La limpieza en seco es cualquier proceso de limpieza de prendas de vestir y textiles que utiliza un disolvente distinto del agua . En su lugar, la ropa se sumerge en un disolvente líquido sin agua (normalmente no polar , a diferencia del agua, que es un disolvente polar ). El percloroetileno (conocido en la industria como "perc") es el disolvente más utilizado, aunque también se utilizan disolventes alternativos como los hidrocarburos y el CO2 supercrítico .
La mayoría de las fibras naturales se pueden lavar con agua, pero algunas fibras sintéticas (por ejemplo, la viscosa ) reaccionan mal con el agua y, si es posible, se deben limpiar en seco. [1] De lo contrario, esto podría provocar cambios en la textura, la resistencia y la forma. Además, ciertas telas especiales, como la seda y el rayón, también pueden beneficiarse de la limpieza en seco para evitar daños.
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Los antiguos griegos y romanos tenían algunos métodos sin agua para limpiar textiles, que implicaban el uso de productos químicos en polvo y arcilla absorbente ( tierra de batán ). [ cita requerida ] En la década de 1700, los franceses usaban solventes a base de trementina para una limpieza especializada. [ cita requerida ]
La limpieza en seco moderna a base de disolventes puede haberse originado en 1821 con el empresario estadounidense Thomas L. Jennings . Jennings se refería a su método como "fregado en seco". [2]
El operador de tintorería francés Jean Baptiste Jolly [3] [a] desarrolló su propio método utilizando queroseno y gasolina para limpiar telas. [3] Abrió el primer servicio de limpieza en seco en París en 1845. [5]
Las preocupaciones sobre la inflamabilidad llevaron a William Joseph Stoddard, un tintorero de Atlanta , a desarrollar en 1924 el disolvente Stoddard (white spirit) como una alternativa ligeramente menos inflamable a los disolventes a base de gasolina.
El uso de solventes derivados del petróleo altamente inflamables causó muchos incendios y explosiones, lo que resultó en la regulación gubernamental de las tintorerías.
Después de la Primera Guerra Mundial , las tintorerías comenzaron a utilizar disolventes clorados . Estos disolventes eran mucho menos inflamables que los disolventes derivados del petróleo y tenían un mayor poder de limpieza. [ cita requerida ] Los primeros disolventes fueron el tetracloruro de carbono y el tricloroetileno (TCE), pero gradualmente se dejaron de utilizar a medida que se conocieron más sus efectos adversos para la salud. El TCE todavía se puede utilizar ocasionalmente para la limpieza localizada de manchas difíciles.
A mediados de la década de 1930, la industria de la limpieza en seco había comenzado a utilizar tetracloroetileno (también llamado percloroetileno o PCE) como disolvente. Tiene un excelente poder de limpieza, no es inflamable y es compatible con la mayoría de las prendas. Debido a que es estable, el tetracloroetileno se recicla fácilmente, pero es persistente si se libera al medio ambiente. [6]
Desde la perspectiva del cliente, las tintorerías son o bien "plantas" o bien "tiendas de entrega". Las primeras realizan la limpieza en el lugar, mientras que una tienda de entrega recibe las prendas de los clientes, las envía a una planta grande y luego hace que las prendas limpias sean devueltas a la tienda para que el cliente las recoja. La última configuración minimiza el riesgo de incendio o de humos peligrosos creados por el proceso de limpieza. En ese momento, la limpieza en seco se realizaba utilizando dos máquinas: una para el proceso de limpieza y la segunda para eliminar el disolvente de las prendas.
Las máquinas de esta época se describían como "ventiladas"; sus gases de escape de secado se expulsaban a la atmósfera, al igual que muchos escapes de secadoras de ropa modernas. Esto contribuía a la contaminación ambiental y se perdía en la atmósfera mucho disolvente potencialmente reutilizable. Hoy en día, controles mucho más estrictos sobre las emisiones de disolventes han garantizado que todas las máquinas de limpieza en seco del mundo occidental estén completamente cerradas y que no se ventilen humos de disolventes a la atmósfera. [ cita requerida ] En las máquinas cerradas, el disolvente extraído durante el proceso de secado se recupera y se purifica por destilación , de modo que se puede reutilizar para limpiar cargas posteriores o desecharlo de forma segura. La mayoría de las máquinas cerradas modernas también incorporan un sensor de secado controlado por computadora, que detecta automáticamente cuándo se han eliminado todos los rastros detectables de PCE. Este sistema garantiza que solo se liberen pequeñas cantidades de humos de PCE al final del ciclo.
