Limpieza en seco

Tras la Primera Guerra Mundial , las tintorerías comenzaron a utilizar disolventes clorados . Estos disolventes eran mucho menos inflamables que los derivados del petróleo y tenían un mayor poder de limpieza. Los primeros disolventes utilizados fueron el tetracloruro de carbono y el tricloroetileno (TCE). El tetracloruro de carbono se empleó por primera vez como quitamanchas a principios de la década de 1890 en Alemania y, posteriormente, su uso en tintorerías se extendió a la década de 1920. El TCE se introdujo en 1930, pero tenía el inconveniente de ser incompatible con los tintes de acetato. ^{[ 10 ]}

En 1930, los químicos Sylvia Stoesser , John Grebe y J. Lawrence Amos de Dow Chemical sugirieron el uso de percloroetileno en lugar de disolventes de hidrocarburos inflamables en la limpieza en seco, a raíz de las solicitudes de representantes de la industria. Se adquirió una lavadora para el laboratorio con fines de investigación y pruebas, y todos sus componentes de caucho se reemplazaron por neopreno , que es resistente a los disolventes orgánicos. ^{[ 11 ]} El uso de percloroetileno en la limpieza en seco se adoptó ya en 1933, cuando comenzaba a considerarse el "disolvente ideal para la limpieza en seco". Ese mismo año, se desarrolló una máquina de limpieza en seco específicamente para su uso con percloroetileno y tricloroetileno. ^{[ 12 ]} A mediados de la década de 1930, la industria de la limpieza en seco había comenzado a adoptar el percloroetileno como disolvente principal. Tiene un excelente poder de limpieza, no es inflamable y es compatible con la mayoría de las prendas. Debido a su estabilidad, el percloroetileno se recicla fácilmente mediante destilación. ^{[ 13 ]}

Las máquinas de limpieza en seco se clasifican en varias generaciones: ^{[ 7 ] [ 14 ] [ 15 ]}

• Las máquinas de primera generación constaban de dos unidades separadas y se utilizaron hasta finales de la década de 1960. Una unidad se destinaba exclusivamente al lavado y la otra al secado; la ropa lavada en seco se llevaba manualmente a la secadora por el operario. Las máquinas de esta época se describían como "ventiladas"; sus gases de escape se expulsaban a la atmósfera, al igual que los de muchas secadoras modernas. Esto contribuía a la contaminación ambiental y se perdía en la atmósfera una gran cantidad de disolvente potencialmente reutilizable.
• Las máquinas de segunda generación combinaban las funciones de lavadora y secadora, pero seguían expulsando los vapores al exterior. A estas máquinas todavía se las denomina "secadoras de ciclo completo".
• Las máquinas de tercera generación (finales de la década de 1970 a principios de la de 1980) incluían mecanismos para reducir las emisiones de vapor y recuperar el disolvente.
• Las máquinas de cuarta generación incorporaban un sistema interno de reciclaje de vapores que capturaba los vapores de disolvente del aire dentro de la máquina, y a menudo contaban con filtros de carbón para limpiar el disolvente usado. Estas máquinas eran prácticamente de circuito cerrado. En las máquinas cerradas, el disolvente extraído durante el proceso de secado se recupera y purifica mediante destilación , de modo que puede reutilizarse para limpiar cargas posteriores o eliminarse de forma segura. La mayoría de las máquinas cerradas modernas también incorporan un sensor de secado controlado por ordenador, que detecta automáticamente cuándo se han eliminado todos los restos detectables de PCE. Este sistema garantiza que solo se liberen pequeñas cantidades de vapores de PCE al final del ciclo.
• Las máquinas de quinta generación incorporaron sensores especiales para detectar concentraciones más elevadas de disolvente en el aire. Esta generación de máquinas cuenta con cierres automáticos en la tapa que impiden su apertura a menos que la concentración de disolvente en el aire dentro de la cámara se haya reducido a menos de 300 partes por millón.

