En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte descubrieron que podían separar telas mezcladas de algodón y poliéster usando enzimas, herramientas naturales para acelerar las reacciones químicas. En última instancia, esperan que sus hallazgos conduzcan a una forma más eficiente de reciclar los materiales que componen la tela, reduciendo así el desperdicio textil.
Sin embargo, también descubrieron que el proceso necesita más pasos si la tela mezclada se tiñe o se trata con productos químicos que aumentan la resistencia a las arrugas.
«Podemos separar todo el algodón de una mezcla de algodón y poliéster, lo que significa que ahora tenemos poliéster limpio que se puede reciclar», dijo la autora correspondiente del estudio, Sonja Salmon, profesora asociada de ingeniería textil, química y ciencia en NC State. «En un vertedero, el poliéster no se va a degradar y el algodón puede tardar varios meses o más en descomponerse. Con nuestro método, podemos separar el algodón del poliéster en menos de 48 horas».
Según la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., los consumidores arrojan aproximadamente 11 millones de toneladas de desechos textiles a los vertederos de EE. UU. cada año. Los investigadores querían desarrollar un método para separar el algodón del poliéster para que cada material componente pudiera reciclarse.
En el estudio, los investigadores utilizaron un «cóctel» de enzimas en una solución levemente ácida para cortar la celulosa del algodón. La celulosa es el material que da estructura a las paredes celulares de las plantas. La idea es cortar la celulosa para que se «caiga» fuera de la estructura tejida mezclada, dejando algunos fragmentos diminutos de fibra de algodón, junto con la glucosa. La glucosa es el subproducto biodegradable de la celulosa degradada. Luego, su proceso consiste en lavar la glucosa y filtrar los fragmentos de fibra de algodón, dejando el poliéster limpio.
«Este es un proceso suave: el tratamiento es ligeramente ácido, como usar vinagre», dijo Salmon. «También lo hicimos funcionar a 50 grados centígrados, que es como la temperatura de una lavadora caliente.
«Es bastante prometedor que podamos separar el poliéster a un nivel limpio», agregó Salmon. «Todavía tenemos más trabajo por hacer para caracterizar las propiedades del poliéster, pero creemos que serán muy buenos porque las condiciones son muy suaves. Solo estamos agregando enzimas que ignoran el poliéster».
Compararon la degradación de la tela 100% algodón con la degradación de las mezclas de algodón y poliéster, y también probaron la tela teñida con tintes reactivos rojos y azules y tratada con productos químicos duraderos. Para descomponer los materiales teñidos, los investigadores tuvieron que aumentar la cantidad de tiempo y las enzimas utilizadas. Para las telas tratadas con productos químicos de planchado duraderos, tenían que usar un pretratamiento químico antes de agregar las enzimas.
«El tinte que eliges tiene un gran impacto en la degradación potencial de la tela», dijo la autora principal del estudio, Jeannie Egan, estudiante de posgrado en NC State. «Además, encontramos que el mayor obstáculo hasta ahora es el acabado resistente a las arrugas. La química detrás de eso crea un bloqueo significativo para que la enzima acceda a la celulosa. Sin tratarla previamente, logramos una degradación de menos del 10 %, pero después, con dos dosis de enzimas, pudimos degradarlo por completo, lo cual fue un resultado realmente emocionante».
Los investigadores dijeron que el poliéster podría reciclarse, mientras que la mezcla de fragmentos de algodón podría ser valiosa como aditivo para el papel o una adición útil a los materiales compuestos. También están investigando si la glucosa podría usarse para fabricar biocombustibles.
«La suspensión está hecha de fragmentos de algodón residual que resisten una degradación enzimática muy poderosa», dijo Salmon. «Tiene un valor potencial como agente fortalecedor. Para el jarabe de glucosa, estamos colaborando en un proyecto para ver si podemos introducirlo en un digestor anaeróbico para hacer biocombustible. Estaríamos tomando desechos y convirtiéndolos en bioenergía, que Sería mucho mejor que tirarlo a un vertedero».
El estudio, «Separación enzimática de fibras textiles para el procesamiento sostenible de residuos», se publicó en Recursos, Medio Ambiente y Sostenibilidad. Los coautores incluyeron a Siyan Wang, Jialong Shen, Oliver Baars y Geoffrey Moxley. La financiación fue proporcionada por la Fundación de Investigación y Educación Ambiental, Kaneka Corporation y el Departamento de Ingeniería Textil, Química y Ciencia de NC State.