En términos de mecanismo, la limpieza en seco solubiliza selectivamente las manchas en la prenda. Los solventes no son polares y tienden a extraer selectivamente muchos compuestos que causan manchas. De lo contrario, estas manchas solo se disolverían en mezclas de detergentes acuosos a altas temperaturas, lo que podría dañar las telas delicadas.
Los disolventes no polares también son buenos para algunos tejidos, especialmente los naturales, ya que el disolvente no interactúa con ningún grupo polar dentro del tejido. El agua se une a estos grupos polares, lo que da como resultado la hinchazón y el estiramiento de las proteínas dentro de las fibras durante el lavado. Además, la unión de las moléculas de agua interfiere con las atracciones débiles dentro de la fibra, lo que resulta en la pérdida de la forma original de la fibra. Después del ciclo de lavado, las moléculas de agua se evaporarán. Sin embargo, la forma original de las fibras ya se ha distorsionado y esto generalmente da como resultado encogimiento. Los disolventes no polares evitan esta interacción, protegiendo los tejidos más delicados.
El uso de un disolvente eficaz combinado con la fricción mecánica del tambor elimina eficazmente las manchas.
Una máquina de limpieza en seco es similar a una combinación de lavadora y secadora de ropa doméstica. Las prendas se colocan en la cámara de lavado o extracción (denominada "cesto" o "tambor"), que constituye el núcleo de la máquina. La cámara de lavado contiene un tambor perforado de eje horizontal que gira dentro de una carcasa exterior. La carcasa contiene el disolvente mientras que el tambor giratorio contiene la carga de prendas. La capacidad del cesto es de entre 10 y 40 kilogramos (22 y 88 libras). [ cita requerida ]
Durante el ciclo de lavado, la cámara se llena aproximadamente hasta un tercio de su capacidad con disolvente y comienza a girar, agitando la ropa. La temperatura del disolvente se mantiene a 30 °C (86 °F) o menos, ya que una temperatura más alta puede dañarla. Durante el ciclo de lavado, el disolvente en la cámara (comúnmente conocida como "jaula" o "caja de aparejos") pasa a través de una cámara de filtración y luego se devuelve a la "jaula". Esto se conoce como el ciclo y continúa durante la duración del lavado. Luego, el disolvente se retira y se envía a una unidad de destilación que consta de una caldera y un condensador . El disolvente condensado se alimenta a una unidad separadora donde el agua restante se separa del disolvente y el disolvente refinado se alimenta al tanque de disolvente limpio. El caudal ideal es de aproximadamente 8 litros de disolvente por kilogramo de prendas por minuto (aproximadamente un galón por libra de prendas), dependiendo del tamaño de la máquina.
Un ciclo de lavado típico dura entre 8 y 15 minutos, según el tipo de prenda y el grado de suciedad. Durante los primeros tres minutos, la suciedad soluble en disolventes se disuelve en el percloroetileno y la suciedad suelta e insoluble se desprende. Se necesitan entre 10 y 12 minutos después de que se haya quitado la suciedad suelta para eliminar cualquier suciedad insoluble incrustada en las prendas. Las máquinas que utilizan disolventes de hidrocarburos requieren un ciclo de lavado de al menos 25 minutos debido a la velocidad mucho más lenta de solvatación de la suciedad soluble en disolventes. También se puede añadir un "jabón" tensioactivo de limpieza en seco.
Al finalizar el ciclo de lavado, la máquina inicia un ciclo de enjuague en el que la carga de prendas se enjuaga con solvente recién destilado dispensado desde el tanque de solvente. Este enjuague con solvente puro evita la decoloración causada por partículas de suciedad que se depositan nuevamente en la prenda a partir del solvente de trabajo "sucio".