Desde la perspectiva del cliente, las tintorerías se dividen en dos tipos: fábricas o centros de recogida. Las primeras realizan la limpieza en sus propias instalaciones, mientras que los centros de recogida reciben las prendas de los clientes, las envían a una fábrica y, posteriormente, las devuelven a la tintorería para que el cliente las recoja. Este último sistema minimiza el riesgo de incendio o de emanaciones peligrosas generadas durante el proceso de limpieza. Un sistema de tintorería más antiguo eran las máquinas de autoservicio, operadas por los propios clientes. Estas máquinas se veían principalmente en Norteamérica y su uso disminuyó a finales del siglo XX. ^{[ 13 ]}

_El percloroetileno ( C₂Cl₄ ; PCE o perc, tetracloroetileno) es el principal disolvente en _la limpieza en seco y se utiliza desde la década de 1930. El PCE es el disolvente más común y el estándar de eficacia de limpieza. Es un disolvente de limpieza altamente eficaz con un valor KB de 90, ^{[ 17 ]} y es térmicamente estable, no inflamable, reciclable, de muy baja toxicidad y con un olor agradable. El PCE se recicla por destilación a su punto de ebullición (121 °C). A diferencia del tetracloruro de carbono  , un disolvente relacionado en la limpieza en seco , el percloroetileno no es una sustancia que agote la capa de ozono . ^{[ 18 ]} El percloroetileno puede causar decoloración, especialmente a temperaturas elevadas. En algunos casos, puede dañar adornos, botones y cuentas en ciertas prendas. Es más eficaz para manchas de aceite que para manchas más comunes solubles en agua. No deja olor en la ropa lavada en seco. Una máquina de limpieza en seco que funciona con percloroetileno se denomina "máquina perc". ^{[ 19 ]}

La inhalación de altas concentraciones de percloroetileno puede producir efectos narcóticos y alucinógenos , por lo que el percloroetileno se considera una neurotoxina leve y estos efectos son completamente reversibles al cesar la exposición. La toxicidad del percloroetileno es de moderada a baja y los informes de lesiones en humanos son poco comunes a pesar de su amplio uso en limpieza en seco y desengrasado. ^{[ 20 ]} El percloroetileno está clasificado como "probablemente carcinógeno para los humanos" (Grupo 2A, misma clasificación que la carne roja ^{[ 21 ]} y las bebidas calientes ^{[ 22 ]} ) por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC). Existe la sospecha de que es carcinógeno para los humanos a largo plazo, pero la evidencia es limitada ya que la mayoría de los trabajadores de limpieza en seco evaluados tenían fuertes hábitos de tabaquismo y consumo de alcohol, que son carcinógenos conocidos, y estaban expuestos a muchos otros químicos en el lugar de trabajo. ^{[ 23 ]} Un estudio publicado en 2011 investigó las tasas de cáncer entre tintoreros expuestos a percloroetileno durante muchos años y trabajadores de lavandería que no estuvieron expuestos a percloroetileno como grupo de control , basado en un total de más de nueve mil personas, no encontró diferencias en las tasas de cáncer entre los dos grupos: no hubo un aumento significativo en la incidencia de cánceres de esófago, cuello uterino, hígado, riñón y vejiga, que anteriormente se sospechaba que eran causados ​​por el percloroetileno. ^{[ 24 ]} La exposición al percloroetileno en una tintorería típica se considera muy por debajo de los niveles necesarios para causar algún riesgo. ^{[ 25 ]}

Las mezclas de hidrocarburos tienen valores KB entre 27 y 45. ^{[ 13 ]} Los hidrocarburos se han utilizado en la limpieza en seco desde los primeros años (siglo XIX). Los primeros disolventes de hidrocarburos utilizados fueron el queroseno y el disolvente Stoddard menos inflamable (también llamado "aguarrás"), que es una mezcla de más del 65 % de hidrocarburos C ₁₀ o superiores, tiene un punto de inflamación relativamente bajo de 38 °C (100 °F) . ^{[ 26 ]} 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. ^{[ 16 ] : 18–19} Ejemplos incluyen el DF-2000 de Exxon-Mobil o EcoSolv de Chevron Phillips y PureDry. 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 utilizan correctamente; También puede ser necesario un sistema de extinción de incendios. Los hidrocarburos se consideran contaminantes orgánicos volátiles (COV). ^{[ 16 ] : 18–19}    

"PureDry" era una mezcla de disolventes comercializada en 2000 por Niran Technologies como alternativa al PCE. Contenía un 95 % de hidrocarburos isoparafínicos _C9 - _C12 , siendo el resto hidrofluoroéteres y perfluoroisobutiléteres (un tipo de PFAS ). ^{[ 27 ] [ 28 ]}

El decametilciclopentasiloxano ( C ₁₀ H ₃₀ Si ₅ O ₅ ; conocido coloquialmente como "siloxano" o "silicona líquida", marca registrada Siloxane D5), ^{[ 16 ] : 25} fue popularizado inicialmente por GreenEarth Cleaning a finales de la década de 1990. ^{[ 29 ]} Es más caro que el PCE (tanto en términos químicos como de maquinaria) y requiere una licencia de GreenEarth para ser utilizado por tintorerías. ^{[ 16 ]} Es insuficiente para disolver aceites y grasas, en comparación con otros disolventes de limpieza en seco. Tiene el valor KB más bajo (13) entre todos los disolventes de limpieza en seco. ^{[ 17 ]} Es menos agresivo que el PCE y puede utilizarse para limpiar prendas más delicadas. ^{[ 16 ] : 25} Las máquinas de limpieza en seco para decametilciclopentasiloxano reciclan el solvente mediante una filtración extensa, a diferencia de la mayoría de los demás sistemas de limpieza en seco para PCE, hidrocarburos y algunos otros solventes.

