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Microfibre e microplastiche da materiali tessili: cosa sono e come ridurle?

Grazie a due studi interessanti*, che fanno il punto delle ricerche condotte su microfibre e microplastiche, cerchiamo di fare chiarezza su un tema sempre più sentito. L’aumento della produzione di fibre tessili negli ultimi 20 anni, in particolare di quelle sintetiche, e le scoperte sugli effetti che hanno sull’uomo e sull’ambiente pongono sempre più l’attenzione sull’argomento. I frammenti di fibre rilasciati da indumenti e tessuti per la casa durante il lavaggio, l’asciugatura e l’uso sono considerati una nuova fonte di inquinamento ambientale e una minaccia per la salute.

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Cosa sono le microfibre? Che dimensioni hanno?

“Microfibre” è un termine consolidato nell’industria tessile per indicare le fibre tra i 10 e i 30 μm. Il termine microfibre è usato anche per indicare il materiale fibroso rilasciato durante il lavaggio. È stato proposto di differenziare il termine chiamando “frammenti di fibre” questi materiali, ossia i frammenti di fibre tra 1 μm (micrometro) e 5 mm rilasciati da indumenti e tessuti per la casa durante il lavaggio, l’asciugatura e l’uso.

Quindi, “microfibre” in realtà indica nell’industria tessile fibre tra i 10 e i 30 micrometri, mentre quanto rilasciato da indumenti e tessuti per la casa è più correttamente definito frammento di fibre e ha dimensioni tra 1 micrometro e 5 millimetri.

Cosa sono le microplastiche?

Le microplastiche sono frammenti di fibre sintetiche. La microplastica primaria è rilasciata direttamente nell’ambiente sotto forma di piccole particelle di plastica (con dimensioni inferiori a 5 mm) che includono i frammenti di fibre rilasciati durante il processo di lavaggio domestico. Altre fonti per le microplastiche primarie comprendono la segnaletica delle strade, l’usura degli pneumatici, i rivestimenti protettivi delle imbarcazioni e i cosmetici. Le microplastiche secondarie sono i sottoprodotti della naturale erosione di oggetti di plastica più grandi rilasciati nell’ambiente.

Molteplici passaggi negli impianti di trattamento delle acque reflue possono filtrare fino al 95% dei frammenti di fibre. Tuttavia, il restante 5%  può arrivare nei fiumi e oceani ed entrare nella catena alimentare attraverso:

  • sale da tavola;
  • acqua contaminata;
  • ingestione di creature marine

causando effetti avversi sulla salute.

Non sono solo un rischio per la nostra salute, ma anche per quella delle creature marine, minacciandone il funzionamento delle attività metaboliche.

Inoltre, i frammenti di fibre possono avere impatto sulla salute anche attraverso inalazioni (in ambienti esterni e interni) e contatto diretto con la pelle attraverso prodotti per la cura della persona, tessuti o polvere negli ambienti interni.

Da dove arrivano principalmente i frammenti di fibre?
  • Dal lavaggio domestico degli indumenti
  • Dai rifiuti generati durante la produzione tessile
  • Dagli scarti tessili
  • Dalle discariche in prossimità dei fiumi e
  • Dallo scarico delle acque domestico (drenaggio)
Prendiamo il lavaggio domestico. Quante microfibre sono rilasciate durante il lavaggio?

Il rilascio di frammenti di fibre durante il lavaggio varia da 100 a 300 mg per kg di tessuto lavato. Quindi per un carico della lavatrice da 7 kg, varierà tra i 700 e i 2100 mg in totale. Facendo alcune stime su uno schema di lavaggio tipico (tempi, frequenza, quantità) nei paesi sviluppati, assumendo che sia adottato in questi paesi da 1 miliardo di persone per lavare i propri indumenti, ogni anno sono rilasciati nell’ambiente 14,400,000 kg di frammenti di fibre. Qualsiasi processo che riduca la resistenza delle fibre, tra cui levigatura, spazzolatura, candeggio, può potenzialmente aumentare il rilascio di frammenti di fibre in processi a umido consecutivi.

Vari parametri importanti agiscono sul rilascio di frammenti di fibre tessili tra cui il tipo di tessuto, la struttura di tessitura/maglia, il tipo e la concentrazione del detersivo, la temperatura, il pH, la velocità di centrifuga, la durata del lavaggio e processi di asciugatura.

Consideriamo per esempio il tipo di fibra.

I frammenti di fibre nell’ambiente marino sono classificati come naturali,  cellulosiche artificiali e sintetiche. La concentrazione di frammenti di fibre naturali e cellulosiche nell’oceano è molto più alta dei frammenti di fibre sintetiche. I tessuti in cotone e altri materiali cellulosici rilasciano più frammenti di fibre durante il processo di lavaggio rispetto ai tessuti in poliestere. Tuttavia, cotone, lana, seta e fibre cellulosiche artificiali come bambù, modal, tencel/lyocell sono biodegradabili rispetto alle fibre termoplastiche nell’ambiente marino. Le fibre di poliestere sono considerate una minaccia maggiore per l’ambiente rispetto al cotone perché hanno un tasso di biodegradazione estremamente basso.

