Autores: Benjamin Autenrieth, Matthew P. Walker, Ulrich Buckenmayer, Jordi Escabrós
Trumpler GmbH & Co KG, Hafenstrasse 10, 67547 Worms

Introducción y Motivación

Todos conocemos y admiramos el cuero como el material hermoso, versátil, duradero, sostenible y único que sin duda es. El cuero es el material que da carácter a innumerables artículos que usamos en nuestro día a día. El cuero es el material del que están hechas nuestras botas de montaña impermeables, nuestras carteras, bolsos, cinturones, trajes de moto y fundas de asiento altamente estresados. El cuero proporciona un aspecto elegante y lujoso, un tacto agradable y un olor distintivo, por no hablar de las propiedades técnicas inherentes, como una resistencia al desgaste incomparablemente alta, por nombrar solo una.

Estos innumerables aspectos positivos y la atracción y admiración profundamente arraigadas por el cuero han impulsado el desarrollo y la comercialización de un número creciente de materiales artificiales que están diseñados para parecerse al cuero e imitar algunas de sus propiedades más indiscutibles. Algunos de estos materiales artificiales son más baratos y fáciles de producir y manipular; algunos son, sin duda, excelentes materiales por derecho propio. Otros,  claramente, son imitaciones baratas que dañan la reputación del cuero genuino.

Este extenso estudio experimental busca resaltar uno de los atributos más destacados de las pieles: su origen natural.

Utilizando una metodología altamente sofisticada, a saber, la tecnología de radiocarbono, aplicada mediante el método analítico ASTM-D6866, se establece el contenido de base biológica (renovable) de varios auxiliares comerciales del cuero. (1) (2)

Más allá de eso, se examina una selección de cueros comerciales y artículos de cuero. Las medidas resultan en valores definidos, que se comparan con los encontrados para diversas imitaciones sintéticas y los respectivos artículos fabricados con dichos materiales.

El Término Sostenibilidad

El término “sostenibilidad” es hoy en día un slogan omnipresente que se utiliza popularmente para promover productos y tecnologías más o menos nuevos. A pesar de la existencia de definiciones oficiales, el término sostenibilidad se emplea a menudo únicamente para dar una impresión más o menos justificada de compatibilidad ambiental y un impacto social positivo. Para ser justos, la sostenibilidad es un asunto complejo que involucra muchos factores que deben tenerse en cuenta para garantizar una evaluación profunda y completa. Para la valoración de algunos de estos factores, no existen reglas generalmente acordadas y se deben realizar juicios subjetivos. (3) (4)

Este estudio se centra en solo uno, que es un requisito bastante esencial para la sostenibilidad: la “renovabilidad”.

La renovabilidad solo se puede lograr utilizando productos naturales. Son productos derivados de fuentes vegetales o animales. Cabe señalar que una sustancia no puede ser sostenible sin ser renovable, sin embargo, lo contrario no siempre es cierto. Un material, que en principio es renovable, puede que de hecho se esté recolectando a un ritmo y en una dimensión que cause graves daños a nuestro medio ambiente y a la sociedad. Todos debemos ser conscientes de esta importante responsabilidad.

El Método Analítico ASTM D-6866

Para un proveedor de productos químicos, a menudo no es difícil calcular con una precisión razonable la proporción de ingredientes renovables y no renovables en un producto determinado. El aceite de colza, por ejemplo, es muy probable que sea renovable y el aceite de parafina claramente no es renovable. Sin embargo, esta estrategia no está exenta de limitaciones y hay muchos casos en los que la situación puede no ser tan clara. Seguramente existen sustancias químicas que pueden derivarse de recursos fósiles renovables, naturales o no renovables. El alcohol estearílico es solo un ejemplo de una sustancia que existe en ambas variedades en el comercio. Idéntico a nivel molecular, a menudo es simplemente el precio lo que indica el origen del material base.

Es comprensible que este enfoque suficientemente preciso pero algo informal sea menos convincente que un método de prueba experimental establecido que arroja valores definidos y confiables.

De hecho, tal método de prueba existe y constituye el centro de este estudio. (1)

El principio del método presentado y utilizado aquí es en realidad el mismo que se utiliza para determinar la antigüedad por carbono de los artefactos arqueológicos. La técnica fue establecida por el científico estadounidense Willard F. Libby, quien recibió el premio Nobel de Química en 1960 por este logro fundamental. (7)

Los conceptos básicos de este método de prueba se presentan brevemente a continuación.

La base de toda la materia animal y vegetal es el carbono. Este elemento químico existe como tres isótopos naturales presentes en diferentes abundancias: ¹²C (aprox. 99%), ¹³C (aprox. 1%) y ¹⁴C (aprox. 1,36 átomospor 10¹²). En contraste con los isótopos ¹²C y ¹³C, que son estables durante el tiempo geológico, el ¹⁴C (radiocarbono) es radiactivo y se descompone con una vida media de aproximadamente 5730 años a ¹⁴N. (8)

El ¹⁴C para describirlo de manera simplificada, se forma constantemente por reacción de la radiación solar con el nitrógeno en la atmósfera superior. El radiocarbono ¹⁴C se oxida finalmente a dióxido de carbono (¹⁴CO₂) que es absorbido por las plantas, junto con los dióxidos de los otros isótopos de carbono, en el proceso de fotosíntesis. A medida que los herbívoros comen las plantas y los carnívoros los herbívoros, los tres isótopos de carbono se incorporan a todos los organismos vivos. Una relación de equilibrio constante entre los tres isótopos de carbono ¹²C, ¹³C y ¹⁴C (que refleja la relación en nuestra atmósfera) se encuentra en todos los organismos vivos. La razón de esto es la absorción y el metabolismo continuos de ¹⁴C adicional por los organismos vivos (Figura 1). (9)

Una vez que un organismo muere, su metabolismo también se detiene. A partir de este momento no se absorbe más carbono radiactivo. Sin embargo, el ¹⁴C que contiene el organismo en ese momento continúa decayendo. En consecuencia, la cantidad de ¹⁴C y la relación de ¹⁴C a ¹²C disminuye constantemente a un ritmo conocido a lo largo del tiempo (Figura 2).

(* Imagen: Universidad de Tübingen. Https://www.urmu.de/de/Forschung-Archaeologie. URMU Blaubeuren)

La relación de ¹⁴C y ¹²C en una muestra de materia orgánica se puede utilizar para saber cuánto tiempo hace que la misma estuvo viva. (9)

Después de unos cincuenta mil años, la cantidad de ¹⁴C en la materia orgánica que alguna vez vivió, ha disminuido efectivamente a cero. Esto significa que las muestras de mayor edad, como por ejemplo el petróleo, con una edad de quizás 60 a 180 millones de años, no contienen esencialmente ¹⁴C. El corolario lógico es que los productos químicos y los materiales derivados de ese petróleo tampoco contienen ¹⁴C.

Consideremos nuevamente el ejemplo mencionado anteriormente: una muestra de un aceite vegetal natural contendrá la proporción original y bien conocida de los tres isótopos de carbono ¹²C, ¹³C y ¹⁴C establecidos en la atmósfera y todos los organismos vivos. Por el contrario, el aceite de parafina se produce a partir de aceite mineral y, por lo tanto, no contiene ¹⁴C. Por tanto, el contenido de carbono del aceite de parafina está compuesto en su totalidad por los isótopos “fósiles” ¹²C y ¹³C. Por tanto, la medición de la relación ¹⁴C:¹²C en una mezcla de aceite vegetal y de parafina nos permitiría calcular las proporciones relativas de los dos aceites y con ello la relación de material renovable y no renovable (fósil).

