Los científicos encuentran una forma "más ecológica" de hacer que los jeans sean azules

Teñir la mezclilla con su azul característico puede liberar mucha contaminación. Un nuevo tratamiento químico podría resultar “más ecológico” para el medio ambiente.

Kranich17/Pixabay

Por Shi En Kim

3 de noviembre de 2021 a las 6:30 am

Hacer jeans tiene un efecto negativo en el medio ambiente. Teñir la mezclilla con su característico azul consume agua y utiliza productos químicos tóxicos. Pero una nueva tecnología podría reducir el coste del denim azul y contaminar menos. El truco: agregue un químico vegetal totalmente natural al tinte. Se conoce como nanocelulosa.

"Nuestra investigación se dedicó [a encontrar] tecnologías sostenibles para un mejor procesamiento de los textiles", dice Smriti Rai. Es investigadora textil en la Universidad de Georgia en Atenas. Su equipo demostró que la nanocelulosa puede reducir el consumo de agua y productos químicos durante el teñido. Compartieron los detalles en la edición del 21 de octubre de Green Chemistry.

El color azul de los jeans proviene de un pigmento conocido como índigo. El índigo no se disuelve en agua. Los fabricantes de textiles deben tratar el índigo con productos químicos agresivos para hacerlo soluble. Luego, sumergen la mezclilla en una tina de esta solución. Pero incluso ahora el índigo disuelto no quiere quedarse. Se necesitan varias inmersiones para que la tela se vuelva azul.

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Toda esta agua tratada con pigmentos también está llena de productos químicos peligrosos. Es posible que las plantas de tratamiento de agua no eliminen muchos de estos contaminantes. Más tarde, cuando esa agua tratada se libera al medio ambiente, puede contaminar los cursos de agua.

Pero la nueva e innovadora técnica de teñido del equipo "eliminó por completo esta química", dice Rai. "Simplemente mezclamos partículas de índigo [sólidas] con nanocelulosa". No se necesitan productos químicos tóxicos.

La celulosa es un polímero orgánico resistente que se encuentra en las células de las plantas y en la madera. También es el material del que se compone el papel. La nanocelulosa se compone de las mismas fibras, sólo que en una escala de milmillonésima de metro. Tienen forma de pestañas, pero sólo una milésima parte de su tamaño.

Para darle a la mezclilla su tono azul, los investigadores agregan polvo de índigo a un hidrogel que contiene una pequeña cantidad de nanocelulosa. Los hidrogeles son un tipo de polímero que absorbe agua. Los investigadores hacen que el suyo sea lo suficientemente líquido como para untarlo en la mezclilla. Luego serigrafiaron la sustancia coloreada sobre la tela (ver video). Este paso elimina la necesidad de una tina de tinte. También elimina todo, excepto quizás el 3 o el 4 por ciento, del agua necesaria para teñir.

Esas varillas de nanocelulosa forman una malla que atrapa las moléculas de tinte. La malla también tiene una gran superficie. A nanoescala, sus pequeñas protuberancias y crestas en conjunto suman más superficie que la que tenía la mezclilla desnuda al principio. Por lo tanto, se adherirá más tinte a la tela recubierta con nanocelulosa. Y más tinte significa un azul más intenso.

“Gracias a la gran superficie, podemos utilizar menos productos químicos” para conseguir el mismo tono, afirma Sergiy Minko. Es un químico de la Universidad de Georgia que trabaja con Rai. Denin absorbió más índigo en una sola pasada con el nuevo tinte del que habría absorbido después de haber sido sumergido en la tina de tinte tradicional ocho veces.

Pero la capa de hidrogel se hincha y se deshace cuando se vuelve a mojar, por ejemplo, al lavar. Esto puede hacer que la malla suelte algo de tinte. Eso haría que la tela se decolorara. Para evitarlo, los investigadores tratan sus prendas de colores con quitosano (KY-toh-san). Es un subproducto químico de los desechos de la industria alimentaria. (Proviene de los caparazones de camarón o cangrejo). El quitosano fortalece la nanocelulosa reforzando los puntos de contacto entre las fibras individuales. También ayuda a que la nanocelulosa se pegue al algodón utilizado para fabricar mezclilla. Por lo tanto, la tela tratada con quitosano puede mantener su tono durante muchos más lavados.

La nanocelulosa y el quitosano provienen de materiales totalmente naturales. El tinte índigo también puede hacerlo. Pero hace mucho tiempo los químicos descubrieron cómo crear una versión sintética de bajo costo, y eso es lo que usan ahora la mayoría de los productores de mezclilla. El nuevo proceso de teñido funciona con índigo tanto natural como sintético. A los investigadores les gustaría que más personas usaran el tinte natural.

