Decolorization of cellulose-based post-consumer textile waste in a sequence involving sodium hydroxide, chlorine dioxide, and hydrogen peroxide

Cada año, el mundo desecha montañas de ropa. Gran parte de este desperdicio termina en vertederos o es quemada, un destino que es cada vez más difícil de aceptar a medida que la industria de la moda produce más prendas que nunca. Una solución prometedora reside en convertir esta ropa vieja nuevamente en nueva, un proceso conocido como reciclaje de fibra a fibra. Sin embargo, este sueño circular enfrenta un obstáculo obstinado: el color. La mayoría de los textiles desechados son una mezcla caótica de telas teñidas en innumerables tonos y, para que sean útiles de nuevo, ese color debe ser eliminado. El desafío no es solo eliminar el tinte, sino hacerlo sin destruir la tela misma. El material en el corazón de este rompecabezas es la celulosa, la fibra natural que se encuentra en el algodón y en las fibras regeneradas utilizadas en la viscosa. Estas fibras son largas cadenas de moléculas que le dan fuerza a la tela, pero también son delicadas; los mismos productos químicos necesarios para blanquear el tinte pueden, a veces, romper estas cadenas, convirtiendo un hilo fuerte en una masa débil e inútil.

Investigadores de Nouryon, una empresa química en Suecia, se propusieron resolver este acto de equilibrio. Se centraron en un tipo específico de residuo: una mezcla de prendas de algodón y viscosa postconsumo que habían sido clasificadas, trituradas y preparadas para su tratamiento. Su objetivo era encontrar una secuencia de pasos químicos que pudiera lavar el color de estas telas mixtas manteniendo las fibras intactas para poder ser hiladas en un nuevo hilo. Probaron un proceso de tres pasos que involucraba hidróxido de sodio, dióxido de cloro y peróxido de hidrógeno. El primer paso, utilizando hidróxido de sodio, actúa como un jabón fuerte que ayuda a aflojar el tinte de las fibras. El segundo paso introduce dióxido de cloro, un potente agente blanqueador, y el paso final utiliza peróxido de hidrógeno para terminar el trabajo y dar brillo al material. Los investigadores descubrieron que esta combinación podía transformar residuos de colores mixtos y oscuros en un material brillante y limpio, pero las condiciones exactas de cada paso importaban inmensamente.

El viaje comenzó con el tratamiento alcalino. Cuando los investigadores trataron la tela triturada con hidróxido de sodio a altas temperaturas, el color comenzó a elevarse. Descubrieron que añadir una cantidad específica del químico —150 kilogramos por cada tonelada de tela— era suficiente para eliminar una parte significativa del tinte sin causar un daño excesivo. Este lavado inicial elevó el brillo del algodón de un opaco 10 por ciento a aproximadamente un 40 por ciento, y el de la viscosa del 7 por ciento a casi el 50 por ciento. El líquido que se drenó durante esta etapa estaba oscuro por los tintes eliminados, demostrando que el color se estaba separando con éxito de las fibras. Crucialmente, los investigadores observaron que, si bien las fibras de algodón perdieron algo de su fuerza interna durante este proceso, las fibras de viscosa permanecieron sorprendentemente estables, manteniendo su estructura incluso bajo el asalto químico.

Después vino la etapa de dióxido de cloro, que sirvió como el motor principal para eliminar el color restante. Los investigadores ajustaron la acidez del agua en este paso, encontrando que un entorno ligeramente ácido era el punto ideal. En este nivel, el dióxido de cloro desprendió el resto del tinte, elevando el brillo del algodón al 74 por ciento y el de la viscosa al 77 por ciento. Esta etapa fue particularmente importante porque permitió al equipo controlar la fuerza de las fibras. Al ajustar la acidez, podían evitar que el químico rompiera las cadenas de celulosa de forma demasiado agresiva. Esto significaba que podían apuntar a un nivel específico de fuerza de la fibra, asegurando que el material fuera lo suficientemente robusto para su uso futuro. El proceso fue tan efectivo que el producto final parecía una hoja de papel blanca y limpia, un marcado contraste con los restos coloridos y deshechos que iniciaron el proceso.

El paso final involucró peróxido de hidrógeno, un agente blanqueador común, pero con un giro. Los investigadores añadieron magnesio a la mezcla, un movimiento que actuó como estabilizador. En ausencia de magnesio, el peróxido de hidrógeno puede volverse a veces demasiado agresivo, descomponiendo las fibras y liberando desechos orgánicos en el agua. Con la presencia de magnesio, el blanqueamiento fue más controlado. Las fibras retuvieron más de su fuerza original y la cantidad de material orgánico disuelto en las aguas residuales disminuyó significamente. Este fue un hallazgo vital, ya que demostró que el proceso podía hacerse más limpio y eficiente. El magnesio no hizo que la tela fuera más blanca de lo que habría sido sin él, pero protegió la integridad de la tela y redujo la carga ambiental del tratamiento.

A lo largo del experimento, el equipo también observó de cerca lo que quedaba en el producto final. Descubrieron que algunas fibras coloreadas persistían, pero cuando analizaron estos fragmentos obstinados, descubrieron que no eran de algodón ni de viscosa en absoluto. En su lugar, eran de poliéster, probablemente de los hilos de costura utilizados para coser las prendas originales. Esta contaminación es un problema conocido en el reciclaje, ya que el poliéster no se disuelve de la misma manera que la celulosa. Los investigadores señalaron que, si bien esto es un obstáculo, es uno que puede gestionarse con mejores técnicas de clasificación o separación antes de que comience el proceso de blanqueo. El estudio concluyó que la secuencia de tres pasos era un camino viable hacia adelante. Transformó con éxito un flujo de residuos complejos y mixtos en una materia prima brillante y de alta calidad, demostrando que el color de nuestra ropa desechada no tiene por qué ser el fin de su historia.