Cuando se aplica a productos multicomponente, una limitación obvia de esta técnica es que solo se considera el material orgánico. Un ejemplo un tanto sorprendente es que una mezcla de 5% de azúcar con 95% de sal será devuelta por el análisis como 100% renovable. Obviamente, esta limitación debe tenerse en cuenta de manera adecuada. Al intentar calcular la proporción renovable de un producto en peso, es por tanto necesario saber cuánto material orgánico contiene. Para muchos materiales, esto se puede hacer convenientemente midiendo el contenido de humedad y cenizas de la muestra y asumiendo que el resto es orgánico:

Z% Materia orgánica = 100% – X% Agua – Y% Contenido de ceniza

Para las mediciones de ASTM D-6866, la muestra se calienta a 900 ° C en presencia de oxígeno. A esa temperatura, la materia orgánica se quema convirtiendo los isótopos de carbono presentes (¹²C, ¹³Cy ¹⁴C) en una mezcla de los correspondientes dióxidos. Estos, a su vez, tienen diferentes pesos moleculares y pueden separarse mediante un tipo especial de espectrometría (espectroscopía de masas con acelerador, AMS). La proporción de las formas de dióxido de carbono corresponde directamente a la proporción de los diferentes isótopos de carbono. Tomando esta relación, se puede calcular el contenido de materiales renovables y fósiles en la muestra.

Resultados–Productos Químicos para Cuero

Se ha ensayado una amplia gama de auxiliares que se comercializan parala fabricación de cuero aplicando la norma ASTM D-6866. Dentro del alcance de este estudio decidimos considerar los productos químicos que se aplican durante el proceso de recurtición y que, de acuerdo con su efecto previsto, permanecen hasta el final del proceso dentro de la estructura del cuero. Todas las muestras fueron tomadas de producción comercial.

En la Figura 3 se muestran los resultados para productos recurtientes (izquierda) y engrases (derecha).

Ni el sintan fenólico (recurtiente fenólico) tradicional ni el sintan( recurtiente )a base de acrilato ensayados, contienen carbono renovable. Estos productos son claramente de origen fósil. Se analizó extracto de Tara como referencia cuyo contenido orgánico es completamente renovable. Esta muestra no contiene ingredientes orgánicos derivados del petróleo. Los resultados de los agentes recurtientes que contienen proporciones variables de materias primas orgánicas renovables además de los sintanes fósiles se ubican entre los dos extremos (sintanes “biológicos” 1 y 2). Ejemplos de tales productos son mezclas de sintanes tradicionales con hidrolizados de proteínas. La relación entre contenido orgánico renovable y no renovable se refleja claramente en los resultados de la prueba.

Para los agentes lubricantes, la situación es muy similar. Examinamos a propósito productos comerciales con cantidades muy diferentes de ingredientes orgánicos renovables y fósiles. Las muestras de polímeros lubricantes comerciales establecidos en el mercado no contienen esencialmente carbono renovable y, por lo tanto, esencialmente no contienen sustancias orgánicas renovables. Estos productos se basan claramente en materias primas derivadas del petróleo. Dependiendo de sus formulaciones, los engrases comerciales basados en materias primas naturales pueden tener un contenido renovable muy alto, como se muestra en la Figura 3 (derecha).

• Usando el método analítico ASTM D-6866 es posible establecer el contenido de materia orgánica renovable en productos químicos. En el caso de composiciones químicas conocidas, experimentamos que existe concordancia entre los resultados de los cálculos teóricos y los obtenidos a través de ASTM D-6866.

Resultados-Cuero vs. Materiales Sintéticos

El examen de diferentes cueros comerciales y materiales sintéticos es esencialmente el corazón de nuestro estudio. La apariencia de los materiales sintéticos está diseñada para imitar el aspecto del cuero genuino con una precisión asombrosa. Una abrumadora mayoría de consumidores finales podrían encontrar bastante difícil diferenciar entre estos materiales sustancialmente diferentes. Usando mediciones ASTM D-6866, nos permite resaltar una característica distintiva fundamental de una manera clara y objetiva.

Primero, vamos a considerar los tests de diferentes muestras de cuero que provienen de la producción comercial de cuero para automóviles.

La figura 4 muestra los resultados de las pruebas

a) cuero curtido al cromo seco (wet blue), b) crust de wet blue y c) cuero curtido al cromo acabado. Los resultados se comparan con los cueros correspondientes de un sistema libre de cromo.

Como puede verse, el cuero curtido al cromo tiene un contenido orgánico renovable muy alto que va disminuyendo de a poco a medida que se avanza en el proceso de producción. Esto se debe claramente a la aplicación e incorporación de productos durante el recurtido, tintura, engrase y, en última instancia, materiales de acabado. Los productos químicos empleados contienen claramente carbono derivado del petróleo (fósiles) y esto se puede detectar.

Como se esperaba, el mismo patrón se muestra en la producción de cuero libre de cromo. Lo más interesante es que las mayores cantidades de productos de curtido y recurtido necesarios para lograr un cuero satisfactorio de un sistema libre de cromo pueden verse claramente reflejados en los valores. Nuevamente hay una explicación práctica para la observación realizada.

Las pieles terminadas ensayadas de ambos tipos poseen intrínsecamente una cantidad muy alta de material orgánico renovable. Debido a los procesos y productos químicos empleados, el contenido renovable en el cuero para automóviles curtido con cromo (87%) es notablemente mayor que el de la versión sin cromo (76%).

Luego comparamos los cueros automotrices ensayados vs. materiales sintéticos de la competencia. Al igual que con las muestras de cuero, éstas provienen de la producción comercial real y representan materiales que se usan en el interior del automóvil en contextos donde el cuero podría usarse en su lugar.

Los resultados de estas mediciones se resumen en la Figura 5.

Aunque los valores individuales no se informan aquí, todas las pieles y materiales sintéticos tenían contenidos de cenizas muy similares, lo que indica que en ningún caso había una proporción sustancial de material inorgánico presente. Por lo tanto, la comparación es entre materiales de contenido orgánico similar.

Como puede verse claramente, ninguno de los materiales plásticos automotrices tiene un contenido renovable significativo. Todas las muestras tienen como base materias primas derivadas del petróleo.El cuero compite con imitaciones sintéticas en muchas más áreas de nuestra vida diaria. Constantemente se han realizado exámenes de varios otros artículos a base de cuero y plástico. Hemos llevado a cabo comparaciones de zapatos y bolsos comprados en importantes paseos de compra con el propósito de realizar este estudio.

Para representar el sector de la confección, se comparó una piel de napa de oveja comprada en un local contra otra confeccionada con un material a base de PVC con textura de cuero. Una vez más, lo llamativo es el diseño intencionalmente similar de ambos tipos de artículos, los fabricados con cuero genuino y los hechos con imitaciones sintéticas.

Los resultados de estas comparaciones se muestran en la Figura 6.

En cada caso, como puede verse claramente, las pieles contienen una cantidad muy importante de sustancia renovable, mientras que para los materiales de la competencia ocurre lo contrario.

Los cueros ensayados en este estudio representan una gran parte del espectro de los tipos de cuero comercializados, y todos tienen contenidos renovables muy altos. El alto contenido de material renovable de ninguna manera se genera artificialmente, sino que es una propiedad fundamental e intrínseca del cuero genuino y se deriva de su materia prima más básica: el cuero o la piel de un animal. A diferencia de las pieles, todos los materiales plásticos de la competencia probados en este estudio tienen contenidos renovables bajos o insignificantes. Raramente promovido para ser “más verde” o explícitamente “libre de cuero”, la mayoría de los materiales comercializados de la competencia se basan en materias primas fósiles, no renovables.

