La limpieza en seco es cualquier proceso de limpieza de prendas de vestir y textiles utilizando un disolvente distinto del agua .
La limpieza en seco todavía implica líquido, pero la ropa se empapa en un solvente líquido sin agua (generalmente no polar , a diferencia del agua, que es un solvente polar). El tetracloroetileno (percloroetileno), conocido en la industria como "perc", es el disolvente más utilizado. Los disolventes alternativos son el 1-bromopropano y los hidrocarburos. [1]
La mayoría de las fibras naturales se pueden lavar en agua, pero algunas sintéticas (por ejemplo, viscosa , lyocell , modal y cupro ) reaccionan mal con el agua y, si es posible, deben lavarse en seco. [2]
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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 necesaria ] En el siglo XVIII, los franceses utilizaban disolventes a base de trementina para limpieza especializada. [ cita necesaria ]
La limpieza en seco moderna a base de disolventes puede haberse originado en 1821 con el empresario estadounidense Thomas L. Jennings . Jennings se refirió a su método como "fregado en seco". [3]
El operador francés de tintorería Jean Baptiste Jolly [4] [a] desarrolló su propio método utilizando queroseno y gasolina para limpiar telas. [4] Abrió el primer servicio de tintorería en París en 1845. [6]
Las preocupaciones sobre la inflamabilidad llevaron a William Joseph Stoddard, un tintorero de Atlanta , a desarrollar en 1924 el disolvente Stoddard (aguarrás) como una alternativa ligeramente menos inflamable a los disolventes a base de gasolina.
El uso de disolventes de petróleo altamente inflamables provocó muchos incendios y explosiones, lo que dio lugar a la regulación gubernamental de las tintorerías.
Después de la Primera Guerra Mundial , las tintorerías comenzaron a utilizar disolventes clorados . Estos solventes eran mucho menos inflamables que los solventes de petróleo y tenían un poder de limpieza mejorado. [ cita necesaria ] Los primeros disolventes fueron el tetracloruro de carbono y el tricloroetileno (TCE), pero se fueron eliminando gradualmente a medida que se conocieron más sus efectos adversos para la salud. El TCE todavía se puede utilizar ocasionalmente para limpiar 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. [1]
Desde la perspectiva del cliente, las empresas de tintorería son "plantas" o "tiendas de entrega". El primero realiza la limpieza en el lugar, mientras que una tienda directa recibe prendas de los clientes, las envía a una planta grande y luego devuelve las prendas limpias a la tienda para que el cliente las recoja. Esta última configuración minimizó el riesgo de incendio o humos peligrosos creados por el proceso de limpieza. En ese momento, la limpieza en seco se realizaba utilizando dos máquinas separadas: una para el proceso de limpieza y la segunda para eliminar el solvente de las prendas.
Las máquinas de esta época se describían como "ventiladas"; sus gases de escape fueron expulsados a la atmósfera, al igual que muchos gases de escape de secadoras modernas. Esto contribuyó a la contaminación ambiental y gran parte del disolvente potencialmente reutilizable se perdió en la atmósfera. 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 expulsen vapores de disolventes a la atmósfera. [ cita necesaria ] En máquinas cerradas, el disolvente extraído durante el proceso de secado se recupera y purifica mediante destilación , por lo que puede reutilizarse para limpiar cargas adicionales o eliminarse de forma segura. La mayoría de las máquinas cerradas modernas también incorporan un sensor de secado controlado por computadora, que detecta automáticamente cuando se han eliminado todos los rastros detectables de PCE. Este sistema garantiza que sólo se liberen pequeñas cantidades de vapores de PCE al final del ciclo.
En términos de mecanismo, la limpieza en seco solubiliza selectivamente las manchas del artículo. Los disolventes no son polares y tienden a extraer selectivamente muchos compuestos que provocan manchas. De lo contrario, estas manchas sólo se disolverían en mezclas acuosas de detergentes a altas temperaturas, lo que podría dañar los tejidos delicados.
Los disolventes no polares también son buenos para algunas telas, especialmente las naturales, ya que el disolvente no interactúa con ningún grupo polar dentro de la tela. El agua se une a estos grupos polares, lo que provoca 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 comúnmente resulta en contracción. Los disolventes no polares evitan esta interacción, protegiendo los tejidos más delicados.
El uso de un disolvente eficaz junto con la fricción mecánica del giro elimina eficazmente las manchas.
