Un filtro de cigarrillo , también conocido como punta de filtro , es un componente de un cigarrillo , junto con el papel de fumar , las cápsulas y los adhesivos. Los filtros se introdujeron a principios de los años cincuenta. [3]
Los filtros pueden estar hechos de fibra plástica de acetato de celulosa , papel o carbón activado (ya sea como filtro de cavidad o incrustados en las fibras plásticas de acetato de celulosa). También se han utilizado resinas macroporosas de fenol-formaldehído y amianto . [4] [5] El filtro plástico de acetato de celulosa y el papel modifican la fase de humo de partículas mediante retención de partículas ( filtración ), y el carbón finamente dividido modifica la fase gaseosa ( adsorción ). [6]
Los filtros están destinados a reducir el daño causado por fumar al reducir las sustancias químicas nocivas inhaladas por los fumadores. Si bien las pruebas de laboratorio muestran una reducción del " alquitrán " y la nicotina en el humo del cigarrillo, los filtros son ineficaces para eliminar gases de bajo peso molecular, como el monóxido de carbono . [7] La mayoría de estas reducciones medidas [ ¿cuáles? ] ocurren sólo cuando el cigarrillo se fuma en una máquina de fumar; cuando un ser humano los fuma, los compuestos llegan a los pulmones independientemente de si se utiliza un filtro. [2]
La mayoría de los cigarrillos fabricados en fábrica están equipados con un filtro; los que lien los suyos pueden comprarlos en un estanco. [2]
En 1925, el inventor húngaro Boris Aivaz patentó el proceso de fabricación de un filtro de cigarrillo a partir de papel crepé . [8]
A partir de 1935, Molins Machine Co Ltd [9] una empresa británica comenzó a desarrollar una máquina que fabricaba cigarrillos incorporando el filtro con punta. Se consideró un artículo especializado hasta 1954, cuando los fabricantes introdujeron la máquina de manera más amplia, tras una serie de anuncios especulativos de médicos e investigadores sobre un posible vínculo entre las enfermedades pulmonares y el tabaquismo. Dado que los cigarrillos con filtro se consideraban más seguros, en la década de 1960 dominaban el mercado. La producción de cigarrillos con filtro aumentó del 0,5 por ciento en 1950 al 87,7 por ciento en 1975. [10]
Entre los años 1930 y 1950, la mayoría de los cigarrillos eran de 70 milímetros ( 2+3 ⁄ 4 pulgadas ) de largo. El mercado de cigarrillos moderno incluye principalmente cigarrillos con filtro de80, 85, 100 o 120 milímetros ( 3+1 ⁄ 8 , 3+3 ⁄ 8 , 3+7 ⁄ 8 o 4+3 ⁄ 4 pulgadas). [11]
Los filtros de los cigarrillos se fabricaban originalmente con corcho y se utilizaban para evitar que las hojuelas de tabaco entraran en contacto con la lengua del fumador. Muchos todavía tienen diseños que parecen corcho. [1]
El público fumador de cigarrillos concede gran importancia al examen visual del material filtrante de los cigarrillos con punta de filtro después de fumarlos. Generalmente se realiza una comparación visual antes y después de fumar y si el material de la punta del filtro, después de fumar, se oscurece, se considera automáticamente que la punta es efectiva. Aunque el uso de dicho material de cambio de color probablemente tendría poco o ningún efecto sobre la eficacia real del material de la punta del filtro, las ventajas publicitarias y de ventas son obvias.
— Claude Teague, el inventor del filtro que cambia de color [2]
Los filtros de cigarrillos suelen estar hechos de fibra plástica de acetato de celulosa , [3] pero a veces también de papel o carbón activado (ya sea como filtro de cavidad o incrustado en el acetato de celulosa).
El acetato de celulosa se obtiene esterificando pulpa de algodón o de madera blanqueada con ácido acético . De los tres grupos hidroxi de celulosa disponibles para la esterificación, entre dos y tres se esterifican controlando la cantidad de ácido (grado de sustitución (DS) 2,35-2,55). El éster se hila en fibras y se forma en haces llamados estopa de filtro. Se pueden agregar a los filtros de cigarrillos sabores ( mentol ), edulcorantes , suavizantes ( triacetina ), retardantes de llama ( tungstato de sodio ), cápsulas rompibles que liberan sabores a pedido y aditivos que colorean el humo del tabaco [ cita requerida ] . [12] [13] Los cinco mayores fabricantes de estopas de filtro son Celanese y Eastman Chemicals en los Estados Unidos, Cerdia en Alemania, Daicel y Mitsubishi Rayon en Japón.