Resumen

La medición de las equivalencias relacionadas con isótopos de carbono por ASTM D-6866 puede utilizarse para proporcionar una medida objetiva y sensible del contenido orgánico renovable de una muestra de material. La técnica se puede aplicar a auxiliares, así como a artículos complejos y terminados.

Este estudio compara el contenido orgánico renovable de cueros producidos comercialmente y los materiales sintéticos correspondientes. Todos los materiales se aplican en diferentes áreas de nuestra vida diaria.

Debido al colágeno natural del que se produce, el cuero exhibe un contenido intrínsecamente alto de material renovable, mientras que todos los materiales de la competencia probados en este estudio presentan contenidos renovables muy bajos. Para la fabricación de cuero, el efecto de varios químicos sofisticados es crucial. La contribución de los productos químicos del proceso en el contenido renovable del cuero acabado no es despreciable y se cuantifica y discute el impacto de una selección de productos químicos en el contenido biológico del cuero.

El cuero es un material único, natural y hermoso y podemos reconocerlo y promoverlo como tal. El objetivo de la presente contribución es respaldar esta afirmación con hechos claros y comprobables.

Referencias

1. ASTM D6866 – 20, “Standard Test Methods for Determining the Biobased Content of Solid, Liquid, and Gaseous Samples Using Radiocarbon Analysis”.
2. DIN EN 16575:2014-10, “Bio-based products – Vocabulary”; English version EN 16575:2014, English translation of DIN EN 16575:2014-10
3. https://www.un.org/sustainabledevelopment/
   UN World Commission on Environment and Development: “sustainable development is development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs.”
4. J. Buljan, I. Kral,„The framework for sustainable leather manufature”, 2. Edition 2019, UNIDO.
5. DIN EN 16785-2:2018-05 “Bio-based products – Bio-based content – Part 2: Determination of the bio-based content using the material balance method”;German version EN 16785-2:2018.
6. Open-Bio – Work Package 3: “Bio-based content and sustainability impacts”. Deliverable 3.5: “A methodology for the indirect assessment of the renewability of bio-based products”.
7. W. F. Libby, “Radiocarbon Dating.” University of Chicago Press, Chicago, 1952.
8. H. Godwin, “Half-life of radiocarbon.”Nature; 195, 1962, S. 984, doi:10.1038/195984a0.
9. http://globecarboncycle.unh.edu/CarbonCycleBackground.pdf
10. S. Kumar, https://digitash.com/science/chemistry/how-radiocarbon-dating-is-done/
11. R. A. Muller,”Radioisotope Dating with a Cyclotron”. Science;196 (4289), 1977, S. 489–494.

¿Qué se entiende por calzado biodegradable?

Vamos a decirlo de manera simple: lo disponemos en el suelo, esperamos un tiempo y finalmente ya no podremos encontrarlo dado que se ha convertido en otros elementos.

Calzado Biodegradable. Distintos componentes

Tengamos en cuenta que el calzado está confeccionado con una gran variedad de componentes. Intentemos enumerar algunos de ellos: por un lado, el material utilizado para la capellada y el que se usa como forro, cordones si es que están presentes y también los ojales en los que éstos se insertan. Hebillas, cremalleras, cintas y elásticos, adornos como piedras y tachuelas, montaje de plantillas, tacones y suelas, sumemos también pegamentos, tachuelas, materiales de refuerzo e hilos de coser. ¿De qué están hechos todos estos elementos? Está claro qué si algunos de estos componentes no son biodegradables, el calzado en cuestión depositado en el suelo no desaparecerá por completo, algunas partes permanecerán sin cambios incluso después de un largo tiempo.

Para ser biodegradable, ¿es necesario que el calzado esté completamente confeccionado con materiales naturales?

No todos los materiales “naturales” son biodegradables, el corcho, por ejemplo, no lo es.

Sin embargo, podemos afirmar que en general muchos de los materiales orgánicos creados por la naturaleza son biodegradables. Es el “círculo de la vida” del rey León: al final de la vida, la materia se transforma y se convierte en alimento para una nueva vida.

Por lo tanto, un zapato hecho solo con materiales orgánicos es probable que sea biodegradable. Pero, ¿cuántos de los zapatos vendidos cada año se fabrican solo con materiales naturales? Por lo tanto, es correcto tratar de comprender cómo los materiales artificiales pueden ser biodegradables.
 
Los materiales desarrollados por el hombre (por ejemplo, plásticos derivados del petróleo) no siempre pueden descomponerse y, por lo tanto, biodegradarse. La razón principal es que en la naturaleza no hay microorganismos capaces de descomponer estos materiales. Sin embargo,hay otra razón: si algunos materiales se descompusieran, producirían sustancias peligrosas para la vida de los microorganismos.

Ahora intentemos dar un paso adelante y profundizar un poco en lo que está escrito arriba, tratando de dar algunas razones científicamente más precisas.

1. Disponer en terrenos

La descomposición ocurre gracias al trabajo de los microorganismos. Imagine organismos vivos, por ejemplo, bacterias capaces de iniciar reacciones químicas en las moléculas del material, romper los enlaces entre los átomos y crear diferentes moléculas como el dióxido de carbono, el agua, etc.

Técnicamente estamos hablando de poner el objeto en un compost, básicamente como la tierra que compra y coloca en una maceta para hacer que una pequeña planta crezca en casa. No es exactamente tierra, sino una mezcla de diferentes elementos que contienen microorganismos capaces de iniciar reacciones químicas y descomponer los materiales de los que está hecho el objeto.

 2. Lo que depositamos en los suelos

Las normas ISO que describen cómo se realizan las pruebas de biodegradabilidad no lo dicen. Por lo tanto, queda abierta la cuestión si depositar un zapato en el terreno o primero separar las partes para luego enterrarlo.

Está claro que en ese caso el tamaño importa. El espesor de un material puede determinar el tiempo que tarda en biodegradarse. Teniendo en cuenta que la prueba está cronometrada, para decir que un objeto es biodegradable es necesario que la reacción tenga lugar dentro de cierto tiempo. 

Sin embargo, la pregunta que todos nos hacemos es: “cuando tiramos un par de zapatos, ¿alguien se encarga de separar sus partes antes de tratar de descomponerlos?”. La respuesta es “no” y, por lo tanto, el tema relacionado con la recolección de zapatos usados, qué es lo que les sucede después de ser depositados en el vertedero, permanece sin respuesta.

 3. Esperando un poco

 La regla dice que todo debe desarrollarse dentro de los 6 meses. Hay pruebas aceleradas, pero no son adecuadas para calzados: en este caso éstos simplemente no se descomponen. Por lo tanto, lleva mucho tiempo demostrar que un calzado es biodegradable. En un mundo donde las empresas de moda ofrecen cada mes diferentes productos, ¿quién tiene tiempo para realizar estas pruebas? A lo sumo podrían probarse los materiales con los que están hechos los zapatos, pero para hacer bien las cosas, sería más representativo disponer de todo el cazado en el terreno. Hay que tener en cuenta también que son demasiados los materiales utilizados.

 
4. Se convierte en otros elementos

¿En qué se convierte el zapato una vez que se dispone en el suelo? La prueba más utilizada verifica que la mayor parte de la masa se transforma en dióxido de carbono, es decir, el gas que usan las plantas para iniciar la fotosíntesis que genera azúcares gracias a la energía del sol. Ambos materiales, los de origen natural y muchos plásticos contienen carbono en su composición química como uno de los elementos principales. Si la reacción que ocurre “en el suelo” logra romper los enlaces entre los átomos del material, el carbono puede reaccionar con el oxígeno que está en el aire creando CO2, es decir, dióxido de carbono.

