1. UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE
FACULTAD DE INGENIERIAS EN CIENCIAS APLICADAS
INGENIERÍA TEXTIL
LAS MATEMATICAS EN LA HILATURA
ESTUDIANTE: Doménica Farinango
DOCENTE: Ing. Omar Lara
AULA: 2L
FECHA: 01 mayo de 2018
PERIODO ACADEMICO
2017-2018
2. 2
INTRODUCCION
El presente trabajo tiene como propósito la aplicación de las matemáticas en la hilatura,
mediante procesos y formulas básicas de las matemáticas, ya que hilatura es un proceso
industrial en el que, a base de operaciones más o menos complejas, con las fibras
textiles, ya sean naturales o artificiales, se crea un nuevo cuerpo textil fino, alargado,
resistente y flexible llamado hilo. La historia de la hilatura está en el mismo origen de la
utilización que el hombre hizo de las fibras naturales. En ese origen, la primera
herramienta de hilado fueron las propias manos del hombre que, realizando una sencilla
torsión sobre un manojo de fibras, manufacturó un hilo simple, susceptible de ser hilado
nuevamente, trenzado, o empleado en la fabricación de tejidos.
RESUMEN
La hilatura es un proceso industrial que a base de ciertas operaciones con las fibras
textiles ya sean naturales o artificiales se crean hilos para poder transformarlos en
telas. la apertura se necesita generalmente pues las fibras vienen empacadas en pacas o
balas a presión por lo que se requiere abrirlas para hacer posible la hilatura.
la mezcla es necesaria en las fibras naturales pues no son homogéneas después de su
clasificación requieren de una homogeneización de sus características principalmente de
la longitud la finura y el grado. cuando se requiere una mezcla en esta parte del proceso
de dos o más fibras se tiene como objetivo llegar a una mezcla intima de las fibras
componentes. a continuación, la carda tiene como objeto fundamental paralelizar las
fibras y entregar el material en forma de mecha o cinta con una densidad lineal bastante
uniforme. también continua la limpieza de las fibras naturales y separa las fibras más
cortas o borra. el peinado tiene por objeto principal separar las fibras de menor longitud
lo que mejora sensiblemente las propiedades geológicas y de uniformidad de los
hilados. También el estiraje logra una mayor paralelizacion de las fibras efectuada con
anterioridad por la carda y la peinadora.
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*-ANTECEDENTES
El arte de hilar las fibras para formar un hilo es tan antiguo que sobre pasa las fechas
históricas.
más bien es una acumulación de conocimientos y pequeños avances tecnológicos, por
parte de millones de hombres, a través de los años.
Con la finalidad de encontrar la mejor forma para satisfacer las necesidades de cada día.
La utilización que el hombre hizo de las fibras naturales, dio origen a la primera
herramienta de hilado, ya que fueron las propias manos del hombre que, realizando una
sencilla torsión sobre un manojo de fibras, manufacturó un hilo simple, apto de ser
hilado nuevamente, trenzado, o empleado en la fabricación de tejidos. Siendo así que la
hilatura es la manufactura básica de toda la industria.
Con el descubrimiento de América se pudieron encontrar varios puntos en común entre
los distintos orígenes de la hilatura alrededor del mundo puesto que el punto de partida
en el mundo antiguo fue el empleó de ruecas, este primer método consistía en estirar
manualmente la fibra y se le daba vuelta a la misma en la rueca.
Casi a mitad del siglo XVIII en la ciudad de Backburn, Inglaterra; Hargreaves,
tejedor y carpintero, inventa casi de manera accidental una máquina que le permitía
hacer de manera mecánica el proceso de la hilatura, desafortunadamente los obreros
de la zona destruyeron la maquina ante el temor de que esta pudiese remplazarlos en el
ámbito laboral, si bien sus temores estaban fundamentados pero la máquina de
Hargreaves aún no era lo suficientemente sofisticada para tal fin pero sí dejó las bases
para que en 1769 su compatriota Ricardo Arkwright se atreviera a trasformar la
naciente maquinaria textil al crear una máquina que corrigiera los fallos de su
antecesora al crear fibra en mayor tiempo y de mayor calidad. (Rosas, 2011)
.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Desarrollar el pensamiento matemático mediante actividades, en el proceso de hilatura.
OBJETIVO ESPECIFICOS
Identificar y aplicar las diferentes metodologías matemáticas en el campo de la
hilatura.
