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Innovaciones en el teñido de textiles: la promesa ecológica de la tecnología de fluidos supercríticos

 

Najmus Sakib  20 de mayo de 2024

https://www.textiletoday.com.bd/category/dyeing-finishing-printing-innovations

Aproximadamente el 60% de la humanidad carece de acceso a recursos de agua potable y el cambio climático impone una amenaza para empeorar el problema. La industria textil, gran consumidora de agua, se enfrenta a un reto formidable debido a la escasez de agua y a las cambiantes condiciones ambientales.

Innovaciones en el teñido de textiles: la promesa ecológica de la tecnología de fluidos supercríticos Cortesía: Recopilado

Hoy en día, los países desarrollados que compran prendas demandan productos textiles ecológicos. Este cambio en la demanda está presionando a las marcas y a los minoristas para que demuestren que sus cadenas de suministro son limpias y transparentes. Los gobiernos también están exigiendo una legislación ambiental estricta y haciendo cumplir las leyes de contaminación. A pesar de estos esfuerzos, los métodos tradicionales de producción textil siguen siendo muy intensivos en agua y energía.

Por ejemplo, en los métodos convencionales, se utiliza una gran proporción del 20% o más de agua únicamente durante la fase de teñido. Para teñir solo un kg de tela de algodón, se requieren casi 100 litros de agua dulce y una cantidad muy alta de energía. Para resolver este problema, los fabricantes están adoptando nuevas tecnologías para seguir siendo competitivos al tiempo que reducen el uso de agua para contribuir a soluciones más ecológicas.

La tecnología de teñido de fluidos supercríticos (SFD) puede ayudar a lograr procesos sostenibles. SFD es un proceso de teñido sin agua que explota las propiedades únicas de los fluidos supercríticos. Un fluido supercrítico se mantiene a una temperatura y presión por encima de su punto crítico. Exhibe tanto la propiedad gaseosa de poder penetrar cualquier cosa, dando una acción hinchante y plastificante como la propiedad líquida de poder disolver los materiales en sus componentes.

 

Innovaciones en el teñido de textiles: la promesa ecológica de la tecnología de fluidos supercríticos

Esta fase de una sustancia goza de muchas ventajas y puede reemplazar el agua en el proceso de teñido. El dióxido de carbono (CO2) es particularmente atractivo ya que es barato, no inflamable, no tóxico y su punto crítico (Tc = 31,1 °C, Pc = 73,7 bar) es más bajo que el de muchos otros fluidos.

SFD ha recorrido un largo camino desde su creación a finales de la década de 1980. Inicialmente, era una tecnología limitada a la producción a pequeña escala y enfrentaba desafíos significativos en el teñido de varios tipos de fibras. En sus primeras etapas, el SFD era principalmente compatible con fibras sintéticas como el poliéster, pero tenía dificultades para teñir fibras naturales hidrófilas como el algodón, la lana y la seda debido a la naturaleza no polar del disolvente de dióxido de carbono supercrítico.

Los avances recientes han provocado una transformación significativa en SFD, lo que la convierte en una opción factible para aplicaciones industriales a gran escala. Una empresa llamada Dyecoo se ha convertido en un proveedor pionero de equipos industriales y tintes diseñados específicamente para el teñido textil con CO2. Los equipos de Dyecoo pueden acomodar una amplia gama de telas e hilos sintéticos. Otro avance notable es SUPRAUNO®, una tecnología patentada de teñido y acabado sostenible basada en CO2 supercrítico desarrollada por Deven Supercriticals, que permite el teñido no solo de poliéster, sino también de otros textiles naturales y artificiales, como nailon, aramida, acrílico, viscosa, algodón, lino, seda y sus mezclas. Esta innovadora solución permite el uso sin agua de tintes convencionales y recetas tradicionales de tricrómicos.

En comparación con sus primeras etapas, la tecnología SFD moderna ofrece varias ventajas. Elimina la necesidad de limpieza de reducción para el poliéster, elimina el uso de sal para el teñido de algodón, mejora la utilización general del tinte, permite el teñido en un solo baño de mezclas textiles y reduce significativamente el uso de productos químicos auxiliares hasta en un 90%. Esto no solo hace que el proceso sea más respetuoso con el medio ambiente, sino que también ofrece beneficios económicos para plantas más grandes y diseños de múltiples recipientes debido a las capacidades de mayor capacidad.

Las ventajas que ofrece SFD son:

Dile adiós a los problemas del agua

Los procesos convencionales de teñido y acabado consumen millones de galones de agua, principalmente debido a procesos de varios pasos que son en gran medida ineficientes. Mientras que el SFD reemplaza completamente el agua con CO2 supercrítico para solvatar el colorante. Esto se traduce en un importante ahorro de agua.