El ensayo de biodegradabilidad se lleva a cabo bajo condiciones de temperatura particulares (aproximadamente 60 grados) y con una humedad cercana al 100%.

Cuidado, no es suficiente que el material se desintegre, es decir, que se desintegre en trozos pequeños, incluso invisibles. En este caso, de hecho, no hubo reacción y la masa del material todavía sigue presente. Es realmente necesario que la masa desaparezca, es decir, que se convierta en gas. Las plantas luego usarán ese gas para generar vida. 

5. ¿Es necesario que el calzado desaparezca por completo?

Le dejamos a Ud. la respuesta. La prueba regulada por el estándar ISO (un acuerdo que los científicos han alcanzado en todo el mundo) dice: para ser válida, la prueba debe al menos generar un 70% de la transformación de la masa.

¿Podemos decir que en ese caso el calzado es biodegradable? Técnicamente no podemos: sería mejor afirmar que el calzado es biodegradable en un 70% (o en un mayor porcentaje si este es el caso).

La presencia de estos dos parámetros indica la seriedad de las presentaciones creadas por el marketing de las compañías: por un lado el porcentaje de biodegradabilidad y por otro el tiempo que lleva biodegradarse. Decir que un material se biodegrada en un 80% en 6 meses es más preciso que simplemente decir que un material es biodegradable.

 6. ¿Por qué algunos materiales no son biodegradables?

Simplemente porque en la naturaleza no hay microorganismos capaces de desencadenar la reacción de transformación del carbono presente en el material en dióxido de carbono. Por lo tanto, la razón no es la ausencia de carbono en la composición química del material, sino el hecho de que los átomos de carbono están tan fuertemente unidos a otros átomos que no es posible romper estos enlaces y activar las reacciones de transformación. Hay materiales que llamamos bioplásticos que son completamente similares a los plásticos en términos de características físicas, apariencia y tacto y que pueden biodegradarse precisamente porque hay microorganismos que pueden descomponerlos.

7. ¿Es apropiado que todo sea biodegradable?

Por supuesto que no. Algunos materiales son estables en su naturaleza original, contienen átomos que podrían reaccionar y formar moléculas que dan lugar a sustancias tóxicas. Por lo tanto, debe prestarse atención a lo que se biodegrada. También porque el compost que usamos para biodegradar está enriquecido por sustancias generadas por el proceso de biodegradación, por lo tanto, si queremos usar éste compost para cultivar vegetales que luego comeremos, es mejor no dejar sustancias tóxicas en su interior.

 8. ¿Es posible biodegradar cualquier tipo de calzado?

Ahora hemos entendido que la respuesta no es simple: en primer lugar, sería correcto establecer en qué porcentaje el objeto se biodegrada en su forma original (es decir, sin que antes se separen las partes) y en qué momento y bajo qué condiciones tiene lugar esta reacción. Lo que podemos decir es que algunos materiales nunca se biodegradarán a menos que se descubra algún microorganismo que logre desmoronar el material transformándolo en dióxido de carbono en un tiempo razonable sin dispersar otras sustancias nocivas en el medio ambiente.

En el estado actual del conocimiento, ¿cuáles son las partes del calzado que no se biodegradan?

Los metales que utilizamos para ojales y hebillas y toda una serie de componentes basados ​​en polímeros plásticos que utilizamos para hacer suelas y tacones: caucho vulcanizado, EVA (la suela intermedia de las zapatillas para correr), suela microporosa (que en cualquier caso es EVA), poliuretanos y PLA contenidos en los talones. Cuando se usan para la producción, todos estos materiales sufren reacciones químicas que alteran su estructura molecular para formar enlaces que los microorganismos a nuestra disposición no pueden desintegrar.

9. ¿La piel es biodegradable?

Depende. Con respecto a la forma de alimentarnos, sabemos que más allá de los huesos lo que queda es la piel. Si la piel se dispone inmediatamente en el terreno después de desollar el animal, tenderá a pudrirse y se generarán reacciones poco saludables para el medio ambiente y la salud humana. El proceso de curtido que transforma la piel del animal en el material que usamos para producir zapatos y bolsos, bloquea la reacción de descomposición que no es más que un proceso de biodegradación.

Existen procesos de curtido que producen cueros biodegradables. No todos los procesos de curtido lo permiten. En todo caso hay que prestar  atención cómo se terminan dichos cueros: no es suficiente tener en cuenta solo el curtido sino también los procesos posteriores de recurtición y acabado se llevan a cabo con productos químicos que no son compatibles con la siguiente etapa de biodegradación.

Nota original Biodegradable shoes

Traducido del inglés por José Stella

Resumen

El uso de desengrasantes en el proceso del cuero es esencial para la limpieza, desengrase de la piel, penetración y distribución de productos químicos. Debido a preocupaciones medioambientales, los productos a base de nonilfenol no deben formar parte del marco para una industria del cuero segura y sustentable. Al centrarse en la sustentabilidad, la cadena de suministro de biocombustibles ofrece componentes efectivos y prometedores para una formulación desengrasante.

La cadena de suministro de biocombustibles ofrece alternativas interesantes a los derivados del petróleo, algunos de los cuales son utilizados por otras industrias. Con los años, se han ofrecido disolventes con una aplicación potencial en diversos campos, como productos farmacéuticos, alimentos, cosméticos, etc.

Esta investigación es la primera para el uso de componentes a base de glicerol como agentes de emulsión de grasa diferenciada; son más seguros, inodoros y están hechos de fuentes renovables.

Para evaluar esta clase de componentes en formulaciones de desengrasantes de cuero, se definió una metodología de investigación utilizando simulación por computadora, pruebas de banco, pruebas de laboratorio y validación a través de pruebas a escala industrial.

Los resultados de este desarrollo indican que:

a) se descubrió que el software de simulación es una herramienta muy efectiva para reducir el tiempo y los costos de investigación y desarrollo, ya que los productos de dos experimentos tuvieron resultados favorables a escala de laboratorio y de campo, y

b) el uso de glicerol a base de componentes es una muy buena opción para formulaciones de desengrasantes de cuero con un rendimiento comparable con productos basados ​​en NPE.

Cambio climático

Los esfuerzos mundiales para hacer frente al cambio climático están fallando. El informe sobre brecha de emisiones de la ONU ha mostrado un gran aumento en las emisiones en 2017. Para fines de este siglo, se pronostica que el mundo experimentará una gran variedad de escenarios complicados. Se espera que las temperaturas globales aumenten + 3.2 ° C para 2100 según referencias de emisiones actuales de todos los países. Eso aceleraría el aumento del nivel del mar y causaría estragos en el mundo. El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC)brindó resultados similares en su “Informe especial sobre 1.5°C” de octubre de 2018. En 2017, el mundo emitió mil millones de toneladas de CO. Las emisiones globales deben ser un 25% más bajas para 2030 para limitar el calentamiento a 2 ° C y un 55% más baja para 1.5°C.

Energías renovables y almacenaje

Debemos dejar de quemar combustibles fósiles y pasar rápidamente al 100% de energías renovables. Esta es ahora una posibilidad realista: la rápida caída en el precio de la energía eólica y solar en los últimos años significa que estamos a tiempo de hacer la transición. Algunos estados australianos están actuando rápidamente para reemplazar el carbón y el gas por energías renovables, California es un gran ejemplo para el mundo. Sin embargo, los países que solo se convierten lentamente a energía limpia podrían causar el derretimiento de hielos eternos, devastación antártica y mundial.