Después del ciclo de enjuague, la máquina comienza el proceso de extracción, que recupera el solvente para su reutilización. Las máquinas modernas recuperan aproximadamente el 99,99% del solvente empleado. El ciclo de extracción comienza drenando el solvente de la cámara de lavado y acelerando la canasta a 350–450 rpm , lo que hace que gran parte del solvente se desprenda de la tela. Hasta ese momento, la limpieza se realiza a temperatura normal, ya que el solvente nunca se calienta durante el proceso de limpieza en seco. Cuando ya no se puede extraer más solvente, la máquina comienza el ciclo de secado.
Durante el ciclo de secado, las prendas se dan vueltas en una corriente de aire caliente (60–63 °C; 140–145 °F) que circula por toda la cesta, evaporando los restos de disolvente que quedan después del ciclo de centrifugado. La temperatura del aire se controla para evitar que el calor dañe las prendas. El aire caliente que sale de la máquina pasa a continuación por una unidad de refrigeración donde los vapores de disolvente se condensan y vuelven al tanque de disolvente destilado. Las máquinas de limpieza en seco modernas utilizan un sistema de circuito cerrado en el que el aire frío se recalienta y recircula. Esto da como resultado altas tasas de recuperación de disolvente y una menor contaminación del aire. En los primeros días de la limpieza en seco, se liberaban grandes cantidades de percloroetileno a la atmósfera porque se consideraba barato y se creía que era inofensivo.
Una vez finalizado el ciclo de secado, un ciclo de desodorización ( aireación ) enfría las prendas y elimina los restos de disolvente haciendo circular aire frío del exterior sobre las prendas y, a continuación, a través de un filtro de recuperación de vapor fabricado con carbón activado y resinas poliméricas. Después del ciclo de aireación, las prendas están limpias y listas para el planchado y el acabado.
El disolvente de trabajo de la cámara de lavado pasa por varios pasos de filtración antes de regresar a la cámara de lavado. El primer paso es una trampa de botones, que evita que pequeños objetos como pelusas, sujetadores, botones y monedas entren en la bomba de disolvente.
Con el tiempo, se acumula una fina capa de torta de filtración (denominada "escoria") en el filtro de pelusa. La suciedad se retira periódicamente (normalmente una vez al día) y luego se procesa para recuperar el disolvente atrapado en ella. Muchas máquinas utilizan " filtros de disco giratorio ", que eliminan la suciedad del filtro mediante fuerza centrífuga mientras se lava a contracorriente con disolvente.
Después del filtro de pelusa, el disolvente pasa a través de un filtro de cartucho absorbente . Este filtro, que contiene arcillas activadas y carbón activado , elimina la suciedad fina insoluble y los residuos no volátiles, junto con los colorantes del disolvente. Finalmente, el disolvente pasa a través de un filtro de pulido, que elimina cualquier contaminante que no se haya eliminado anteriormente. A continuación, el disolvente limpio se devuelve al tanque de disolvente de trabajo.
"Residuos de polvo cocido" es el nombre que recibe el material de desecho generado al cocinar o destilar lodo. Contendrá disolvente residual, material de filtro en polvo (diatomita), carbón, residuos no volátiles, pelusa, tintes, grasa, tierra y agua. El lodo residual o residuo sólido del alambique contiene disolvente residual, agua, tierra, carbón y otros residuos no volátiles. Los filtros usados son otra forma de desecho, al igual que las aguas residuales, que también están sujetas a la regulación de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (US EPA) y las autoridades locales. [7]
Para mejorar el poder de limpieza, se añaden pequeñas cantidades de detergente (0,5-1,5 %) al disolvente de trabajo, que son esenciales para su funcionamiento. Estos detergentes emulsionan la suciedad hidrófoba y evitan que la suciedad vuelva a depositarse en las prendas. Según el diseño de la máquina, se utiliza un detergente aniónico o catiónico .
Las prendas deben revisarse cuidadosamente para detectar objetos extraños antes de colocarlas en la máquina. Elementos como bolígrafos de plástico pueden disolverse en el baño de solvente, dañando todo el lote de textiles. Algunos tintes textiles son "sueltos" y desprenderán tinte durante la inmersión en el solvente.