Para pegar las costuras de los cigarrillos se utilizan colas de almidón o adhesivos a base de emulsión. Para las costuras de los filtros se utilizan adhesivos termofusibles y a base de emulsión. Se utilizan adhesivos a base de emulsión para unir los filtros a los cigarrillos. [14] El papel para puntas puede estar recubierto con alcohol polivinílico . [15]
La industria tabacalera determinó que la ilusión de la filtración era más importante que la filtración en sí. El pH del acetato de celulosa utilizado se modifica, de modo que su color se vuelve más oscuro cuando se expone al humo (esto fue inventado en 1953 por Claude Teague, trabajando para RJ Reynolds Tobacco Company ). [16] La industria quería que los filtros fueran vistos como efectivos por razones de marketing, a pesar de no hacer que los cigarrillos sean menos saludables . [3] [ verificación fallida ]
En la década de 1970, la evidencia epidemiológica relativa a los cánceres relacionados con el tabaco y los datos sobre enfermedades coronarias indicaron un riesgo reducido entre los fumadores con filtro de estas enfermedades. [17] Entre 1970 y 1980, algunos estudios mostraron una reducción del 20 al 50% en el riesgo de cáncer de pulmón para los fumadores a largo plazo de cigarrillos con filtro en comparación con los fumadores de cigarrillos sin filtro (IARC, 1986), pero estudios posteriores indicaron un riesgo similar. para el cáncer de pulmón en fumadores de cigarrillos con y sin filtro. [18] Las reducciones de riesgo dependen de diferentes aspectos, como el sexo o si una persona es atlética, el lugar del estudio, la edad de la persona y cuándo solo se consideraron los estudios que proporcionaron estimaciones ajustadas y no ajustadas. El hecho de que las estimaciones de riesgo relativo se ajusten o no al consumo de cigarrillos no es crucial para llegar a la conclusión de que los cigarrillos con filtro y la reducción de alquitrán ofrecen una ventaja clara. [19]
Varios filtros de cigarrillos complementarios ("Water Pik", "Venturi", "David Ross") se venden como dispositivos para dejar de fumar o reducir el alquitrán. La idea es que los filtros reduzcan los niveles de alquitrán y nicotina, permitiendo al fumador dejar de fumar. [20]
La industria tabacalera ha reducido la producción de alquitrán y nicotina en el humo de los cigarrillos desde los años 1960. Esto se ha logrado de diversas maneras, incluido el uso de cepas seleccionadas de plantas de tabaco, cambios en los procedimientos agrícolas y de curado, el uso de hojas reconstituidas (residuos de hojas de tabaco reprocesados), la incorporación de tallos de tabaco, la reducción de la cantidad de tabaco necesaria para llenar un cigarrillo expandiéndolo (como el trigo inflado) para aumentar su "poder de llenado" y mediante el uso de filtros y papeles de regalo de alta porosidad. Sin embargo, así como un bebedor tiende a beber un volumen mayor de cerveza que de vino o licores, muchos fumadores tienden a modificar inversamente su patrón de consumo de acuerdo con la fuerza del cigarrillo que fuman. A diferencia de las caladas estandarizadas de las máquinas de fumar en las que se basan los rendimientos de alquitrán y nicotina, cuando un fumador cambia a un cigarrillo con bajo contenido de alquitrán y nicotina, fuma más cigarrillos, da más caladas e inhala más profundamente. Por el contrario, cuando se fuma un cigarrillo con alto contenido de alquitrán y nicotina, se tiende a fumar e inhalar menos. [21]
A pesar de los cambios en el diseño y fabricación de cigarrillos durante los últimos cincuenta años, el uso de filtros y cigarrillos "ligeros" no disminuyó la ingesta de nicotina por cigarrillo ni disminuyó la incidencia de cáncer de pulmón ( NCI , 2001; IARC 83, 2004; Cirujano General de Estados Unidos, 2004). [22] El cambio a lo largo de los años de cigarrillos de mayor rendimiento a cigarrillos de menor rendimiento puede explicar el cambio en la patología del cáncer de pulmón . Es decir, el porcentaje de cánceres de pulmón que son adenocarcinomas ha aumentado, mientras que el porcentaje de cánceres de células escamosas ha disminuido. Se cree que el cambio en el tipo de tumor refleja la mayor liberación de nitrosamina de los cigarrillos de menor rendimiento y la mayor profundidad o volumen de inhalación de los cigarrillos de menor rendimiento para compensar las concentraciones más bajas de nicotina en el humo. [23]
El acetato de celulosa es un plástico no tóxico, inodoro, insípido y débilmente inflamable. Es resistente a los ácidos débiles y es en gran medida estable a los aceites minerales y grasos, así como al petróleo. Las colillas de cigarrillos fumadas (es decir, usadas/desechadas) contienen de 5 a 7 mg (~ 0,08 a 0,11 g) de nicotina (aproximadamente el 25 % del contenido total de nicotina del cigarrillo). El acetato de celulosa es hidrófilo y retiene los componentes del humo solubles en agua (muchos de los cuales son irritantes, incluidos ácidos, álcalis, aldehídos y fenoles), al tiempo que deja pasar los compuestos aromáticos lipófilos.