El precio del carbón con impuesto ha demostrado ser efectivo. Suecia implementó un impuesto al carbón en 1991. Aunque el precio ha aumentado constantemente, las emisiones de dióxido de carbono del país han disminuido en un 26%, sin afectar negativamente a la economía, incluso teniendo en cuenta el aumento de la población. En otros países escandinavos, el precio del carbón es visto como una solución sensata que rara vez genera debate o cobertura en los medios. Funciona, ya que al menos 46 países con políticas de fijación de precios del carbónlo están aplicando. Deben detenerse nuevas exploraciones de petróleo, carbón y gas.

Algunas economías emergentes no solo lideran la inversión y el desarrollo mundial en energías renovables, sino que han reducido la construcción de nuevas plantas de carbón casi a la mitad. Los datos, recopilados por la última encuesta sobre el alcance del clima de Bloomberg New Energy Finance Climate, muestran que reducir los costos de la tecnología y la formulación de políticas innovadoras ha permitido a las naciones en desarrollo tomar el liderazgo de energía limpia de los países más ricos. El informe muestra que en 2017, las naciones en desarrollo registraron 114GW de capacidad de generación de energía de varios tipos -carbón cero-, 94GW de los cuales eran eólicos y solares.

Australia está saliendo de las estaciones de energía de combustibles fósiles con plantas combinadas de energía eólica y solar, y almacenamiento adicional usando hidrocarburos bombeados y/o baterías. La industria también está invirtiendo en energía renovable y las curtiembres están instalando plantas solares e irrigadores solares. La producción australiana de wet blue utiliza pieles frescas, reciclaje de licores y procesos que permiten la utilización de desechos sólidos y el riego de efluentes para producir pastos y cultivos.

En noviembre de 2018, EnergyVault, una compañía estadounidense de Idealab, anunció la disponibilidad comercial de su solución de almacenamiento de energía que se basa en los principios que sustentan las centrales hidroeléctricas tradicionales basadas en el aprovechamiento de la energía potencial a cinética.

Esta nueva tecnología reemplaza el agua por bloques cilíndricos fabricados a medida que utilizan un innovador uso de materiales de bajo costo. Se dice que estos bloques de bajo costo, combinados con un diseño patentado y un software de control inteligente, brindan todos los beneficios de un sistema hidroeléctrico de bombeo, pero a un precio y un tamaño de partida mucho más bajos y, sin la necesidad de una topografía y agua adecuada.
(NdT) ver https://www.youtube.com/watch?v=HcZVfic-Htg

La reforestación es esencial

Los cambios en el uso de la tierra están contribuyendo a las emisiones de gases de efecto invernadero, socavando el papel tradicional de la biosfera terrestre como almacén de carbono. Existe evidencia reciente que los bosques tropicales se están convirtiendo en una fuente generadora más que en un depósito de carbón: están emitiendo más CO del que están disminuyendo (Figura 2). Los niveles actuales de deforestación superan enormemente los esfuerzos de reforestación, con más de siete millones de hectáreas de bosques perdidas cada año. La reforestación y la forestación a gran escala pueden desempeñar un papel importante en la extracción de carbono de la atmósfera, mientras que el almacenamiento sostenible de madera puede bloquear el carbono durante décadas.

Cambios en el transporte

Al mundo le quedan 12 años para contener las emisiones de gases de efecto invernadero. En Australia, el transporte es la tercera fuente de gases de efecto invernadero y, representa alrededor del 17% de las emisiones: los automóviles de pasajeros representan aproximadamente la mitad de nuestras emisiones siendo el transporte aéreo un problema importante. Las estrategias de fijación de precios que desalientan los vehículos privados y fomentan otros modos de transporte son efectivas. Uber afirma que su servicio de transporte compartido en Mumbai ahorró 936,000 litros de combustible y redujo las emisiones de gases de efecto invernadero en 2,662 toneladas métricas en un año. También informa que Uber Pool en Londres logró una reducción de más de 1.1 millones de kilómetros de recorrido en solo seis meses. Se ha demostrado que las políticas que incluyen incentivos que hacen que los vehículos eléctricos sean más asequibles fomentan el cambio. Noruega es un líder mundial en la utilización de vehículos eléctricos. Casi un tercio de todos los autos nuevos que se han vendido eran modelos de éste tipo.

Reciclado e incineración de residuos sólidos, no landfill

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmclarticles/PMC5793639/ 
La Comisión Europea establece legislación sobre residuos y organiza planes de acción como orientación para la gestión sostenible de residuos, reduciendo al mínimo los vertederos. Según informes, las emisiones de invernadero del vertedero (con un 75% de recolección de gas) son más bajas que las del compostaje aeróbico. La incineración produce las menores emisiones de GEI teniendo en cuenta todos los métodos de eliminación de residuos. Menos del 40% de los residuos europeos se reciclan o reutilizan.

Bélgica es líder en gestión de residuos. Alrededor del 80% de los residuos se recicla y el 20% se incinera; muy poco va a vertedero. Las medidas políticashan sido el principal impulsor para aumentar el nivel de reciclaje al hacer cumplir los impuestos aplicables a incineración y relleno sanitario, y al definir los requisitos de calidad ambiental que deben cumplirse. En Europa se utilizan dos tipos de instalaciones para el tratamiento de cenizas, instalaciones secas y húmedas. Las instalaciones secas proporcionan agregados secos como productos finales con tamaños específicos. El procesamiento consiste en enfriar la temperatura de las cenizas en el aire, separación primaria de metales ferrosos, trituración, tamizado, separación ferrosa secundaria, separación no ferrosa y almacenamiento.

Sin embargo, algunos europeos son anti incineradores. Zero Waste Europe lanzó un nuevo estudio de caso sobre Reststoffen Energy Centrale (REC) en los Países Bajos, informando cómo incluso los incineradores de última generación emiten contaminantes peligrosos más allá de los límites de emisiones tóxicas de la UE. El estudio muestra las emisiones de dioxinas, furanosy contaminantes tóxicos en forma constante,que violan los límites de contaminación del aire de la UE.

Las carnes rojas pueden ser “green”

El consumo mundial de carne y leche actualmente está produciendo demasiados gases de efecto invernadero, una dieta respetuosa con el clima no significa renunciar a la leche, carne vacuna y cordero, excelentes fuentes de proteínas y otros nutrientes (Dr. Catherine Money ILM número 19, pág.106, 2016). Los animales de pastoreo sonbeneficiosos para los suelos, éstos pueden absorber las emisiones de metano y beneficiarse del estiércol.

La tierra de cultivo generalmente insume más fertilizante inorgánico que los pastizales, lo que significa que cuánto más vegetales ingieras, mayor será la huella de óxido nitroso, otro potente gas de efecto invernadero. El mayor impacto en el efecto invernadero proviene de comer carne de ganado alimentado con cultivos (por ejemplo, ganado vacuno alimentado con granos o harina de maíz) en lugar de pastaren campos. Grandes extensiones de tierra en el mundo no se pueden utilizar para el cultivo, pero sí podrían ser utilizadas para pastoreo. El ganado bovino, caprino y ovino puede digerir hierba, malezas y residuos de cultivos (paja y salvado), no así los humanos.

El ganado y las ovejas alimentados con pasto ahora representan alrededor de dos tercios de la producción total de carne vacuna y ovejas en Australia. Sus pieles y cueros están hechas de materia sostenible.

Los canguros no producen metano y comen hierbas nativas en suelos naturales que no dañan. Sin embargo, también comen cultivos y pastos, su número aumenta rápidamente de manera insostenible y, si no se sacrifican en forma organizada y regulada, los granjeros les disparan dejando restos y desperdicios.