Deducir la velocidad a la que se ejecuta la producción del hilo.
Calcular el estiraje que se obtiene en el proceso de hilado.
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MARCO TEORICO
RESEÑA DE LAS MATEMATICAS
Las matemáticas son la ciencia de los números y los cálculos. Desde la antigüedad, el
hombre utiliza las matemáticas para hacer la vida más fácil y organizar la sociedad. La
matemática fue utilizada por los egipcios en la construcción de las pirámides, presas,
canales de riego y estudios de astronomía. Los antiguos griegos también desarrollaron
varios conceptos matemáticos.
Actualmente esta ciencia esta presente en diversas áreas de las sociedades, tales como
arquitectura, informática, medicina, entre otros. Podemos decir que en todo lo que
observamos existe la matemática.
RESEÑA DE LA HILATURA
El arte de hilar las fibras para formar un hilo es tan antiguo que sobre pasa las fechas
históricas. La Hilatura en si no responde al descubrimiento o invención de algún
hombre o época; más bien es una acumulación de conocimientos y pequeños
avances tecnológicos, por parte de millones de hombres, a través de los años. Con la
finalidad de encontrar la mejor forma para satisfacer las necesidades de cada día.
La utilización que el hombre hizo de las fibras naturales, dio origen a la primera
herramienta de hilado, ya que fueron las propias manos del hombre que, realizando una
sencilla torsión sobre un manojo de fibras, manufacturó un hilo simple, susceptible de
ser hilado nuevamente, trenzado, o empleado en la fabricación de tejidos. Siendo así que
la hilatura es la manufactura básica de toda la industria.
Desde el punto de vista tecnológico, la hilatura tiene por objeto la formación de un
hilo de sección lo más circular posible, formado por una masa compacta de fibras de
longitud limitada, colocadas más o menos paralelamente entre sí y ligadas por medio
de la torsión. Se pueden seguir dos procedimientos: la hilatura manual, con el huso, la
rueca, bergadana y el spinning Jenny; y la hilatura mecánica, con la mule-Jenny,
selfactina, continuas de hilar y máquinas más modernas. (Lockuán, 2012, pág. 5).
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HILATURA MANUAL
Desde la prehistoria y hasta hace poco la hilatura ha sido desarrollada a mano por
medio de ruecas y canillas. la hiladora estiraba de una mano una pequeña cantidad de
fibras de la canilla constituida por un simple bastón vertical sobre la cual la materia se
conectaba mientras que con la otra mano ella hacia girar la rueca de madera o metal que
sustentaba el hilo. después de dar torsión a 1 metro de hilo aproximadamente lo
enrollaba alrededor de la rueca, esta técnica era extremadamente lenta.” La invención de
la rueca para hilar hacia 1530 constituyó un progreso remarcable ya que permitía
producir de manera constante grandes longitudes de hilo”. (Lockuán, 2012, pág. 7)
HILATURA MECANICA
La expansión del algodón hacia el siglo XVIII, originario de España, donde los árabes
lo habían importado dos siglos antes, combinado con la máquina de vapor de James
Watt, son los dos principales elementos del desarrollo de la industria textil, que fue la
primera en acopiar los frutos de las primeras máquinas. Desde aquel torno de Leonardo
da Vinci hasta las modernas continuas de hilar, ha habido a lo largo de este tiempo
Ilustración 1 Isabel de
Hungría, santa de la Iglesia
Católica, empleando una
rueca a pedal
Ilustración 2 rueca manual
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varias máquinas de hilar. Una hilatura se dice discontinua si se obtienen los hilos en un
proceso que no es seguido, o sea, primero se obtiene la torsión y después el doblado
sobre la rueca, un claro ejemplo es la selfactina. Una hilatura es continua si obtenemos
el hilo en forma seguida, es decir, la torsión y el doblado al mismo tiempo. Ésta es la
más productiva, motivo por el cual se usa actualmente en la hilatura y podemos
considerar lo discontinuo como ya totalmente antigua.” Fue inventada por Samuel
Crompton y funcionaba con energía hidráulica. Ya presentaba tren de estiraje. Éste se
debe a Arkwrigth, que fue quien lo inventó y Crompton lo adoptó para su máquina de
hilar. En el fondo no era más que una combinación de la Spinning-Jenny con el invento
del tren estirador de Arkwrigth”. (Lockuán, 2012, pág. 88)
Ilustración 3 MULE – JENNY
HILATURA INDUSTRIAL
Se deben practicar un cierto número de operaciones que varían según la fibra que se
trate y el producto a obtener, pero que en todos los casos obedecen a un proceso general
que se puede dividir en los siguientes principios:
Limpieza: Tiene por objeto la eliminación de las sustancias ajenas a la fibra.