Las colillas de cigarrillos son el desecho antropogénico (fabricado por el hombre) más desechado en el mundo. Cada año se fuman aproximadamente 5,6 billones de cigarrillos en todo el mundo. [24] De ellos, se estima que 4,5 billones de colillas de cigarrillos se convierten en basura cada año. [25] El plástico acetato de celulosa de las colillas de cigarrillos se biodegrada gradualmente, pasando por la etapa de microplásticos . [26] La descomposición de las colillas de cigarrillos desechadas depende en gran medida de las condiciones ambientales. Un artículo de revisión de 2021 cita un experimento en el que entre el 45% y el 50% de la masa de acetato de celulosa se degradó completamente a CO2 después de 55 días de compostaje controlado y otro en el que se produjo una degradación insignificante después de 12 semanas en compost a escala piloto. [27] [28] [29]
Durante el acto de fumar, las fibras plásticas de acetato de celulosa y el papel para puntas absorben una amplia gama de sustancias químicas presentes en el humo del tabaco. Una vez desechadas las colillas de cigarrillos, pueden filtrar al medio ambiente toxinas como nicotina, arsénico, hidrocarburos aromáticos policíclicos y metales pesados. [30] Se ha demostrado que las colillas de cigarrillos fumadas y el tabaco de los cigarrillos en las colillas son tóxicos para los organismos acuáticos como el pececillo marino ( Atherinops affinis ) y el pececillo cabezona de agua dulce ( Pimephales promelas ). [31]
La humedad atmosférica, el ácido gástrico , la luz y las enzimas hidrolizan el acetato de celulosa a ácido acético y celulosa . La celulosa se puede hidrolizar aún más a celobiosa o glucosa en un medio ácido. Los humanos no pueden digerir la celulosa y excretar las fibras en las heces porque, a diferencia de los animales rumiantes, conejos , roedores , termitas y algunas bacterias y hongos, carecen de enzimas celulolíticas como la celulasa . [ cita necesaria ]
Muchos gobiernos han sancionado duras penas por tirar basura en los filtros de los cigarrillos; por ejemplo, el estado de Washington impone una multa de 1.025 dólares por tirar basura en los filtros de los cigarrillos. [32] Otra opción es desarrollar mejores filtros biodegradables . Gran parte de este trabajo se basa en gran medida en la investigación sobre el mecanismo secundario de fotodegradación. Sin embargo, hacer que un producto sea biodegradable significa hacerlo vulnerable a la humedad y al calor, lo que no es adecuado para los filtros fabricados para humo caliente y húmedo. [16] La siguiente opción es utilizar paquetes de cigarrillos con un compartimento para las colillas desechadas, implementar depósitos monetarios en los filtros, aumentar la disponibilidad de recipientes para cigarrillos y ampliar la educación pública. Otros han sugerido prohibir por completo la venta de cigarrillos con filtro basándose en su impacto ambiental adverso. [24]
Se han realizado investigaciones recientes para encontrar formas de utilizar los residuos del filtro para desarrollar otros productos. Un grupo de investigación de Corea del Sur ha desarrollado un proceso de un solo paso que convierte el acetato de celulosa de los filtros de cigarrillos desechados en un material de electrodo supercondensador de alto rendimiento. Estos materiales han demostrado un rendimiento superior en comparación con los nanotubos de carbono, grafeno y carbono disponibles comercialmente . [33]
Otro grupo de investigadores ha propuesto añadir pastillas de ácido alimentario dentro de los filtros. Una vez mojadas lo suficiente, las tabletas liberarían ácido que acelera la degradación a aproximadamente dos semanas, en lugar de usar triacetato de celulosa y además el humo del cigarrillo es bastante ácido. [34]
El filtro de cigarrillos puede incorporar un sistema de filtración de carbón activado. En lugar de filtros de acetato o cartón, consta de dos tapas de cerámica a cada lado que contienen carbón activado, que reduce el alquitrán y otras toxinas del humo. [35]