Un grupo de investigadores suizos diseñó una alternativa fabricada con polímeros vegetales, capaces de soportar altas temperaturas y ofrecer baja toxicidad, lo que representa un avance en la reducción de riesgos ambientales y para la salud asociados a los recibos térmicos
Jeremy Luterbacher y su equipo de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) describieron que los recubrimientos desarrollados a base de lignina ofrecieron impresiones nítidas y durabilidad tras meses de almacenamiento, manteniendo legibles los textos y logotipos incluso después de un año de haber sido impresos. Según detalló Science Advances y reportó el propio centro de investigación, la alternativa utiliza materiales extraídos de la madera en lugar de los productos químicos tradicionales potencialmente dañinos presentes en los recibos y etiquetas térmicas, acercando la posibilidad de reducir significativamente la toxicidad ambiental y los riesgos para la salud asociados al uso masivo de papel térmico.
De acuerdo con lo publicado por Science Advances, las formulaciones propuestas recurren a polímeros de origen vegetal, en particular lignina, uno de los principales componentes de la madera, que gracias a sus propiedades químicas puede reemplazar a los reveladores de color convencionales como el bisfenol A (BPA) y el bisfenol S (BPS). Ambos productos derivados del petróleo han sido el estándar de la industria durante décadas para fabricar papeles donde el calor desencadena la aparición de texto o imágenes. Sin embargo, según consignó el medio, investigaciones previas vincularon el BPA y el BPS con alteraciones en la señalización hormonal y se han detectado en personas y entornos que manipulan frecuentemente recibos y etiquetas térmicas.
El papel térmico, utilizado a diario para recibos, envíos, billetes de transporte y registros médicos, contiene una capa química que reacciona ante el calor, produciendo la impresión requerida. Este producto de uso cotidiano, fabricado en grandes volúmenes y reciclado regularmente, facilita que los químicos que contiene lleguen al agua y al suelo. Science Advances sostiene que desarrollar alternativas que sean menos tóxicas se ha complicado porque el nuevo material necesita mantener varias características técnicas: estabilidad, imprimibilidad y costos competitivos. Además, un sustituto adecuado debe reaccionar a la temperatura correcta, conservarse durante largos periodos sin deterioro, integrarse bien con el resto de los compuestos del papel y evitar decoloraciones indeseadas, requisitos que muchos materiales biológicos propuestos no han logrado cumplir.
Luterbacher aclaró, según reportó Science Advances, que las moléculas derivadas de plantas, como la lignina, presentan una toxicidad baja o nula, lo que constituye una ventaja central frente a otros compuestos utilizados en el rubro. El investigador ya había desarrollado previamente métodos para extraer lignina de las plantas sin degradarla, lo que facilitó disponer del material en condiciones más aptas para aplicaciones industriales. El equipo se enfocó en esta sustancia porque contiene grupos químicos aptos para actuar como reveladores en la impresión térmica. No obstante, para adaptarla al proceso, se requirió mejorar su apariencia y propiedades químicas, ya que la lignina aislada suele ser oscura y caótica a nivel molecular. Por ello, aplicaron una técnica llamada “fraccionamiento secuencial asistido por aldehído”, un proceso que les permitió obtener polímeros de color más claro y mayor uniformidad, aptos para mezclarse en los recubrimientos del papel y reaccionar adecuadamente durante la impresión.
Para potenciar el desempeño térmico, el estudio incorporó un sensibilizador a base de diformilxilosa, extraída del xilano, un azúcar presente de forma natural en las paredes celulares vegetales, en lugar de los sensibilizadores tradicionales derivados del petróleo. El equipo aplicó estas fórmulas sobre papel como películas delgadas y las sometió a ensayos de impresión y almacenamiento. Science Advances detalló que los resultados mostraron que las impresiones producidas con la lignina y el sensibilizador vegetal alcanzaron una densidad de color funcional dentro de los parámetros usuales para el papel térmico. Incluso aunque el contraste de la imagen se mantuvo algo por debajo de los papeles comerciales optimizados, el comportamiento general resultó comparable al de los productos elaborados con BPA, uno de los estándares más extendidos.
La evaluación de la seguridad confirmó que el revelador de lignina tenía una actividad estrogénica muy inferior —de dos a cuatro órdenes de magnitud menor— en comparación con el BPA, lo que representa una disminución significativa del potencial riesgo para la salud de los usuarios y del entorno. Además, el sensibilizador derivado del azúcar vegetal no presentó rastros de toxicidad o actividad hormonal en las pruebas efectuadas, según destacó Science Advances.
Aunque el documento señala que resta trabajo para perfeccionar la calidad de las imágenes impresas y escalar el proceso a nivel industrial, los autores manifestaron que las nuevas formulaciones evidencian el potencial de emplear biomasa de origen no alimentario para generar papeles térmicos más seguros con procesos sencillos. Según los datos recogidos por Science Advances, el mercado global de papel térmico se evaluó en 3.411 millones de euros (4.000 millones de dólares) durante 2022 y podría elevarse hasta 5.117 millones de euros (6.000 millones de dólares) en 2030, lo que subraya la relevancia de disponer de alternativas más saludables en esta industria.
A lo largo del estudio, se expone que encontrar sustitutos seguros para los bisfenoles en papeles térmicos ha resultado un desafío técnico por la necesidad de mantener las cualidades funcionales y económicas del producto original. Hasta ahora, muchos materiales biobasados no lograron cumplir los diferentes requisitos de estabilidad, reactividad térmica y compatibilidad con otros componentes del papel. El logro del equipo de la EPFL radica en mejorar las propiedades de la lignina y combinarla con aditivos de fuente vegetal, permitiendo que la alternativa cumpla la mayoría de las especificaciones técnicas imprescindibles.
La investigación plantea nuevos caminos para sustituir sustancias controversiales por materiales de baja toxicidad en una aplicación cotidiana, con impacto potencial sobre millones de usuarios y beneficiando la reducción de contaminantes tanto en el ambiente como en la salud humana, de acuerdo a lo publicado por Science Advances.
Fuente: infobae.com
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