Disgregación e individualización: Separación de mechones entre sí hasta
conseguir la total independencia de cada una de las fibras.
Paralelización: Consiste en preparar las fibras individualizadas para facilitar la
operación siguiente.
Estirado: Deslizamiento entre sí de las fibras hasta conseguir el adelgazamiento
que se pretenda.
9. 9
Cohesión: Tiene por misión el ligar entre sí las fibras, sobre un eje teórico
central.
Ilustración 4 Hilatura Industrial
El estiraje es el adelgazamiento de una cinta o mecha al hacer deslizar unas fibras sobre
las otras. El valor numérico del estiraje viene dado por la relación entre la longitud final
de la cinta y la primitiva. Es un número abstracto, y es siempre positivo.
El estiraje incrementa la longitud de salida, como consecuencia de ello, el grosor de la
cinta disminuye, pero el peso del material a ambos lados de la máquina se mantiene
constante (en el supuesto de no haber merma en la máquina). Como la finalidad de la
hilatura es obtener una masa delgada de fibras (hilo), se espera que el material vaya
afinando su grosor durante su pase en cada uno de los procesos, entonces, debe inferirse
que TODAS las máquinas de hilandería realizan un estiraje. Otra consecuencia
importante del estirado es la paralelización de las fibras en la cinta:
Teóricamente la cinta de carda podría llevarse directamente a la máquina de hilatura,
pero al no estar las fibras paralelizadas habría gran cantidad de roturas, por lo que es
necesario efectuar el adelgazamiento de la masa de fibras de manera sucesiva, en varias
etapas. De esta manera, de forma gradual las fibras se enderezan al deslizarse unas sobre
otras gracias al estirado.
El estiraje es una parte importante de la preparación para la hilatura.
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ENCUESTA
Encuesta dirigida a los estudiantes de primer semestre de la carrera de
Ingeniería Textil.
OBJETIVO:Desarrollar el pensamiento matemático mediante actividades, en el proceso de
hilatura. Esta encuesta es anónima por favor responder con sinceridad. POR FAVOR ENVÍE
SUS RESPUESTAS.
¿Tiene algún conocimiento de los procesos de hilatura?
SI
NO
¿Cree Ud. que se aplican las matemáticas en la hilatura?
SI
NO
Cree Ud. que las matemáticas aportan al desarrollo del país.
SI
NO
¿Cree Ud. que en la Carrera de Ingeniería Textil es fundamental la materia de hilatura?
SI, por que es necesario en la materia.
NO, porque no es importante.
Cree Ud. que las matemáticas ayudan en la ejecución intelectual.
SI, por que en la ingeniería es fundamental el ser creativo.
NO, porque las matemáticas no se utilizan en la hilatura.
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TABULACION DE LA ENCUESTA
ANALISIS: El 93,8% de laspersonascreenque lasmatemáticasaportanal desarrollodel paísya
que estarama esuna de las más importantesenel mundo.
ANALISIS: el 56,3% de laspersonasencuestadasnotienenningún conocimientosobre los
procesosde hilatura,peroun43,8% si lo tiene.
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ANALISIS: el 100% de las personasencuestadasnosdicenque lasmatemáticassi ayudanenla
ejecuciónintelectual de losestudiantesde ingenieríatextil,porque enlaingeniería es
fundamental el sercreativo.
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ANALISIS: el 100% de las personasencuestadascreenque en lacarrerade ingenieriatextil es
fundamental lamateriade hilatura,porque esnecesariaenestarama.
Bibliografía
Lockuán,F. (2012). LA INDUSTRIA TEXTILY SU CONTROLDE CALIDAD. C.C.
Lockuán,F. (2012). LA INDUSTRIA TEXTILY SU CONTROLDE CALIDAD. C.C.
Lockuán,F. (2012). la industria textil y su control de calidad. C.C.
Rosas,R. (2011). Blogger. Obtenidode Blogger: http://rocio-
delasrosas13.blogspot.com/p/historia-de-la-hilatura-en-el-mundo-el_17.html