Se comercializa como un producto ecológico que se degrada rápidamente en el medio ambiente, pero está controlado en la Unión Europea debido a sus características persistentes, bioacumulativas y tóxicas . ^{[ 30 ]} No se degrada en la naturaleza, es altamente tóxico para la vida acuática y tiene propiedades bioacumulativas más altas que el percloroetileno. ^{[ 16 ] : 26} Su uso en la limpieza en seco estará prohibido en la Unión Europea después de junio de 2026 debido a su efecto ambiental. ^{[ 31 ]}

Durante décadas se han realizado esfuerzos para reemplazar el PCE. Hasta el momento, estas alternativas no han tenido éxito:

• Los éteres de glicol (también llamados "éteres de propilenglicol") son una clase de disolventes orgánicos que incluyen el éter terc-butílico de dipropilenglicol (DPtB), el éter n-butílico de dipropilenglicol (DPnB) y el éter terc-butílico de propilenglicol (PGtBE), introducidos en la década de 1990 como alternativa al PCE. Estas mezclas de disolventes son inflamables, pero se consideran comparables a los hidrocarburos de alta inflamación en cuanto a riesgo de incendio. Presentan una persistencia y unos efectos ambientales relativamente benignos. ^{[ 16 ] : 23–24}
• El dibutoximetano ( C ₉ H ₂₀ O ₂ ; acetal de dibutilo de formaldehído , también conocido como "butilal" o simplemente "acetal", y registrado como marca comercial "SolvonK4") ^{[ 16 ] : 21} es un disolvente bipolar que elimina manchas a base de agua y aceite. ^{[ 32 ] [ 16 ]} Debido a que este disolvente es relativamente nuevo en aplicaciones de limpieza, se han realizado relativamente pocas investigaciones específicas sobre sus efectos en la salud y el medio ambiente. ^{[ 16 ] : 21–22}

• Los disolventes bromados (como el bromuro de n -propilo , Fabrisolv , DrySolv ) son disolventes con valores KB más altos que el PCE ( el bromuro de n -propilo tiene un valor KB de 129, en comparación con 90 del PCE). ^{[ 33 ]} Esto permite una limpieza más rápida, pero puede dañar algunas cuentas y lentejuelas sintéticas si no se usa correctamente. Las máquinas que se usaban con bromuro de n -propilo eran máquinas de PCE convertidas. ^{[ 34 ]} Las máquinas de PCE convertidas a menudo tenían piezas incompatibles con el nPB, lo que provocaba fugas y una mayor exposición de los trabajadores al nPB. ^{[ 35 ]}

Desde el punto de vista de la salud, se han reportado riesgos asociados con el nPB, como el entumecimiento permanente de los nervios. ^{[ 36 ]} En cuanto al medio ambiente, está aprobado por la EPA de EE. UU. Es uno de los solventes más caros, pero tiene ventajas como una limpieza más rápida, temperaturas más bajas y tiempos de secado rápidos. En 2016, el estado de Massachusetts catalogó el solvente como una "sustancia de alto riesgo" debido a la creciente preocupación por sus efectos en la salud y el medio ambiente. ^{[ 37 ]}

• _El CO₂ líquido o supercrítico es un disolvente alternativo sugerido; sin embargo, es inferior al percloroetileno y los hidrocarburos en la eliminación de algunos tipos de suciedad. [ 38 ] [ 16 ] Los tensioactivos aditivos mejoran la eficacia del CO₂. [ 39 ] La maquinaria para el uso de CO₂ ^{es costosa , hasta $ 90} 000 más que ^{una máquina PCE} , _lo que dificulta su asequibilidad para las pequeñas empresas. Algunos tintoreros con estas máquinas mantienen máquinas tradicionales en sus instalaciones para textiles más sucios, pero otros encuentran que las enzimas derivadas de plantas son igualmente efectivas y más sostenibles ambientalmente. _El dióxido de carbono es casi completamente no tóxico (pero es un riesgo de asfixia en altas concentraciones). ^{[ 16 ]} El proceso de limpieza en seco _con CO₂ 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 en el proceso se inicia como precaución para evitar el choque térmico en la cámara de limpieza. El dióxido de carbono líquido se bombea a la cámara de limpieza desde un depósito independiente mediante una bomba hidráulica o eléctrica (preferiblemente de doble pistón). La bomba aumenta la presión del dióxido de carbono líquido a aproximadamente 900 a 1500 psi (62 a 103 bar) . Un subenfriador independiente reduce la temperatura del dióxido de carbono entre 2 y 3 °C (3,6 a 5,4 °F) por debajo del punto de ebullición, con el fin de evitar la cavitación , que podría provocar la degradación prematura de la bomba. ^{[ 40 ]}       