In generale, le fibre cellulosiche naturali e artificiali si degradano facilmente, tuttavia, la presenza di coloranti e prodotti chimici per la finitura dei tessuti può ridurre il loro tasso di biodegradazione.

La maggior parte dei prodotti tessili sono tinti con vari coloranti sintetici. La presenza di queste sostanze chimiche può complicare la biodegradazione anche di fibre naturali come il cotone.

In generale, alle fibre di origine cellulosica sono stati applicati diversi additivi funzionali come il repellente allo sporco o all’acqua, il ritardante di fiamma, l’antimicrobico e gli ammorbidenti. Quando i frammenti di fibra vengono rilasciati nell’ambiente marino, questi prodotti chimici e coloranti si integrano con il frammento di fibra per creare ulteriore pericolo per la salute degli animali acquatici.

Consideriamo un’altra variabile, il detersivo. Come influiscono i detersivi sul rilascio di microfibre?

Ci sono studi discordanti. Alcuni mostrano che l’uso del detergente favorisce l’emissione di frammenti di fibre rispetto al lavaggio con solo acqua. Altri che l’uso del detergente non ha alcun impatto significativo sul rilascio di microfibra. L’apparente contraddizione dei risultati è probabilmente guidata dalle differenze nella metodologia dei test (alcuni studi utilizzano carichi di lavaggio di indumenti puliti, spesso capi nuovi o invecchiati artificialmente, e omogenei comprendenti uno o pochi tipi di indumento; altri misurano il rilascio dai tipici carichi di lavaggio di capi sporchi).

In polvere o liquido? Il detersivo in polvere genera una maggiore emissione rispetto al detersivo liquido. I detersivi in polvere contengono un componente inorganico chiamato zeolite, che è insolubile in acqua e causa maggiore attrito tra gli indumenti e la lavatrice con maggiori possibilità di produzione di frammenti di fibre.

Tuttavia, la formulazione chimica nel detersivo è importante, che sia liquido o in polvere.

Generalmente, il detergente contenente tensioattivo non ionico è facilmente solubile in acqua e funziona molto bene in acque dure, è però più costoso rispetto al tensioattivo anionico.

L’industria dei detersivi utilizza diversi enzimi per accelerare il processo di lavaggio. Questi prodotti sono più costosi, buoni per il lavaggio e la rimozione delle macchie; secondo alcuni studi attenuano maggiormente i frammenti di fibre durante il lavaggio, secondo altri aumentano il rilascio.

Inoltre, i risultati delle ricerche mostrano una significativa riduzione del rilascio di microfibra dopo i primi cicli.

Se quanto emerge dai diversi studi sull’impatto del detersivo non sembra dare certezze, è invece evidente quanto incidono la temperatura e la quantità dell’acqua.

Come incide la temperatura dell’acqua nel rilascio di microfibre?

Il rilascio di frammenti di fibre aumenta con l’aumentare della temperatura di lavaggio.

In alcuni casi, durante il processo di lavaggio a temperature più elevate viene rilasciato un livello più elevato di frammenti di fibre anche senza l’aggiunta di detersivo o ammorbidente.

Per ridurre il rilascio di frammenti di fibre durante il lavaggio, si può mantenere la temperatura di lavaggio più bassa possibile (30 °C).

Prodotti n polvere/liquidi a base di detersivi non ionici sembrano preferibili per il lavaggio degli indumenti a temperature più basse con due vantaggi: (i) minor consumo di energia durante il processo di lavaggio e (ii) minor rilascio di frammenti di fibre.

Qual è l’impatto del carico della lavatrice e della quantità di acqua nel rilascio di microfibre?

Nella lavatrice, il rapporto indumento-liquido di lavaggio gioca un ruolo critico nell’emissione di frammenti di fibre. Da uno studio risulta il rilascio di 65 mg di frammenti di fibre per kg di indumento e aumenta a 125 mg di frammenti di fibre quando l’acqua di lavaggio viene raddoppiata. Il maggiore volume d’acqua aumenta lo stress meccanico dei capi durante il processo di lavaggio.

Dovremmo cercare di lavare con carichi completi ma utilizzare una quantità adeguata di detergente e di evitare di riempire eccessivamente la lavatrice, perché potrebbe avere un impatto negativo sulle prestazioni di pulizia e portare a guasti meccanici dell’apparecchio.

Il tipo di lavatrice ha impatto sulle microfibre?

Uno studio sulle lavatrici a carica dall’alto che funzionano con il principio dell’“agitator” (un perno centrale che con il movimento attorcigliandosi avanti e indietro gira i capi e li sfrega contro di sé) rilasciano circa 9 volte più frammenti di fibra rispetto alle lavatrici a carica frontale.