Los artículos frágiles, como colchas de plumas o alfombras o tapices con borlas, se pueden proteger encerrándolos en una bolsa de malla suelta . La densidad del percloroetileno es de alrededor de 1,62 g/cm3 a temperatura ambiente (62 % más pesado que el agua) y el peso del disolvente absorbido puede hacer que el tejido falle bajo las fuerzas típicas durante el ciclo de extracción por centrifugado, a menos que la bolsa de malla proporcione soporte mecánico.
No todas las manchas se pueden eliminar con la limpieza en seco. Algunas manchas deben tratarse con disolventes quitamanchas (a veces con un chorro de vapor o sumergiéndolas en líquidos quitamanchas especiales) antes de lavarlas o limpiarlas en seco. Además, las prendas que han estado guardadas sucias durante mucho tiempo son difíciles de devolver a su color y textura originales, ya que con el tiempo pueden producirse reacciones químicas irreversibles (como la oxidación).
El símbolo internacional de lavado en seco de GINETEX es un círculo. Puede tener la letra "P" en su interior para indicar que se trata de un disolvente de percloroetileno, o la letra "F" para indicar que se trata de un disolvente inflamable (en alemán: Feuergefährliches Schwerbenzin ). Una barra debajo del círculo indica que solo se recomiendan procesos de limpieza suaves. Un círculo vacío tachado indica que una prenda no debe lavarse en seco en absoluto. [8]
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El percloroetileno (PCE o "perc", tetracloroetileno) se utiliza desde la década de 1930. El PCE es el disolvente más común, el "estándar" en cuanto a rendimiento de limpieza. Es un disolvente de limpieza muy eficaz, es térmicamente estable, reciclable, tiene una baja toxicidad y un olor agradable. El PCE se recicla por destilación en su punto de ebullición (121 °C).
El disolvente puede provocar la pérdida de color, especialmente a temperaturas altas. En algunos casos, puede dañar adornos especiales, botones y cuentas de algunas prendas. Es mejor para las manchas a base de aceite (que representan alrededor del 10 % de las manchas) [ cita requerida ] que las manchas solubles en agua más comunes, como las de café, vino y sangre.
La toxicidad del tetracloroetileno es "moderada a baja" y "los informes de lesiones humanas son poco comunes a pesar de su amplio uso en la limpieza en seco y el desengrasado". [9] El tetracloroetileno está clasificado como "probablemente cancerígeno para los seres humanos" (Grupo 2A) por la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC). Existe la posibilidad de que sea cancerígeno para los seres humanos a largo plazo, pero la evidencia es limitada ya que la mayoría de los limpiadores en seco evaluados tenían hábitos de consumo de alcohol y tabaco intensos. [10] La exposición al tetracloroetileno en una tintorería típica se considera muy por debajo de los niveles necesarios para causar algún riesgo. [11]
Se estima que entre el 50% y el 70% de las tintorerías en los EE. UU. usaban PCE en 2012. [update][ 7] Hay solventes alternativos disponibles, pero estos pueden requerir cambios importantes en el equipo, los procedimientos y la capacitación de los operadores. [7] Los solventes inflamables pueden requerir la instalación de costosos sistemas de extinción de incendios . [7]
Debido a que el PCE ha sido durante mucho tiempo el solvente estándar de facto para la limpieza en seco, existe un interés considerable en encontrar un solvente sustituto "directo" que pueda usarse con cambios mínimos en los equipos y procedimientos existentes. [7]
Los hidrocarburos de alto punto de inflamación , caracterizados por tener un punto de inflamación superior a 60 °C (140 °F), se consideran más seguros que los disolventes de hidrocarburos tradicionales. [7] : 18–19 Los ejemplos incluyen DF-2000 de Exxon-Mobil o EcoSolv de Chevron Phillips y Pure Dry. Estos disolventes a base de petróleo son menos agresivos pero también menos efectivos que el PCE. Aunque los hidrocarburos son combustibles, el riesgo de incendio o explosión se puede minimizar cuando se usan correctamente; también puede ser necesario un sistema de extinción de incendios. Los hidrocarburos se consideran contaminantes de compuestos orgánicos volátiles (COV). [7] : 18–19 Los hidrocarburos retienen alrededor del 10-12% del mercado. [ cita requerida ]