Un futuro libre de aguas residuales

Entre el 17% y el 20% de las aguas residuales industriales en el mundo provienen de la industria textil, específicamente de los procesos de teñido y acabado. Para abordar estas importantes preocupaciones ambientales asociadas con los procesos de teñido tradicionales, entra en juego el SFD. Dado que el agua no está involucrada en la SFD, elimina la generación de efluentes acuosos de teñido cargados de productos químicos y colorantes.

Minimización de las huellas químicas

Dado que SFD utiliza CO2 supercrítico como disolvente, no hay necesidad de productos químicos auxiliares como agentes dispersantes o niveladores que se utilizan normalmente en los procesos de teñido tradicionales. Esto no solo reduce el uso de productos químicos, sino que también minimiza la generación de residuos químicos nocivos.

 

Innovaciones en el teñido de textiles: la promesa ecológica de la tecnología de fluidos supercríticos

Reutilizar y reciclar: un sistema de circuito cerrado

En el método SFD, la mezcla supercrítica de CO2 / colorante se despresuriza para transformar el CO2 en un gas sin dejar residuos de solvente en el tejido. Este proceso separa eficazmente las partículas de tinte que no quedan retenidas en las fibras y pueden reutilizarse en ciclos de teñido posteriores. Esta innovación aborda el reto al que se enfrenta la industria textil mundial, que utiliza métodos tradicionales de teñido, lo que da lugar a que se desechen aproximadamente 280 kton de tintes textiles al año. Además, el CO2 se puede reciclar y reutilizar, creando un sistema completamente cerrado y un enfoque totalmente respetuoso con el medio ambiente para el teñido textil.

Reducción del gasto energético

La eliminación del calentamiento del baño de tinte contribuye a un enorme ahorro de energía en el método SFD en comparación con el sistema tradicional. Además, tras la despresurización, el tejido teñido se extrae en seco, eliminando los posteriores procesos de aclarado y secado, lo que lo hace más eficiente y respetuoso con el medio ambiente.

Rentabilidad

El CO2 supercrítico es un solvente de costo relativamente bajo, no tóxico y no inflamable en comparación con los productos químicos de teñido tradicionales. Esto hace que el SFD sea económicamente viable y atractivo para los fabricantes textiles que buscan métodos de producción rentables y sostenibles.

Producción más rápida

El fluido supercrítico tiene propiedades de difusión y viscosidades bajas similares a las de los gases, lo que puede conducir a tiempos de teñido más cortos en comparación con los métodos tradicionales, lo que aumenta la eficiencia de la producción.

 

Innovaciones en el teñido de textiles: la promesa ecológica de la tecnología de fluidos supercríticos

Mejora de la penetración del tinte

El CO2 supercrítico, con su baja viscosidad y sus propiedades de alta difusión, actúa como un fluido de teñido ideal. Disuelve fácilmente los colorantes sólidos y penetra incluso en los poros más finos de las fibras sin necesidad de vigorosos procedimientos de convección. Esta penetración mejorada conduce a colores más profundos y vibrantes, lo que hace que el teñido fluido supercrítico sea una alternativa prometedora para los procesos de teñido sostenibles y eficientes.

Los avances logrados en la tecnología SFD han creado oportunidades para un teñido sostenible y eficiente en diferentes sectores textiles, aunque persisten las dificultades para teñir ciertas fibras de alto rendimiento con estructuras moleculares intrincadas. La tecnología SFD ofrece compatibilidad con una amplia gama de fibras y puede implementarse a escala industrial, lo que la convierte en una solución prometedora para satisfacer la creciente demanda de producción textil ecológica. Sin embargo, los fabricantes textiles de Bangladesh aún dudan en adoptar la tecnología SFD debido a los altos costos iniciales, los complejos requisitos de equipo y el desafío de obtener tintes que puedan disolverse en fluidos supercríticos. A pesar de estos obstáculos, las ventajas de la tecnología SFD, como los beneficios medioambientales y el ahorro de costes en la producción, superan los retos y contribuyen a su atractivo en la industria textil.

Referencias https://www.linkedin.com/pulse/waterless-dyeing-technology-textile-industry-zulker-naeen https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1001074223002590 https://www.linkedin.com/pulse/supercritical-fluid-dyeing-sfd-modern-approach-save-water-rishad https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cote.12005

https://textilelearner.net/supercritical-fluid-dyeing-and-its-advantages/#:~:text=Supercritical%20fluid%20dy eing%20is%20an,color%20yields%20and%20fastness%20properties.