Le lavatrici ad alta efficienza (a carica dall’alto) generano un rilascio di microfibre significativamente inferiore rispetto alle lavatrici (a carica dall’alto) tradizionali, probabilmente a causa dei volumi di riempimento dell’acqua inferiori e quindi del rapporto acqua/tessuto inferiore.

E l’asciugatura produce il distacco delle microfibre?

I frammenti di fibra rilasciati durante il processo di lavaggio finiscono nelle acque reflue, mentre i frammenti di fibra rilasciati durante l’utilizzo dell’asciugatrice a tamburo vengono raccolti sui filtri dell’aria e finiscono nei rifiuti solidi. Alcune delle fibre spezzate durante l’asciugatura sono attaccate in modo lasco alla superficie del tessuto e vengono rilasciate nell’aria quando sono indossate o rilasciate nell’acqua nel successivo processo di lavaggio. Al contrario, l’asciugatura all’aria non influenza significativamente il rilascio di frammenti di fibre.

Normalmente, la temperatura di asciugatura, la velocità di agitazione, il tempo di asciugatura sono i criteri principali che influenzano fortemente il rilascio di frammenti di fibre in un’asciugatrice.

Anche le caratteristiche del tessuto hanno impatto.

La generazione e il rilascio di frammenti di fibre sono influenzati da molti aspetti come il tipo di tessuto, l’intreccio, il tipo di filato, tutta la storia della lavorazione (filatura, lavorazione a maglia o processi di tessitura, purga, candeggio, tintura, finissaggio e asciugatura) e le proprietà fisico-chimiche delle fibre. Qualsiasi fattore che migliora le interazioni fisiche tra le fibre nella struttura del tessuto riduce il rilascio di frammenti di fibre durante ripetuti processi di lavaggio e asciugatura.

Per esempio, il tessuto in poliestere intrecciato emette frammenti di fibre più elevati rispetto al tessuto in poliestere a maglia.

La struttura meccanica delle fibre si deteriora nel tempo a causa di vari parametri tra cui l’esposizione ai raggi solari, l’usura e i lavaggi. L’esposizione dei tessuti alla luce solare può aumentare il calore e accelerare l’ossidazione delle fibre e il loro graduale degrado. Oltre a ciò, le fibre si deteriorano a causa di sollecitazioni meccaniche, cicli di lavaggio ripetuti, abrasione e sfregamento durante l’usura, sudorazione.

Come possiamo limitare il rilascio di microfibre?

L’installazione di filtri per lavatrice per mitigare il problema è una possibile soluzione ma non si ha certezza che la filtrazione sia efficiente al 100%. Così il sacchetto che trattiene le microfibre (Guppy Friend). Si sta considerando la rimozione delle microfibre negli impianti di trattamento delle acque reflue, anche se è impegnativo.

I prodotti tessili dovrebbero essere utilizzati il più a lungo possibile prima che finiscano nelle discariche. La minimizzazione dei rifiuti tessili riduce anche il rilascio di frammenti di fibre dalle discariche. Dovremmo riciclare i tessuti il più possibile e creare dagli scarti tessili nuove fibre con tecniche adeguate.

Relativamente al rilascio di microfibre, i tessuti bio-based (ossia interamente o parzialmente derivati da biomassa) provenienti da risorse rinnovabili dovrebbero essere preferiti a quelli sintetici a base di petrolio.

Il nostro comportamento di acquisto influenza fortemente la mitigazione dei frammenti di fibra. Gli attuali modelli di consumo portano a danni ambientali ed è necessaria maggiore consapevolezza della possibilità di ridurre dei frammenti di fibra dovuti ai processi di lavaggio domestici. I tessuti devono essere lavati in condizioni più miti con meno agitazione meccanica. Il rilascio di microfibra può essere notevolmente ridotto utilizzando cicli di lavaggio più freddi e più brevi, lavando carichi completi ma non eccessivamente colmi e preferendo lavatrici ad alta efficienza. Tali interventi hanno vantaggi anche sulla cura degli indumenti aumentandone la vita utile con benefici di impatto ambientale più ampi.

Contemporaneamente i brand dovrebbero avere più consapevolezza della mitigazione dei frammenti di fibre rispetto ai tipi di tessuto, fornendo i messaggi di avviso su ogni capo realizzato, scegliendo più consapevolmente i materiali e preferendo metodi di finissaggio e tintura più rispettosi dell’ambiente.

 

*Fonti:

Aravin Prince Periyasamy, Ali Tehrani-Bagha, A review on microplastic emission from textile materials and its reduction techniques, March 2022, Department of Bioproducts and Biosystems, School of Chemical Engineering, Aalto University, Finland, Science Direct

Lant et al., Microfiber release from real soiled consumer laundry and the impact of fabric care products and washing conditions, June 2020, Plos One

Foto: Mel Poole; Chris Curry; Moonstarious Project; Engin Akyurt; Chloe Skinner.

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