El tricloroetileno (TCE) es más agresivo que el PCE, pero hoy en día se utiliza muy poco. Con sus propiedades desengrasantes superiores, en el pasado se utilizaba a menudo para la limpieza de ropa de trabajo y monos industriales. Está químicamente relacionado con el tetracloroetileno. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos clasifica el TCE como cancerígeno para los seres humanos . [12]
El CO 2 supercrítico es una alternativa al PCE; sin embargo, es inferior a la hora de eliminar algunas formas de suciedad. [13] [7] Los surfactantes aditivos mejoran la eficacia del CO 2 . [14] El dióxido de carbono es casi totalmente no tóxico (pero es un riesgo asfixiante en altas concentraciones). [7]
El proceso de limpieza en seco con CO2 implica cargar una cámara sellada que ha sido cargada con ropa, utilizando dióxido de carbono gaseoso desde un recipiente de almacenamiento a aproximadamente 200 a 300 psi (14 a 21 bar) de presión. Este paso en el proceso se inicia como precaución para evitar un choque térmico en la cámara de limpieza. Luego, el dióxido de carbono líquido se bombea a la cámara de limpieza desde un recipiente de almacenamiento separado mediante una bomba hidráulica o eléctrica (que preferiblemente tiene pistones dobles). La bomba aumenta la presión del dióxido de carbono líquido a aproximadamente 900 a 1500 psi (62 a 103 bar). Un subenfriador separado reduce la temperatura del dióxido de carbono de 2 a 3 °C (3,6 a 5,4 °F) por debajo del punto de ebullición, en un esfuerzo por evitar la cavitación que podría conducir a una degradación prematura de la bomba. [15]
Consumer Reports calificó al CO 2 supercrítico como superior a los métodos convencionales, pero el Drycleaning and Laundry Institute comentó sobre su "capacidad de limpieza bastante baja" en un informe de 2007. [16] El CO 2 supercríticoes un solvente suave en general, lo que reduce su capacidad para atacar agresivamente las manchas.
Una deficiencia del CO2 supercrítico es que su conductividad eléctrica es baja. Como se mencionó en la sección de Mecanismos, la limpieza en seco utiliza propiedades químicas y mecánicas para eliminar las manchas. Cuando el solvente interactúa con la superficie de la tela, la fricción disloca la suciedad. Al mismo tiempo, la fricción también genera una carga eléctrica. Las telas son muy malos conductores, pero por lo general esta acumulación de electricidad estática se disipa a través del solvente. Esta descarga no ocurre en el dióxido de carbono líquido, y la acumulación de una carga eléctrica en la superficie de la tela atrae la suciedad hacia la superficie, lo que disminuye la eficiencia de la limpieza. [ cita requerida ]
Para compensar la baja solubilidad y conductividad del dióxido de carbono supercrítico, la investigación se ha centrado en los aditivos. Para aumentar la solubilidad, el 2-propanol ha demostrado tener mayores efectos de limpieza para el dióxido de carbono líquido, ya que aumenta la capacidad del disolvente para disolver compuestos polares. [17]
La maquinaria para el uso de CO2 supercrítico es cara (hasta 90.000 dólares más que una máquina PCE), lo que dificulta su asequibilidad para las pequeñas empresas. Algunos limpiadores que disponen de estas máquinas mantienen en sus instalaciones máquinas tradicionales para los tejidos más sucios, pero otros consideran que las enzimas derivadas de plantas son igualmente eficaces y más sostenibles desde el punto de vista medioambiental.
Durante décadas se han hecho esfuerzos para reemplazar el PCE. Estas alternativas no han demostrado ser populares hasta ahora:
En Gran Bretaña, el descubrimiento se atribuyó durante mucho tiempo a un supuesto sastre parisino llamado Jolly-Belin [...] En realidad, el descubridor de la limpieza en seco no se llamaba Jolly-Belin, sino Jean-Baptiste Jell.