La carne de canguro es un excelente alimento,con las pieles se obtienen cuerosde calidad. La industria de la moda creó el Índice de Sustentabilidad de Materiales Higg en 2012 para textiles. El cuero de canguro figura como el “textil” más sostenible porque está hecho de la piel de canguros salvajes y no lleva asociada una huella de carbono relacionada con la agricultura.

La moda vegana no es sustentable

En la Semana de la Moda de Australia 2018 podían verse abrigos de cueropor todas partes, pero todos eran sintéticos. La moda mundial en contra de las verdaderas pieles, cuero, lana, seda, que son renovables y biodegradables, está impulsada por PETA y el creciente movimiento vegano. Las personas están siendo persuadidas para comprar imitaciones de plástico hechas de materiales como poliéster y acrílico. Estos materiales son derivados del petróleo no renovable, no se biodegradan y arrojan microfibras dañinas que terminan en las vías fluviales y los océanos. Las populares fibras sintéticas desprendenen cada lavado gran cantidad de microfibras.Los microplásticos son ahora en el medio ambiente un importante problema internacional. Causan daños a los pequeños organismos acuáticos que los ingieren, incluido el plancton, una fuente de alimento de gran importancia para los organismos acuáticos. El daño incluye una disminución en la capacidad para alimentarse y reproducirse.

La investigación sobre el problema de las microfibras será lenta, los consumidores deben ser advertidos de los efectos ambientales ya conocidos. Los plásticos en el medio ambiente son tan preocupantes que debe haber más publicidad sobre los estos problemas, el hecho es que los materiales sintéticos no tienen el desgaste, la comodidad, la sensación, la durabilidad y otras propiedades que poseen los artículos de origen animal. Además, el cambio a telas plásticas no sustentables ha generado un exceso de oferta de pieles y cueros y algunos de éstos están siendo ahora desechados de manera insostenible. Lamentablemente, la Semana de la Moda de Helsinki 2019 ha prohibido el cuero. PETA ha acogido con beneplácito tal decisión, pero Cotance y Leather Naturally han presentado un contraargumento: el cuero debe celebrarse como el mejor material moderno.

Leather Working Group audita

Las auditorías ambientales de LWG han mejorado el desempeño ambiental de muchas curtiembres. Sin embargo, hay algunas que logran los Premios LWG sin tener realmente sostenibilidad. Los problemas ambientales críticos para las curtiembres son: energía, agua, sal, desechos y efluentes. El cromo VI no debe considerarse crítico, como a menudo recalco. Considero que el actual Protocolo LWG P6.5.3 necesita mejoras, por otra parte el P7 propuesto es excesivo.

Energía: debe haber una calificación mucho más alta para las curtiembres que generan su propia energía solar o eólica. LWG debería penalizar la energía proveniente de la madera; En la actualidad, la madera es seleccionada como si fuese un beneficio de energía renovable, pero puede ser peor para el medio ambiente si se la compara con el carbón.A futuro, podría recompensarse con puntos que se otorgarían a las empresas por comprar energía renovable.

Descarga cero de líquidos, ZLD: CETPS (plantas comunitarias de recolección de efluentes) no son ambientalmente aceptables. La sal es un problema importante: tiene un impacto ambiental mucho mayor que el cromo VI. El embolsado y el almacenamiento de sal evaporada, como se hace en India, generalmente no es sustentable.

Módulo de Gestión Química (CMM) de LWG: el CMM es actualmente un módulo LWG adicional voluntario, pero se incorporará como una nueva sección obligatoria en la próxima actualización completa del Protocolo de Gestión Ambiental del LWG (Versión P7). Las compañías miembros de LWG, incluidas las marcas y empresas proveedoras, deben preguntarse por qué necesitamos estas pruebas excesivas para Cr VI en el CMM.

Conclusión

Tiene que prevalecer la ciencia adecuada con el sentido común, el cambio climático debe controlarse con rapidez. Muchos de nosotros continuaremos comiendo carnes rojas y bebiendo leche de animales alimentados con hierbas. Para ayudar a que esto sea sostenible, las pieles y cueros deben convertirse en una gama de artículos de cuero que sean deseables.

Nota: este trabajo fue presentado en la Jornada de Innovación y Sustentabilidad en la Industria del Cuero – Noviembre 2019 .

Abstract

Las recientes normas en materia de gestión ambiental, la presión de ciertas ONG, y las exigencias de las firmas de lujo nos llevan a razonar el proceso del cuero desde un nuevo punto de vista. Solo diez años atrás, el criterio de selección un producto para un cierto proceso, se limitaba a la bondad técnica del producto mismo, sin considerar sus consecuencias ultimas. Hoy debemos encarar el proceso del cuero con una nueva filosofía.

Por cada producto que utilizamos nos tenemos que preguntar: ¿Cual es su composición? ¿Contiene sustancias altamente preocupantes? ¿Como se relaciona con otras sustancias presentes en mi proceso? ¿Puede degradar generando emisiones indeseables? ¿Cuanto retiene el cuero y cuanto acaba en el efluente? ¿Genera un DQO / DBO elevado, sustancias persistentes, recalcitrantes o eutrofización? ¿Como afecta a la flora bacteriana de mi planta de efluentes? ¿Que aporte de gases de efecto invernadero genero durante el tratamiento? ¿Puedo reducir la salinidad del proceso, o tratar las sales generadas en mi planta de efluentes? ¿Cual es su LCA? Una vez acabado, ¿Cual es su comportamiento con relación al proceso de manufactura del artículo? Cumplido el ciclo de vida de la piel ¿Como influirá el uso de esa sustancia en la biodegradabilidad y compostabilidad del artículo acabado?

Este cambio de paradigma nos impone nuevas reglas de juego, en parte escritas en las buenas prácticas (BATs), en parte por definir.

Este trabajo presenta un ejemplo de análisis de un proceso de ribera, considerando distintos puntos de vista: salubridad del proceso, impacto ambiental, y características técnicas del artículo acabado.

Introducción

La piel animal es una materia prima natural y biodegradable.El proceso tradicional es un ejemplo de sustentabilidad y circularidad. Los cueros, residuos de la alimentación, eran descarnados manualmente, y las grasas obtenidas separadas y conservadas para operaciones sucesivas o como lubrificantes. El proceso de remojo y pelambre fue tradicionalmente enzimático desde sus orígenes remotos: tanto el pelo como la lana eran eliminados con métodos que van del “calentamiento” (proceso de putrefacción controlada), al uso de enzimas residuales provenientes de distintos tipos de excrementos (los caninos por ejemplo, tenían la propiedad de depilar el pelo y la epidermis en pocas horas). Las pieles, luego de ser tratadas en cal, eran desencaladas en torrentes y purgadas con guano o polina (que contienen ácidos orgánicos que solubilizan la cal), y otras enzimas (por ejemplo pancreáticas), que aportaban esponjosidad a las pieles.

Los métodos de curtidos se basaban en distintos productos disponibles (desde la orina, los aceites insaturados, el cerebro, distintos tipos de taninos, o alumbre de roca), para luego engrasarlos con yema de huevo, sebo, degrás) y acabarlos con albúmina, caseína, cominados con aceites insaturos. Existen infinidad de procesos tradicionales que demuestran que las pieles pueden ser tratadas naturalmente, sin alterar el equilibrio ambiental.

