Monitoring via Infrared Spectrometry and Rheometry of a Vulcanization-Like Process of Chewing Gum Waste

Monitoreo por espectrometría infrarroja y reometría de un proceso similar a la vulcanización de los desechos de goma de mascar

Una vez masticado, el chicle se convierte en un residuo acumulado desechable y no degradable que causa problemas medioambientales, económicos y sociales. Recoger y tratar los residuos de chicle hasta adaptar sus propiedades a algún uso rentable generará ahorros ambientales y económicos. En este trabajo se recogieron residuos de chicle, se higienizaron y se sometieron a un proceso similar al de vulcanización de caucho con azufre a escala de laboratorio. La evolución del proceso se monitorizó mediante medidas secuenciales del par de torsión y la adquisición de una serie de espectros ATR-FTIR sobre el material bruto y resultante de alícuotas aisladas del medio de reacción cada 10 minutos durante 4 horas. Los valores de absorbancia de las señales en la serie de espectros ATR-FTIR se normalizaron y se sometieron a un análisis estadístico descriptivo, que permitió detectar variaciones de intensidad en las bandas atribuidas al carboxilato, así como una ligera disminución de la intensidad de las bandas atribuidas al hidroxilo, carbonilo, metileno en alfa al carbonilo y otros grupos CHn en fragmentos alifáticos. Estos cambios de intensidad y la tendencia de las mediciones reométricas durante el proceso (curva de vulcanización) evidenciaron que los residuos de chicle reaccionaron efectivamente. Su proceso de vulcanización tuvo un máximo absoluto de reticulación a los 5,15 minutos del proceso y provocó un notable aumento de la torsión del material resultante; la dureza Shore A pasó de 20 a 95 unidades, y la densidad varió de 1 280 a 1 510 kg/m³. Estos resultados apuntan a un tratamiento alternativo para reducir la contaminación ambiental y revalorizar los residuos de chicle.

INTRODUCCIÓN

El chicle es un producto popular en todo el mundo, y su consumo no ha dejado de aumentar. Varios estudios afirman que el chicle tiene efectos beneficiosos sobre la salud bucodental, el control del peso y el alivio del estrés, entre otros, e incluso se ha propuesto como un mecanismo eficaz para la administración de medicamentos (Takahashi et al., 2003; Jacobsen et al., 2004; Potineni, 2007; Thivya et al., 2021; Tijani et al., 2022). Sin embargo, su fracción insoluble no puede ser digerida por el consumidor, y se desecha al medio ambiente como residuo. Según Euromonitor International (Roy, 2021), cada año se generan en todo el mundo unas 250 000 toneladas de residuos de chicle peligrosos para el medio ambiente.

Los residuos de chicle constituyen un problema medioambiental, ya que los chicles disponibles en la actualidad son productos fabricados con un elastómero sustancialmente no degradable (Roy, 2021). Una importante cantidad de chicle masticado acaba en el suelo, arrastrando toxinas y microorganismos nocivos (Saberi et al., 2018) que pueden afectar gravemente a la salud de cualquier ser vivo al contacto o por ingestión accidental o sistemática. Todo ello implica costes ambientales y económicos que deben pagar los habitantes y el planeta.