La nanocelulosa significa que el nuevo proceso de teñido necesita menos tinte, agua y mano de obra, afirma el equipo de Rai. Minko y Rai esperan que esto motive a los fabricantes de vaqueros a volver a utilizar el índigo natural. También daría a los consumidores la oportunidad de optar por una moda más sostenible desde el punto de vista medioambiental. "Este aspecto cultural es importante", afirma Minko.

El proceso de teñido es “un avance tecnológico potencial maravilloso”, dice Robert O. Vos. Es un ecologista industrial que trabaja en la Universidad del Sur de California. Está en Los Ángeles. La moda vaquera es popular en todo el mundo. Por lo tanto, cualquier avance en la fabricación de mezclilla podría tener un gran impacto positivo en la huella ambiental de la moda, afirma. Predice que las empresas estarán ansiosas por adoptar la nueva tecnología de tintes.

Sin embargo, señala, el paso de fabricación de mezclilla que utiliza más agua no es el teñido. Está cultivando el propio algodón. Así que incluso con esta innovación, argumenta, para hacer jeans se necesitará mucha agua.

Vos, Rai y Minko son fanáticos de los jeans. Aprecian su comodidad y durabilidad. Pero, en última instancia, dice Vos, tener menos jeans sería la opción más ecológica de todas. Compra sólo los pares que necesites, dice. Y lávelos con menos frecuencia. Trata estos jeans, dice, como las prendas resistentes que son.

Este es uno de una serie que presenta noticias sobre tecnología e innovación, posible gracias al generoso apoyo de la Fundación Lemelson.

biodegradable : Adjetivo para algo que es capaz de descomponerse en materiales más simples, basándose en la actividad de los microbios. Esto suele ocurrir en presencia de agua, luz solar u otras condiciones que ayudan a nutrir esos organismos.

celulosa : Tipo de fibra que se encuentra en las paredes celulares de las plantas. Está formado por cadenas de moléculas de glucosa.

químico : Sustancia formada a partir de dos o más átomos que se unen (enlazan) en una proporción y estructura fijas. Por ejemplo, el agua es una sustancia química que se produce cuando dos átomos de hidrógeno se unen a un átomo de oxígeno. Su fórmula química es H2O. Químico también puede ser un adjetivo para describir propiedades de materiales que son el resultado de diversas reacciones entre diferentes compuestos.

química : El campo de la ciencia que se ocupa de la composición, estructura y propiedades de las sustancias y cómo interactúan. Los científicos utilizan este conocimiento para estudiar sustancias desconocidas, reproducir grandes cantidades de sustancias útiles o diseñar y crear sustancias nuevas y útiles.

consumidor : (n.) Término para alguien que compra algo o usa algo. (adj.) Persona que utiliza bienes y servicios por los que debe pagarse.

disolver : Convertir un sólido en líquido y dispersarlo en ese líquido inicial. (Por ejemplo, los cristales de azúcar o sal, que son sólidos, se disolverán en agua. Ahora los cristales han desaparecido y la solución es una mezcla completamente dispersa de la forma líquida del azúcar o la sal en agua).

ecologista: Un científico que trabaja en una rama de la biología que se ocupa de las relaciones de los organismos entre sí y con su entorno físico.

ambiente : La suma de todas las cosas que existen alrededor de algún organismo o el proceso y la condición que esas cosas crean. El medio ambiente puede referirse al clima y al ecosistema en el que vive algún animal, o, quizás, a la temperatura y la humedad (o incluso a la ubicación de los objetos en las proximidades de un elemento de interés).

tela: Cualquier material flexible que se teje, se teje o se puede fundir en una lámina mediante calor.

fibra : Algo cuya forma se asemeja a un hilo o filamento. (en nutrición) Componentes de muchos alimentos fibrosos de origen vegetal. Estas fibras llamadas no digeribles tienden a provenir de la celulosa, la lignina y la pectina, todos ellos componentes vegetales que resisten la descomposición de las enzimas digestivas del cuerpo.

verde: (en química y ciencias ambientales) Un adjetivo para describir productos y procesos que representarán poco o ningún daño a los seres vivos o al medio ambiente.

química verde: Un campo de la química en rápido crecimiento que busca desarrollar productos y procesos que supongan poco o ningún daño a los seres vivos o al medio ambiente.

matiz: Un color o tono de algún color.

hidrogel : Un material "inteligente" que puede cambiar su estructura en respuesta a su entorno, como la temperatura local, el pH, la sal o la concentración de agua. El material está hecho de un polímero (una cadena hecha de eslabones de unidades idénticas) que tiene extremos libres que sobresalen y atraen agua. Entonces, en presencia de agua, puede retener (unir) esas moléculas de agua durante bastante tiempo. Algunos hidrogeles se usan en pañales para bebés para retener la orina, en tierra para macetas para retener el agua cerca de las plantas hasta que la necesiten y en apósitos para heridas para evitar que se seque una llaga.

