dimarts, 22 de desembre del 2009

Biostoning

Husam Dabbagh i Fiona Peris. Curs 2009-2010.

Todos nos habremos preguntado alguna vez cómo se consigue el efecto desgastado en la ropa tejana. Esta práctica fue introducida en Europa en los años 80, y su objetivo principal era modificar la estética de la prenda otorgándole un aspecto usado. El método clásico consistía en introducir piedras pómez en las lavadoras industriales junto con las prendas vaqueras recién teñidas. Al girar el tambor de la lavadora, se produce una fricción entre la piedra pómez y el tejido vaquero. Al igual que una lija, la piedra provoca un desprendimiento de partículas de tinte de la superficie de la prenda, obteniendo así el efecto deseado. Sin embargo, el uso de piedras pómez en este proceso presenta varios inconvenientes.
  • El proceso de abrasión es difícil de controlar (con poca cantidad de piedra no obtendremos la apariencia de interés, y un exceso de piedra puede provocar daños en el tejido).
  • Reducción de la calidad del producto.
  • Deterioro de botones, remaches, máquinas industriales, etc.
  • Toxicidad del polvo generado por la piedra pómez.

Una de las alternativas propuestas es el lavado con ácido. Sin embargo, a los inconvenientes anteriores se suman la contaminación de aguas residuales y el incremento de los costes de producción.

El biostoning fue introducido en Europa en el año 1989. Se trata de una técnica basada en el uso de enzimas, concretamente celulasas neutras y ácidas, que modifica selectivamente la superficie del tejido en cuestión. La enzima fue aislada por primera vez del hongo Trichoderma reesei. Sin embargo, hoy en día, además de obtenerse de éste, también puede aislarse de otros hongos y bacterias como Penicillium, Aspergillus o Clostridium, respectivamente. Con el objetivo de incrementar la productividad de la proteína, el gen suele ser insertado en bacterias.

Las celulasas son enzimas hidrolíticas que, en presencia de agua, participan en la degradación de los enlaces glicosídicos β-1,4 presentes en los polisacáridos de celulosa.

La transformación de la celulosa a glucosa por vía enzimática implica la acción de un sistema multienzimático; el complejo celulasas, constituido básicamente por 3 enzimas. Para el proceso de biostoning no es necesaria una hidrólisis completa con lo cual la β-glucosidasas no es requerdia durante el lavado de los vaqueros, quedando las enoglucanasa y exoglucanasas únicas enzimas implicadas en el proceso:
  • Endoglucanasas (3.2.1.4) que degradan al azar enlaces β-1,4 glicosídicos internos de la cadena de celulosa.

  • Exoglucanasas (3.2.1.91) que actúan sobre el extremo no reductor de la cadena generando unidades de celobiosa.
  • β-glucosidasas (3.2.1.21) que hidrolizan específicamente la celobiosa dando lugar a monómeros de glucosa.

Las celulasas pueden ser utilizadas juntamente con piedras pómez o pueden reemplazarlas totalmente.
El procedimiento general consiste en:
  • Introducir las prendas vaqueras en las lavadoras industriales.
  • Ajustar las condiciones del baño de tratamiento (5,5 < pH < 6, 50 < T < 60ºC)
  • Añadir la enzima y controlar las condiciones de reacción (tiempo, temperatura, pH y agitación).
  • Interrumpir la reacción agregando carbonato sódico y/o aumentando la temperatura hasta 80ºC durante 10 minutos.

Las principales ventajas del biostoning son:
  • Incremento de productividad en un 30-50% (poca cantidad de enzima en vez de kilos de piedra pómez)
  • Ausencia de polvos tóxicos
  • Creación de amplia gama de tonos y efectos de acabado
  • Reducción de daños en las telas y menor desgaste de las máquinas de trabajo
  • Reutilización de las enzimas

Sin embargo, también existen inconvenientes:
  • Limitación a la hora de producir enzima en cantidades industriales
  • Inestabilidad enzimática frente a factores externos como la temperatura, la fuerza iónica o el pH
  • Pérdida de actividad enzimática con el tiempo
  • Posible inhibición enzimática debido a algún sustrato o producto concreto

Anualmente se venden más de 200 millones pares de vaqueros en Europa, y 450 millones en Estados Unidos. A modo de anécdota, los ingleses compraron sólo en 2007 casi 86 millones de pares de jeans, lo que supone un incremento del 40% respecto a datos del año 2002. El mercado de los jeans supone un ingreso anual mundial de 700 millones de dólares. Por lo tanto, el biostoning es la manera más económica y ecológica de tratar la tela vaquera.