Por ejemplo, el proceso que se realizaba en Entrerríos de Antioquia (Colombia) seutilizaba productos naturales (del guano, a las cortezas y frutos, para realizar un curtido de marroquinería tradicional. Con este proceso se obtenían pieles durables con una calidad de curtido muy buena. Los tiempos de proceso no lo harían posible para una produccion industrial (el curtido necesitaba meses para atravesar), pero si lo consideramos del punto de vista de la sostenibilidad, se puede decir poco en contra: Utilización de materias primas renovables (cortezas, guano, frutos), sin necesidad de utilizar fuentes de energía. Todos los productos utilizados (menos la cal) provenían de un entorno de pocos quilómetros.

Los procesos tradicionales sufrieron una gran transformación durante el siglo XX donde la industria química aportó soluciones técnicas para reducir los tiempos de proceso y convertir la curtiembre en Industria. Buena parte de estas sustancias eran derivadas de petróleo.El uso de sulfuros en la depilación, la sulfitación de taninos, los taninos de sustitución, los polímeros, el curtido al cromo auxiliares de pelambre, son todas creaciones del siglo pasado, que redujeron notablemente los tiempos de producción de las pieles, aumentando el impacto ambiental.

Sustentabilidad: el desafío del siglo XXI

El proceso del cuero en el siglo XXI está dejando su propia huella. Cada día enfrentamos nuevas exigencias en cuanto a limitaciones químicas, de seguridad, del ambiente, creando un nuevo paradigma filosófico. Apenas diez años atrás, el criterio de selección de un producto para un cierto proceso, se limitaba a sus bondades técnicas, sin considerar sus consecuencias últimas.

Hoy debemos prever el impacto de cada proceso puede generar, hasta considerar los descarteseventuales de la industria manufacturera, procurando una política ambiental de sistema, que permita convertir residuos en valiosas materias primas. Así como en el siglo XX fueron creados, actualmente se estudia “sustituir los taninos de sustitución” con alternativas basadas en la transformación de polifenoles naturales residuo de la producción de alimentos.

De esta manera se ha creado un nuevo paradigma filosófico al momento de razonar nuestros procesos. Para seleccionar las mejores opciones en productos y procesos sustentables tenemos que preguntarnos: ¿Cual la composición del producto químico que utilizo? ¿Contiene sustancias altamente preocupantes? ¿Como se relaciona con otras sustancias presentes en mi proceso? ¿Puede degradar o hidrolizar u oxidar generando emisiones indeseables?¿Cuanto retiene el cuero y cuanto acaba en el efluente? ¿Genera un DQO / DBO elevado, sustancias persistentes, recalcitrantes o eutrofización? ¿Como afecta a la flora bacteriana de mi planta de efluentes? ¿Cual es su LCA? ¿Puedo reducir la salinidad del proceso, o tratar las sales generadas en mi planta de efluentes? ¿Que aporte de gases de efecto invernadero genero durante el proceso y el tratamiento?

Una vez acabadas las pieles: ¿Cual es su comportamiento químico con relación al proceso de manufactura del artículo? Muchas veces no consideramos en el proceso de producción del cuero que las pieles,durante la manufactura de artículos,serán expuestas a condiciones de humedad y temperatura elevadas (durante el moldeo o cambrado) y a interacción con colas, solventes, pomadas y otras sustancias químicas que pueden potencialmente alterar el cuero acabado, a travez de interacciones indeseables.

Luego, y en base al uso del cuero: ¿Cuanto descarto? La manufactura de artículos en cuero potencialmente descartará las faldas, o los cuellos, de acuerdo al uso y a la calidad de la producción.

Y una vez cumplido el ciclo de vida de la piel: ¿Como influirá el uso de una dada sustancia en la biodegradabilidad y compostabilidad del artículo acabado?

Para este trabajo, he decidido concentrarme en el proceso de ribera y pelambre considerando que son los procesos más impactantes del punto de vista ambiental, y donde podemos obtener resultados inmediatos en cuanto a mejorar la sustentabilidad del proceso.

De hecho un proceso desde el pelambre hasta las operaciones en tripa, aportará aproximadamente el 75% de la contaminación de todo el proceso, el 73% del DQO, el 83% del DBO, el 75% de la salinidad y el 60% de los sólidos suspendidos del proceso completo.

DQO / DBO implican por definición el consumo de oxígeno y la generación de dióxido de carbono.

En los últimos años, el oxígeno atmosférico La atmósfera se consume mas rápidamente de cuanto se regenere naturalmente. Este hecho nos lleva a decidir acciones que nos permitan cumplir lo antes posible con el objetivode ser “Carbon neutral”.

La planta de efluentes como proceso químico

Una planta de tratamientos de efluentes la podemos comparar a un “organismo que respira”, alimentado de DQO / DBO y aspirando oxígeno. Este proceso tiene un costo ambiental que debemos considerar con mucho cuidado al momento de calcular el impacto de nuestras producciones. El tratamiento de efluentes no es gratis: se necesitan aereadores que consumen energía, además de consumir básicamente oxígeno y generar dióxido de carbono (y no solo).

Claramente nuestro objetivo es la reducción del DQO / DBO que será la materia prima a procesar. El segundo elemento fundamental en el tratamiento de efluentes es el oxígeno. Básicamente si se tratara de carboidratos biodegradables, los productos de reacción serían dióxido de carbono y agua. Nuestro efluente es mucho más complejo, y encontraremos que se pueden generar otros gases como NO₂, SO₂, SH₂, N₂ entre otros, de acuerdo al proceso, y a los prodctos tratados. Lamentablemente no todos los productos químicos tratados pueden ser demolidos completamente, y de esta manera encontramos los llamados DQO / DBO recalcitrantes. Parte de la salinidad puede ser tratada biológicamente con inóculos bacterianos específicos y una gestión cuidadosa del balance de fosfatos / potasio / oxígeno, transformando sulfatos en biomasa. En algunos casos con esta técnica, se ha superado el 25%de la demolición de sulfatos. La salinidad originada en los cloruros, no puede ser tratada biológicamente, y necesitaría de un sistema de membranas de ósmosis inversa, para aislarlos del efluente, proceso actualmente de costo elevado y alto consumo energético. Otros iones como el fosfato y el amoniodeben ser controlados, para evitar excesos que lleven a la eutrofización de los canales de vertido. En algunos casos el tratamiento biológico necesita de fosfatos para mantener en buena salud las bacterias de la biomasa.

Razonablemente podemos deducir que para lograr nuestro objetivo de “Carbon neutral” es fundamental convertir residuos de proceso en materias primas reduciendo el aporte de materia orgánica al tratamiento de efluentes donde se generará CO₂ y consumirá O₂.

¿Cómo podemos actuar sobre el proceso de ribera para mejorar su performance ambiental? Utilizando una lógica de proceso que nos permita la gestión bioquímica del cuero.

Contrariamente a cuanto descripto en varios textos, el proceso de remojo tiene como función romper las barreras que evitan la difusión del baño de remojo al interno de la estructura dérmica. Recordemos que la piel es la membrana que permite laprotecciónnatural del organismo.  La finalidad del primer remojo es la remoción de la suciedad superficial, y la inactivación microbiana. Durante el remojo principal procuramos actuar sobre los residuos de sangre dentro las venas y sobre las proteínas globulares en general. Finalmente y como objetivo fundamental debemos obtener la remoción de las barreras hidrófobas (lípidos y proteoglicanos). El proceso de pelambre tiene la finalidad de remover queratinas (pelo y epidermis) y de proveer al hinchado de las pieles. Todas estas operaciones debe ser relizadas preservando el colágeno. La correcta elección de los productos químicos y tecnologías que utilizaremos nos permitirá entender si el proceso es sustentable, incluyendo una evaluación del riesgo químico y ambiental que cada sustancia presentará. Dado que el proceso de ribera como descripto anteriormente se trata de un proceso de remoción de sustancias y material orgánico, podemos considerar dentro del escenario de utilización, que buena parte de los auxiliares utilizados (si no se degradan durante el proceso), serán descargados casi en su totalidad respecto a la oferta original. En la fig. 7 presento el riesgo químico y ambiental de los auxiliares mas usuales del proceso de pelambre.

