Para cualquier clima: Alternativas para PFAS en textiles

Para que la ropa funcional resista cualquier clima, se necesita una impregnación química. Sin embargo, las chaquetas impermeables, trajes de baño, etc., con un recubrimiento que contiene PFAS, contribuyen a la contaminación ambiental con estos químicos eternos que contienen flúor. Reemplazar este grupo de sustancias no es trivial, ya que poseen propiedades excelentes: los PFAS son repelentes al agua, la suciedad y la grasa. Por ello, investigadores de la Empa trabajan junto a socios de la industria en el desarrollo de tecnologías y materiales que permitan fabricar textiles sin PFAS de manera sostenible y económica, cumpliendo con las propiedades deseadas. Esta iniciativa innovadora surgió de la red Subitex, una colaboración de larga data entre empresas de la asociación textil suiza Swiss Textiles y Empa en St. Gallen. El proyecto 'EC0Tex', apoyado por Innosuisse, tiene como objetivo crear recubrimientos repelentes al agua para hilos textiles utilizando sustancias libres de flúor en una planta de recubrimiento con plasma desarrollada especialmente. Recientemente, el proyecto fue galardonado en la feria internacional 'Techtextil' en Frankfurt con el 'Premio a la Innovación' por su sostenibilidad e innovación.

Ersatz sin arrepentimiento

En el núcleo del proyecto 'EC0Tex' está el principio de 'Safe and Sustainable by Design', SSbD por sus siglas en inglés. 'Al buscar alternativas a PFAS, es crucial evitar crear los llamados sustitutos lamentables, es decir, sustituirlos con sustancias que resulten ser tan dañinas como la química original', dice el investigador de Empa, Dirk Hegemann, del laboratorio 'Advanced Fibers' en St. Gallen. Por ello, el equipo de Dirk Hegemann, Martin Amberg y Patrick Rupper iguala las necesidades de la industria, el medio ambiente y la sociedad durante las primeras fases del desarrollo mediante análisis de riesgo, filtrando los materiales y tecnologías que no cumplen con las propiedades deseadas, sustentabilidad o viabilidad económica.

Revestimiento hasta el fondo

Junto con los socios implementadores de la industria textil suiza Bäumlin & Ernst AG, Lothos KLG y Seilfabrik Ullmann AG, se está creando un nuevo proceso de impregnación industrial usando tecnología de plasma. Las sustancias sin PFAS necesitarían ser aplicadas en grandes cantidades con técnicas convencionales para lograr las propiedades de los textiles recubiertos con PFAS. Esto resulta en desventajas en cuanto a viabilidad económica y sustentabilidad, haciendo la búsqueda de alternativas viables según los estándares SSbD un desafío.

La nueva planta de plasma, diseñada junto a los investigadores de Empa, permite aplicar recubrimientos extremadamente delgados en las fibras individuales de un hilo. 'Así podemos reducir considerablemente la cantidad de químicos utilizados y, al mismo tiempo, lograr una impregnación completa de los hilos', dice Hegemann. Los hilos creados de esta manera podrían ser directamente utilizados en la producción de ropa deportiva y de exterior, así como en cuerdas.

En la técnica de recubrimiento inducida por plasma, se genera plasma mediante descarga eléctrica de gas en una cámara. Dado que se dispone de alta energía a baja temperatura, los químicos en la cámara se evaporan formando especies reactivas que se adhieren a las fibras individuales de un hilo. Comúnmente, solo las fibras más externas de un textil pueden ser impregnadas de esta manera. 'Hemos seguido un nuevo enfoque: la nueva planta de recubrimiento con plasma genera especies reactivas distintas, capaces de profundizar en la estructura del hilo', explica Dirk Hegemann, investigador de Empa. Así se obtiene un recubrimiento duradero y penetrante.

Reto: Grasa y suciedad

Como alternativa a los PFAS, los investigadores están explorando cómo utilizar compuestos organosilícicos para la impregnación. Debe analizarse minuciosamente la seguridad bajo exposición ambiental, como por abrasión o lavado. Los primeros análisis muestran que los compuestos organosilícicos forman capas altamente entrelazadas con excelentes propiedades de repelencia al agua y rápido secado que incluso superan la durabilidad de las impregnaciones con PFAS.

Actualmente, un desafío sigue siendo la repelencia a la grasa y la suciedad que ofrecen los textiles con PFAS. Se necesitan más trabajos para reemplazar los PFAS en textiles como ropa de protección laboral, comenta Hegemann. El amplio grupo de compuestos organosilícicos ofrece muchas posibilidades. Gracias a la tecnología de plasma, ahora también es posible encontrar y personalizar nuevas soluciones mediante ajustes de las sustancias base y las condiciones de recubrimiento, manteniendo al mismo tiempo los principios de 'Safe and Sustainable by Design' a la vista.

Contacto:
Dr. Dirk Hegemann
Advanced Fibers
Tel. +41 58 765 72 68
dirk.hegemann@empa.ch

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