La Química de una suela de zapato

Como en muchos niños de mi generación, los primeros contactos con la Química se derivan de un repertorio de recetas vendido en forma de un laboratorio de juguete que me dejaba manejar cosas que son impensables que un niño de estos días pueda manejar. Lo que, en alguna ocasión, me dio más de un susto, en forma de pequeño incendio o de alguna herida, como la derivada de un experimento para fabricar pólvora. Pero si analizo bien la cuestión, es casi seguro que haya otro origen para mis devaneos con esta convulsa Ciencia. Mi padre, fallecido hace un par de años, era un personaje complejo pero, para lo que aquí nos interesa, un self-made man, un hombre de origen muy modesto que partiendo de chico de los recados acabó siendo el Gerente de una empresa relativamente grande dedicada al curtido de pieles. El producto final iba destinado a las suelas de los zapatos, una industria que floreció en el Levante español de los 50 y 60, donde casi en cada portal había un ciudadano/a con un troquel cortando suelas a partir de las pieles curtidas en Hernani y que acababan en las factorías de confección de los pares de zapatos.

La empresa estaba cerca de nuestra casa y como mi padre casi vivía en ella, muchos fines de semana sus hijos le acompañábamos y mientras él trabajaba en la oficina o supervisaba las diferentes secciones, nosotros correteábamos y curioseábamos entre los bombos de curtición (ver uno arriba), en las grandes tinajas de agua para el desalado de las pieles originales o en el almacén en el que los productos finales (los llamados crupones) se colgaban en el techo para su secado (ver a la derecha). Nos dejaban jugar con las máquinas de recortar esos crupones, nos dejaban conducir los grandes carros de transporte empleados para llevarlos hasta el almacén final y curioseábamos en un mugriento espacio llamado "el laboratorio". En fin, todo un disfrute para la chavalería y, otra vez, impensable para la de hoy en día. Y todo ello impregnado de multitud de olores agradables y desagradables que nunca se olvidan.

Contemplada con los parámetros actuales, los procesos que se llevaban a cabo en aquella empresa pueden conceptuarse como altamente contaminantes. A pesar de ser una industria que partía de un producto “natural” (en el caso que nos ocupa la piel de un animal vacuno) y que el curtido de pieles ha tenido una larga historia con el ser humano, lo cierto es que esos procesos, incluidos algunos tradicionales que se siguen utilizando en países menos avanzados, implican el uso de una variedad de sustancias químicas de origen natural o sintético así como una cantidad importante de agua que, en aquella época, se arrojaba a los ríos circundantes sin demasiadas restricciones medioambientales. Pero eso bastante habitual en la época en un pueblo como el mío, rodeado de papeleras, metalúrgicas y.... curtidoras (que había dos y casi juntas). Problema que sigue teniendo hoy vigencia en países como Marruecos, Pakistán o Bagladesh donde el curtido de pieles sigue haciéndose casi como hace siglos.

Tras despellejar al animal en el matadero, hay que preservar los pellejos resultantes para su transporte a la empresa de curtidos, ya que éstos tienden a deteriorarse rápidamente por acción de las bacterias. Es un proceso que hay que evitar drásticamente o, de lo contrario, la piel posteriormente curtida mostrará defectos, pequeños agujeros, etc. Para ello, los pellejos han sido tradicionalmente tratados en disoluciones de salmuera o apilados con sal seca distribuida entre pellejo y pellejo. En algunos casos se ha solido emplear naftaleno como preservante. Cuando los pellejos así tratados llegan a la empresa que los va a curtir hay que introducirlos en baños de desalado a los que se adicionan detergentes y bactericidas. El consumo de agua es, evidentemente, importante y, en aquellos años, una temporada de sequía podía parar literalmente la producción.