Una máquina de limpieza en seco es similar a una combinación de lavadora doméstica y secadora de ropa. Las prendas se colocan en la cámara de lavado o extracción (denominada "cesta" 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 solvente mientras que el tambor giratorio sostiene la carga de la prenda. La capacidad de la cesta es de entre 10 y 40 kilogramos (22 y 88 libras). [ cita necesaria ]
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 dañarlo. Durante el ciclo de lavado, el disolvente de 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 ciclo y continúa durante todo el lavado. Luego se elimina el disolvente y se envía a una unidad de destilación que consta de una caldera y un condensador . El solvente condensado se alimenta a una unidad separadora donde el agua restante se separa del solvente y el solvente refinado se alimenta al tanque de solvente limpio. El caudal ideal es de aproximadamente 8 litros de solvente 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 solvente 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 tierra suelta para eliminar la suciedad insoluble de las prendas. Las máquinas que utilizan solventes de hidrocarburos requieren un ciclo de lavado de al menos 25 minutos debido a la velocidad mucho más lenta de solvatación de las suciedades solubles en solventes. También se puede añadir un "jabón" tensioactivo para limpieza en seco.
Al final del ciclo de lavado, la máquina inicia un ciclo de enjuague donde la carga de prendas se enjuaga con solvente recién destilado dispensado desde el tanque de solvente. Este enjuague con solvente puro previene la decoloración causada por las partículas de suciedad que se depositan nuevamente en la prenda debido al solvente de trabajo "sucio".
Luego del ciclo de enjuague, la máquina inicia el proceso de extracción, que recupera el solvente para su reutilización. Las máquinas modernas recuperan aproximadamente el 99,99% del disolvente 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 libere de la tela. Hasta ese momento, la limpieza se realiza a temperatura normal, ya que el disolvente nunca se calienta durante el proceso de limpieza en seco. Cuando ya no se puede centrifugar más disolvente, la máquina inicia el ciclo de secado.
Durante el ciclo de secado, las prendas se sumergen 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 daños por calor a las prendas. El aire caliente expulsado de la máquina luego pasa a través de una unidad enfriadora donde los vapores del solvente se condensan y regresan al tanque de solvente 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 solventes y una reducción de la contaminación del aire. En los primeros días de la limpieza en seco, se liberaban a la atmósfera grandes cantidades de percloroetileno porque se consideraba barato e inofensivo.
Una vez completado el ciclo de secado, un ciclo de desodorización ( aireación ) enfría las prendas y elimina más rastros de solvente haciendo circular aire fresco del exterior sobre las prendas y luego a través de un filtro de recuperación de vapor hecho de carbón activado y resinas poliméricas. Después del ciclo de aireación, las prendas quedan limpias y listas para planchar y terminar.
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 objetos pequeños como pelusas, sujetadores, botones y monedas entren en la bomba de disolvente.
Con el tiempo, se acumula una fina capa de torta de filtración (llamada "lodo") en el filtro de pelusa. La suciedad se retira periódicamente (comúnmente una vez al día) y luego se procesa para recuperar el disolvente atrapado en la suciedad. Muchas máquinas utilizan " filtros de disco giratorio ", que eliminan la suciedad del filtro mediante fuerza centrífuga mientras se lava 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 pulidor, que elimina cualquier contaminante que no se haya eliminado previamente. Luego, el disolvente limpio se devuelve al tanque de disolvente de trabajo.
"Residuos de polvo cocido" es el nombre que se le da al material de desecho generado al cocinar o destilar estiércol. Contendrá solvente residual, material filtrante en polvo (diatomita), carbón, residuos no volátiles, pelusa, tintes, grasa, tierra y agua. Los lodos residuales o residuos sólidos del alambique contienen disolventes residuales, agua, tierra, carbón y otros residuos no volátiles. Los filtros usados son otra forma de desperdicio, 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 agregan pequeñas cantidades de detergente (0,5 a 1,5%) al solvente de trabajo y son esenciales para su funcionalidad. Estos detergentes emulsionan la suciedad hidrófoba y evitan que la suciedad se vuelva a depositar en las prendas. Dependiendo del 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 disolvente y dañar todo el lote de textiles. Ciertos tintes textiles están "sueltos" y desprenderán tinte durante la inmersión en solvente.
Los artículos frágiles, como colchas de plumas o alfombras o tapices con borlas, pueden protegerse encerrándolos en una bolsa de malla suelta . La densidad del percloroetileno es de alrededor de 1,62 g/cm 3 a temperatura ambiente (62 % más pesado que el agua), y el peso del disolvente absorbido puede provocar que el textil falle bajo fuerzas típicas durante el ciclo de extracción por centrifugado, a menos que la bolsa de malla proporcione mecanismos mecánicos. apoyo.
No todas las manchas se pueden eliminar con la limpieza en seco. Algunas deben tratarse con disolventes quitamanchas (a veces mediante chorro de vapor o sumergiéndolas en líquidos quitamanchas especiales) antes de lavar o limpiar en seco las prendas. Además, es difícil devolver a las prendas que han estado sucias durante mucho tiempo su color y textura originales, ya que con el tiempo pueden ocurrir reacciones químicas irreversibles (como la oxidación).