Los datos de la fig. 5 se basan en informaciones diaponibles en la banca de datos del ECHA (European Chemicals Agency), y nos demuestran que algunos de los auxiliares químicos usuales deberían ser limitados si los colocamos en el contexto del escenario de uso típico de los procesos de ribera. Como ejemplo de lectura de la tabla, en cuanto al uso de Tiocarbamatos, sabemos que posee toxicidades agudas relevantes, manteniendo una cierta persistencia ambiental e inhibiendo la flora bactérica del tratamiento biológico (de hecho se trata de un bactericida). En el caso del dodecil benceno sulfonado, sabemos que se trata de un producto parcialmente biodegradable, donde la cadena alquílica será deteriorada durante el tratamiento, pero donde la presencia del benceno residual aportará un DQO recalcitrante, y una cierta persistencia ambiental y toxicidad en la flora bactérica. Los alcoholes grasos etoxilados se degradan fácilmente, pero siendo tensioactivos tienden a formar una película superficial que evita la difusión del oxígeno atmosférico dentro del tratamiento biológico, necesitando de la energía adicional necesaria para incrementar el flujo de aire de los difusores del tratamiento aeróbico.

Cada uno de estos productos debe ser estudiado en el contexto de aplicación del proceso para definir si las toxicidades intrínsecas que poseen pueden ser relevantes considerando el escenario de esposición de las mismas.

El proceso biotecnológico:

Como fase inicial de nuestros estudios de impacto ambiental, hemos realizado un elenco de las tecnologías disponibles para cada funcionalidad de proceso, definiendo en base a esquemas como los citados en la Fig. 5 los riesgos químicos y ambientales y cualificándolas en base al impacto de cada una, siguiendo un esquema similar al de los BATs (Best Available Technologies) para el sector cuero y considerando las directivas europeas en materia de gestión de sustancias químicas y buenas prácticas en mataderos.

Los antibactéricos tradicionales fueron sustituidos con iododerivados inestables a pH elevado, o con peróxidos, que cumplirán su función específica al pH del remojo inactivándose durante la fase de depilación, cuando no son necesarios. El uso de tensioactivos (desaconsejado en fase de ribera, dado que las grasas extraídas y /o emulsionadas precipitarán inevitablemente cuando la cal saturará el baño durante el pelambre), fueron reemplazados con enzimas específicas: lipolíticas que permitan romper los triglicéridos sin extraer ácidos grasos, enzimas proteolíticas específicas que actúan sobre los proteoglicanos (protección de la piel natural), promoviendo la ruptura de la membrana basal y la difusión del baño en la estructura dérmica. El uso de otras proteasas específicas, aplicadas en un medio de baja salinidad, permite deteriorar las venas sin colapsar la hemoglobina (uno de los riesgos de las “venas llenas”). El uso de otras proteasas específicas permite catalizar la ruptura del músculo erector funcionando como antiarrugas. El sistema enzimático escogido tiene como ventaja la demolición del material orgánico durante el proceso, generando formas químicas sinergéticas con el proceso (por ejemplo el ataque específico delos proteoglicanos (polisacáridos) permite la liberación de productos naturales que mejoran la solubilidad y difusión de la cal. Todas las enzimas utilizadas tienen un bajo perfil proteolítico sobre el colágeno (actividad Loehlein-Vollhardt casi inexistente).

El uso de estas tecnologías permite obtener un pelo recuperadomás limpio, desengrasado, que permite su utilización como materia prima de productos con mayor valor agregado.

La reducción del DQO / DBO fue del órden del 70%, con eliminación de recalcitrantes. La dosificación de fosfatos, realizada considerando los balances necesarios de la planta de efluentes ha permitido un mejor resultado de la calidad en cuanto a eliminación de venas, y considerando la performance del tratamiento biológico del efluente.

Un resultado inesperado fue que el uso de lipasas y consecuente reducción de tensioactivos en el proceso de ribera, que permitió un mejor agotamiento de los engrases en fase de recurtido reduciendo el DQO / DBO. Hemos atribuído este efecto al hecho que los tensioactivos impregnados en la piel se liberan lentamente durante el proceso y persisten en pequeña proporción en las pieles acabadas. Este efecto causa la reducción de la fijación de los engrases y el consecuente aumento del DQO / DBO.

Utilización de los residuos del cuero

Si consideramos nuestro objetivo de obtener un proceso “Carbón neutral” podemos deducir que cuanto antes descartemos las porciones de piel que no serán útiles en la manufactura de artículos en cuero, más fácil será procesar los residuos, reduciendo el consumo de productos químicos proporcionalmente y generando materias primas con mayor valor agregado.

Para esto es fundamental interpretar el concepto de reversibilidad/desnaturación proteica. El cuero crudo, manteniendo intacta la estructura protéica natural, puede ser procesado sin dificultad. El cuero remojado no cambia mucho en este sentido, mientras que el cuero en tripa, si tiene que ser procesado para recuperar proteínas, deberá ser depurado de sulfuros, y otros productos de remojo y pelambre auxiliares eventualmente utilizados. Un curtido metálico, siendo de naturaleza iónica puede ser revertido a travez de un proceso de degradación idrolítica. En el precurtido “wet white” inicia la desnaturación protéica: la naturaleza covalente de los curtientes orgánicos, modifican en forma permanente las proteínas, haciendo mas dificultoso su recuperación que se reduce de acuerdo al método de curtido aplicado. Ya las en pieles recurtidas y acabadas, el proceso se complica dado la mayor cantidad de grupos químicos presentes, y donde las posibilidades de recuperar proteínas se reduce notablemente.

En la fig. 9 podemos apreciar el aprovechamiento de pieles de novillo en la manufacturas de lujo en calzado y marroquinería.La posibilidad de poder anticipar el recorte de la piel a las fases iniciales del proceso permite una gestión de los residuos poco tratables a su conversión en materias primas con alto valor agregado, reduciendo proporcionalmenteel uso de productos químicos y simplificando las recetas. Recordemos que el químico curtidor invierte mucho esfuerzo y consumo de productos químicos para poder rellenar faldas, que en muchos casos serán igualmente descartadas.

¿Qué utilidad pueden tener los recortes, y el hecho de poder anticipar procesos? Algunas buenas prácticas del procesamiento de residuos del cuero fueron esquematizadas en la Fig.10:

El descarnado en fresco, permite fácilmente reecuperar sebo y harinas animales. El descarnado en tripa necesita de un proceso mas costoso, rindiendo subproductos de baja calidad.

Los recortes en crudo pueden ser procesados para obtener gelatinas (colágeno) de buena calidad, mientras que a travéz de un proceso idrolítico o de catálisis enzimática, es posible producir bioactivadores.

El pelo recuperado con un proceso de ribera biotecnológica (con baja inmunización), puede tener varios usos, que van del complemento alimentario para petfood, pasando por bioactivadores hasta la posibilidad de materias primas para la cosmética.

Otros frentes de estudio de la sustentabilidad del proceso del cuero están siendo desarrollados por distintos grupos de investigadores. Estos van de la estabilización del colágeno a travez de polisacáridos complejos recuperados de descartes del sector alimentario, a recurtientes basados en polifenoles condensados artificialmente, generados de descartes vegetales, la producción de biopolímeros para uso en recurtición y acabados, y los biosolventes altamente biodegradables, que permiten resultados comparables a los derivados de petróleo.