índigo : Un tinte azul intenso elaborado a partir de Indigofera, un género de plantas perteneciente a la familia de los guisantes. Uno de los usos contemporáneos más conocidos de este tinte: teñir la mezclilla utilizada para confeccionar jeans azules. También es el nombre de la tonalidad creada por estas plantas u otros tintes sintéticos.

innovación: (v. innovar; adj. innovador) Una adaptación o mejora de una idea, proceso o producto existente que es nuevo, inteligente, más efectivo o más práctico.

diario : (en ciencia) Una publicación en la que los científicos comparten los resultados de sus investigaciones con expertos (y a veces incluso con el público). Algunas revistas publican artículos de todos los campos de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas, mientras que otras son específicas de un solo tema. Las mejores revistas están revisadas por pares: envían todos los artículos enviados a expertos externos para que los lean y los critiquen. El objetivo aquí es evitar la publicación de errores, fraudes o trabajos descuidados.

molécula : Grupo de átomos eléctricamente neutro que representa la menor cantidad posible de un compuesto químico. Las moléculas pueden estar formadas por tipos únicos de átomos o por tipos diferentes. Por ejemplo, el oxígeno del aire está formado por dos átomos de oxígeno (O2), pero el agua está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno (H2O).

orgánico : (en química) Un adjetivo que indica que algo contiene carbono; también un término que se relaciona con las sustancias químicas básicas que componen los organismos vivos. (en agricultura) Productos agrícolas cultivados sin el uso de productos químicos no naturales y potencialmente tóxicos, como pesticidas.

partícula: Una cantidad diminuta de algo.

pigmento : Un material, como los colorantes naturales de la piel, que altera la luz reflejada por un objeto o transmitida a través de él. El color general de un pigmento normalmente depende de qué longitudes de onda de luz visible absorbe y cuáles refleja. Por ejemplo, un pigmento rojo tiende a reflejar muy bien las longitudes de onda de la luz roja y normalmente absorbe otros colores. Pigmento también es el término para los productos químicos que los fabricantes utilizan para teñir la pintura.

polímero : Sustancia formada por largas cadenas de grupos repetidos de átomos. Los polímeros fabricados incluyen nailon, cloruro de polivinilo (más conocido como PVC) y muchos tipos de plásticos. Los polímeros naturales incluyen el caucho, la seda y la celulosa (que se encuentran en las plantas y se utilizan para fabricar papel, por ejemplo).

reciclar: Encontrar nuevos usos para algo (o partes de algo) que de otro modo podría descartarse o tratarse como residuo.

caparazón : La cubierta exterior protectora normalmente dura de algo. Podría cubrir un molusco o crustáceo (como un mejillón o un cangrejo), un huevo de ave o algún otro tejido relativamente blando que necesite protección (como una nuez o un maní). (en municiones) Una bala explosiva, bomba, granada u otro proyectil.

soluble : Algún químico que es capaz de disolver algún líquido. El combo resultante se convierte en unsolución.

área de superficie : El área de la superficie de algún material. En general, los materiales más pequeños y los que tienen superficies más rugosas o contorneadas tienen una mayor superficie exterior (por unidad de masa) que los artículos más grandes o los que tienen exteriores más lisos. Esto se vuelve importante cuando ocurren procesos químicos, biológicos o físicos en una superficie.

sostenible: Adjetivo para describir el uso de los recursos de tal manera que seguirán estando disponibles durante mucho tiempo en el futuro.

sintético : Adjetivo que describe algo que no surgió de forma natural, sino que fue creado por personas. Se han desarrollado muchos materiales sintéticos para sustituir a los materiales naturales, como el caucho sintético, el diamante sintético o una hormona sintética. Algunos incluso pueden tener una composición química y una estructura idénticas a las originales.

tecnología: La aplicación del conocimiento científico con fines prácticos, especialmente en la industria, o los dispositivos, procesos y sistemas que resultan de esos esfuerzos.

textil: Paño o tela que se puede tejer con materiales no tejidos (como cuando las fibras se presionan y unen entre sí).

tóxico : Venenoso o capaz de dañar o matar células, tejidos u organismos completos. La medida del riesgo que plantea dicho veneno es su toxicidad.

Diario :​ ​​S. Rai​ ​et​ ​al.​ ​Teñido de textiles con nanocelulosa-índigo respetuoso con el medio ambiente. Química Verde. Vol. 23, 21 de octubre de 2021, pág. 7937. doi:​ 10.1039/d1gc02043a.

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