Consumer Reports calificó _el CO₂ 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. ^{[ 41 ]} _El CO₂ es un disolvente suave en general, lo que reduce su capacidad para atacar agresivamente las manchas. Una deficiencia del _CO₂ es que su conductividad eléctrica es baja. Como se mencionó en la sección Mecanismo , la limpieza en seco utiliza propiedades tanto químicas como mecánicas para eliminar las manchas. Cuando el disolvente interactúa con la superficie de la tela, la fricción desplaza la suciedad. Al mismo tiempo, la fricción también acumula una carga eléctrica. Las telas son muy malos conductores, pero generalmente 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 de vuelta a la superficie, disminuyendo la eficacia de la limpieza.Para compensar la baja solubilidad y conductividad del dióxido de carbono supercrítico, la investigación se ha centrado en aditivos. Para una mayor solubilidad, el 2-propanol ha demostrado mayores efectos de limpieza para el dióxido de carbono líquido, ya que aumenta la capacidad del disolvente para disolver compuestos polares. ^{[ 42 ]}

• El tricloroetileno (TCE) es más agresivo (valor KB: 129) ^{[ 17 ]} que el PCE y el 1,1,1-tricloroetano, químicamente relacionados. Ya no se utiliza como disolvente principal en la limpieza en seco, pero aún se emplea como quitamanchas. Con propiedades desengrasantes superiores, se utilizaba con frecuencia para la limpieza de ropa de trabajo industrial y monos. Tenía tendencia a disolver los tintes de acetato. ^{[ 10 ] [ 5 ]} El tricloroetileno se introdujo en 1930, pero fue sustituido en gran medida por el PCE en la década de 1950. ^{[ 10 ]} El riesgo para la salud más común del TCE son sus efectos anestésicos. El TCE es un carcinógeno humano (clasificado como tal por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer y la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos ), aunque débil. ^{[ 43 ]}
• El tetracloruro de carbono (CCl₄ ₎ se utilizó ampliamente en la limpieza en seco como el primer disolvente clorado, como alternativa no inflamable a los disolventes de hidrocarburos altamente inflamables, y se empleó hasta la década de 1950. Era uno de los disolventes más fuertes (valor KB: 136) ^{[ 17 ]} entre los muchos utilizados en la limpieza en seco. Tendía a hidrolizarse en presencia de humedad para formar compuestos ácidos que corroían la maquinaria utilizada en la limpieza en seco. Su uso se abandonó tras descubrirse su alta hepatotoxicidad . ^{[ 10 ] [ 5 ]}
• El 1,1,1-tricloroetano (metilcloroformo, cloroteno) también se utilizaba en la limpieza en seco, hasta que se prohibió su uso debido a sus efectos nocivos sobre la capa de ozono.
• El CFC-113 (Freón-113, Valclene , Arklone ), un clorofluorocarbono , está prohibido por ser una sustancia que agota la capa de ozono . Tiene un valor KB de 30. ^{[ 17 ]} Fue introducido en la limpieza en seco en 1961 por DuPont . ^{[ 44 ]} En 1986, 489 tintorerías en los EE. UU. (aproximadamente el 2,2 % de las 21 787 tintorerías) utilizaban CFC-113 como disolvente principal. ^{[ 45 ]}

El símbolo internacional GINETEX para la limpieza en seco es un círculo. Puede contener la letra "P" en su interior para indicar percloroetileno como disolvente, o la letra "F" para indicar 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 la prenda no debe lavarse en seco. ^{[ 46 ]}

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  Símbolo de limpieza profesional
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  Limpieza en seco, solo con percloroetileno (PCE).
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  Limpieza suave con PCE
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  Limpieza muy suave con PCE
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  Limpieza en seco, solo con disolventes de hidrocarburos (HCS).
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  Limpieza suave con disolventes de hidrocarburos.
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  Limpieza muy suave con disolventes de hidrocarburos.
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  No lavar en seco