Para chaqueta y pantalones: Alternativas a los PFAS en textiles

Para que la ropa funcional resista todo tipo de condiciones meteorológicas, es necesario aplicar una impregnación química. Sin embargo, las chaquetas impermeables, bañadores y otras prendas con recubrimientos que contienen PFAS contribuyen a la contaminación ambiental causada por estos llamados “químicos eternos” que contienen flúor. Sustituir este grupo de sustancias no es sencillo, ya que poseen propiedades excelentes: los PFAS repelen el agua, la suciedad y la grasa. Por ello, investigadores de Empa trabajan junto con socios industriales para desarrollar tecnologías y materiales que permitan fabricar textiles libres de PFAS con las propiedades deseadas de forma sostenible y rentable.

La innovadora iniciativa surgió de la red Subitex, una colaboración de larga trayectoria entre empresas de la asociación textil suiza Swiss Textiles y Empa en St. Gallen. El proyecto «EC0Tex», financiado por Innosuisse, tiene como objetivo crear recubrimientos repelentes al agua para hilos textiles utilizando sustancias libres de flúor en una instalación de recubrimiento por plasma desarrollada específicamente para ello. Recientemente, el proyecto recibió el «Innovation Award» por sostenibilidad e innovación en la feria internacional «Techtextil» de Frankfurt am Main.

Sustitución sin arrepentimientos

El principio central del proyecto «EC0Tex» es el enfoque «Safe and Sustainable by Design» (SSbD). «Al buscar alternativas a los PFAS, es fundamental evitar los llamados “regrettable substitutes”, es decir, sustitutos que posteriormente resulten ser tan perjudiciales como los productos químicos originales», explica Dirk Hegemann, investigador de Empa en el laboratorio «Advanced Fibers» de St. Gallen.

Por ello, el equipo formado por Dirk Hegemann, Martin Amberg y Patrick Rupper compara desde las primeras etapas del desarrollo las necesidades de la industria, el medio ambiente y la sociedad mediante análisis de riesgos, descartando aquellos materiales y tecnologías que no cumplan con los requisitos de funcionalidad, sostenibilidad o viabilidad económica.

Recubiertos hasta el núcleo

Junto con los socios de implementación de la industria textil suiza Bäumlin & Ernst AG, Lothos KLG y Seilfabrik Ullmann AG, se está desarrollando un nuevo proceso industrial de impregnación mediante tecnología de plasma. Las sustancias libres de PFAS tendrían que aplicarse en cantidades demasiado elevadas utilizando métodos convencionales para conseguir las propiedades de los textiles recubiertos con PFAS. Esto afectaría negativamente tanto a la sostenibilidad como a la rentabilidad, lo que convierte la búsqueda de alternativas viables según los criterios SSbD en un desafío importante.

La nueva instalación de plasma, desarrollada conjuntamente con los investigadores de Empa, permite aplicar recubrimientos extremadamente finos sobre las fibras individuales de un hilo. «De este modo podemos reducir considerablemente la cantidad de productos químicos utilizados y, al mismo tiempo, lograr una impregnación completa de los hilos», afirma Hegemann. Según el investigador, los hilos producidos de esta manera podrían utilizarse directamente para fabricar ropa deportiva y de exterior, así como cuerdas.

En la técnica de recubrimiento inducido por plasma, el plasma se genera mediante una descarga eléctrica de gas en una cámara. Como se proporciona alta energía a baja temperatura, los productos químicos se evaporan y forman especies reactivas que se adhieren a las fibras individuales del hilo. Habitualmente, este proceso solo permite impregnar las fibras exteriores de un textil. «Hemos seguido un enfoque completamente nuevo: la nueva instalación genera especies reactivas con diferentes niveles de reactividad que también pueden penetrar profundamente en la estructura del hilo», explica Dirk Hegemann. Esto da lugar a un recubrimiento resistente y penetrante.

El desafío: grasa y suciedad

Como alternativa a los PFAS, los investigadores estudian ahora cómo pueden utilizarse compuestos organosilícicos para la impregnación. Es necesario analizar cuidadosamente su seguridad, especialmente ante exposiciones ambientales como el desgaste o el lavado. Los primeros análisis muestran que estos compuestos forman capas altamente reticuladas con excelentes propiedades de repelencia al agua y secado rápido, superando incluso a las impregnaciones con PFAS en términos de durabilidad.

Actualmente, uno de los principales desafíos sigue siendo la repelencia a grasas y suciedad que ofrecen los textiles con PFAS. Según Hegemann, aún se requieren más investigaciones para sustituir los PFAS en aplicaciones como la ropa de protección laboral. El amplio grupo de compuestos organosilícicos ofrece numerosas posibilidades. Gracias a la tecnología de plasma, ahora también es posible encontrar nuevas soluciones ajustando las sustancias iniciales y las condiciones de recubrimiento, adaptando así las propiedades de los textiles a las necesidades específicas sin perder de vista los principios de «Safe and Sustainable by Design».

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