)

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Fontes

• Conservação de têxteis – Etiqueta
• Resumo da Disciplina ACH2512 – Física Têxtil (EACH-USP)
• Materiais Têxteis, Nancy G. Haries e Thomas E. Harries, 1976, São Paulo, EPU.
• Fibras têxteis, Pedro Pita Aguiar Neto, 1996, Rio de Janeiro, SENAI-CETIQT.

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