El símbolo internacional de lavandería GINETEX para limpieza en seco es un círculo. Puede tener la letra "P" en su interior para indicar disolvente de percloroetileno, o la letra "F" para indicar un disolvente inflamable (alemán: Feuergefährliches Schwerbenzin ). Una barra debajo del círculo indica que sólo se recomiendan procesos de limpieza suaves. Un círculo vacío tachado indica que un artículo 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. PCE es el disolvente más común, el "estándar" para el rendimiento de limpieza. Es un disolvente limpiador muy eficaz, térmicamente estable, reciclable, de baja toxicidad y olor agradable. El PCE se recicla por destilación en su punto de ebullición (121 °C).
El disolvente puede provocar pérdida o sangrado del color, especialmente a temperaturas más 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 aproximadamente el 10% de las manchas) [ cita necesaria ] que las manchas solubles en agua más comunes (café, vino, sangre, etc.).
La toxicidad del percloroetileno es "moderada a baja" y "los informes de lesiones humanas son poco comunes a pesar de su amplio uso en limpieza en seco y desengrasado". [9] El tetracloroetileno está clasificado como "probablemente cancerígeno para los seres humanos" (Grupo 2A) por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC). Existe la posibilidad de que sea cancerígeno para los seres humanos, pero la evidencia es limitada ya que la mayoría de las tintorerías evaluadas fumaban y bebían mucho. [10] La exposición al tetracloroetileno en una tintorería típica se considera muy por debajo de los niveles requeridos para causar cualquier riesgo. [11]
Se estima que entre el 50 % y el 70 % de las tintorerías de EE. UU. utilizaban perc en 2012 [actualizar]. [7] Hay solventes alternativos disponibles, pero estos pueden requerir cambios importantes en el equipo, los procedimientos y la capacitación del operador. [7] Los disolventes inflamables pueden requerir la instalación de costosos sistemas de extinción de incendios . [7]
Debido a que el perc 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 alta 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 eficaces que el PCE. Aunque los hidrocarburos son combustibles, el riesgo de incendio o explosión se puede minimizar cuando se usan adecuadamente; 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 necesaria ]
El tricloroetileno (TCE) es más agresivo que el PCE, pero hoy en día se utiliza muy raramente. Con propiedades desengrasantes superiores, en el pasado se usaba a menudo para la limpieza de monos y ropa de trabajo industrial. Está químicamente relacionado con el tetracloroetileno. El TCE está clasificado como cancerígeno para los seres humanos por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos . [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 tensioactivos aditivos mejoran la eficacia del CO 2 . [14] El dióxido de carbono es casi completamente no tóxico (pero presenta un riesgo de asfixia en altas concentraciones). [7]
El proceso de limpieza en seco con CO 2 implica cargar una cámara sellada que ha sido cargada con ropa, utilizando dióxido de carbono gaseoso de un recipiente de almacenamiento a aproximadamente 200 a 300 psi (14 a 21 bar) de presión. Este paso del proceso se inicia como precaución para evitar un choque térmico en la cámara de limpieza. Luego se bombea dióxido de carbono líquido 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 provocar una degradación prematura de la bomba. [15]
Consumer Reports calificó el CO 2 supercrítico como superior a los métodos convencionales, pero el Instituto de Tintorería y Lavandería comentó su "capacidad de limpieza bastante baja" en un informe de 2007. [16] El CO 2 supercríticoes un disolvente suave en general, lo que reduce su capacidad para atacar agresivamente las manchas.
Una deficiencia del CO 2 supercrítico es que su conductividad eléctrica es baja. Como se menciona en la sección 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. Los tejidos son muy malos conductores, pero normalmente esta acumulación de electricidad estática se disipa a través del disolvente. 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 nuevamente hacia la superficie, disminuyendo la eficiencia de la limpieza. [ cita necesaria ]
Para compensar la mala solubilidad y conductividad del dióxido de carbono supercrítico, la investigación se ha centrado en los aditivos. Para una mayor solubilidad, el 2-propanol ha demostrado mayores efectos limpiadores del dióxido de carbono líquido, ya que aumenta la capacidad del disolvente para disolver compuestos polares. [17]
La maquinaria para el uso de CO 2 supercrítico es cara: hasta 90.000 dólares más que una máquina PCE, lo que dificulta la asequibilidad para las pequeñas empresas. Algunos limpiadores con estas máquinas mantienen las máquinas tradicionales en el sitio para los textiles más sucios, pero otros encuentran que las enzimas de origen vegetal son igualmente efectivas y más sustentables ambientalmente.
Durante décadas, se han realizado esfuerzos para reemplazar el PCE. Estas alternativas no han resultado populares hasta ahora:
En Gran Bretaña, Estados Unidos, el descubrimiento se atribuyó durante mucho tiempo a un supuesto sastre parisino llamado Jolly-Belin [...] En realidad, el descubridor de la tintorería no se llamó Jolly-Belin sino Jean-Baptiste Jell.