El siguiente proceso implica la eliminación del pelo de los pellejos. Para ello se emplean disoluciones de hidróxido cálcico, en muchos casos combinadas con baños de sulfuro sódico o hidróxido sódico. El pelo se suelta con este tratamiento y la piel resultante queda hinchada, lo que facilita el subsiguiente proceso de curtición. Pero, antes de ello, la piel se trata con cloruro amónico para eliminar la mayor parte del hidróxido cálcico proveniente de la fase anterior. El proceso es complejo y, si no está bien controlado, lleva a la aparición de gases como el amoníaco o el ácido sulfhídrico (el de los huevos podridos) que mi nariz y mi cerebro recuerdan muy bien en ciertas estancias de la fábrica.

Las especiales propiedades de la suela de cuero de un par de zapatos como Dios manda son debidas al colágeno, una compleja proteína a base de tres aminoácidos que forma la base en la que se sustenta el pelo del animal que acabamos de eliminar. En presencia de agua, las fibras de colágeno (un polímero, como habréis intuido) son relativamente ligeras y flexibles pero, como hemos dicho, son fácil blanco de las bacterias. Si se secan, son muy estables pero el cuero se vuelve muy rígido porque se forman enlaces de hidrógeno entre las fibras. Cuando las pieles están húmedas, las moléculas de colágeno también están unidas por enlaces de hidrógeno pero, en ese caso, implicando a los hidrógenos de las moléculas de agua, lo que les confiere una gran libertad de movimientos y una mayor flexibilidad. El proceso de curtido consiste básicamente en reemplazar las moléculas de agua por otras sustancias que den flexibilidad al cuero final y le defiendan contra ataques bacterianos. Son los tradicionalmente llamados curtido al cromo y curtido con taninos (o curtido vegetal). Yo he oído hablar de cromo y taninos mucho antes de tener ni siquiera una idea remota de la Química como Ciencia, por eso decía al principio que quizás mis orígenes anden por aquí.

El agente de curtido más extendido es el sulfato de cromo (III). El cromo proporciona a las pieles unas propiedades difíciles de conseguir por otras alternativas. Ello es debido a la capacidad de este sulfato para formar complejos más o menos voluminosos que, además, actúan como agentes de unión entre las cadenas de colágeno. Ello confiere a las pieles unas características especiales, llegando incluso a tolerar durante tiempos prolongados la acción del agua hirviendo. Lo malo de este proceso es que el cromo tiene una complicada segunda derivada. Aunque el cromo (III) no es tóxico, puede ser oxidado a cromo (VI), un bicho de cuidado, lo que complica mucho su empleo. De hecho, este enero de 2015, entra en vigor en la UE una norma que prohibe que en los zapatos que se vendan haya una concentración de cromo(VI) superior a 3 ppm.

La forma más antigua de curtir es el llamado curtido vegetal que emplea extractos de plantas extraídos de mimosas y otros árboles. Químicamente se trata de taninos o polifenoles del tipo del catecol o el pirogalol. Estos polifenoles reaccionan con las proteínas del colágeno para dar lugar a la unión entre cadenas. A diferencia del curtido al cromo, la cantidad de taninos implicada en estos procesos de reticulación de cadenas de colágeno es mucho más importante, lo que conlleva una reticulación más extendida y una mayor firmeza del crupón final, cosa que, a veces, plantea problemas para su uso en suelas de zapatos.

Los químicos (sobre todo los alemanes) han dado lugar a agentes sintéticos de curtido, los llamados syntans. Se trata de moléculas de un cierto tamaño, emparentadas con las resinas fenólicas. Como ellas, los syntanes se obtienen a partir de fenol y formaldehído, aunque el primero se trata previamente con ácido sulfúrico para obtener un fenol sulfonado.

Como podéis ver mucha química y mucho producto que hay que tratar con cuidado, ya sea de origen natural o sintético. Por eso, los procesos de curtido están siempre incluidos en todos los tratados de Química Verde, la estrategia que pretende diseñar nuevas alternativas a procesos industriales bien implantados pero con herramientas menos perjudiciales para el medio ambiente.

Y alguno se preguntará por qué no acabe yo de químico de aquella empresa. Pues no lo sé muy bien pero, en cualquier caso, fue una suerte. Las cosas, a finales de los setenta, fueron muy complicadas por estos lares y aquello acabó cerrando cuando yo era un imberbe licenciado.