Filtro de cigarrillo

Un filtro de cigarrillo, también conocido como boquilla de filtro, es un componente del cigarrillo, junto con el papel para cigarrillos, las cápsulas y los adhesivos. Los filtros se introdujeron a principios de la década de 1950.

Los filtros pueden estar hechos de fibra de acetato de celulosa plástica, papel o carbón activado (ya sea como filtro de cavidad o incrustado en las fibras de acetato de celulosa plástica). También se han utilizado resinas de fenol-formaldehído macroporosas y amianto. El filtro de acetato de celulosa plástica y el papel modifican la fase de humo particulado mediante retención de partículas (filtración), y el carbón finamente dividido modifica la fase gaseosa (adsorción).

Los filtros tienen como objetivo reducir los daños causados por el tabaco al reducir las sustancias químicas nocivas que inhalan los fumadores. Si bien las pruebas de laboratorio muestran una reducción del "alquitrán" y la nicotina en el humo del cigarrillo, los filtros no son eficaces para eliminar gases de bajo peso molecular, como el monóxido de carbono. La mayoría de estas reducciones medidas se producen sólo cuando el cigarrillo se fuma en una máquina de fumar; cuando lo fuma una persona, los compuestos llegan a los pulmones independientemente de si se utiliza un filtro.

La mayoría de los cigarrillos fabricados en fábrica están equipados con un filtro; quienes los lian ellos mismos pueden comprarlos en un estanco.

En 1925, el inventor húngaro Boris Aivaz patentó el proceso de fabricación de un filtro de cigarrillo a partir de papel crepé.

A partir de 1935, la empresa británica Molins Machine Co Ltd comenzó a desarrollar una máquina que fabricaba cigarrillos con filtro incorporado. Se consideró un artículo especial hasta 1954, cuando los fabricantes introdujeron la máquina de forma más amplia, tras una serie de anuncios especulativos de médicos e investigadores sobre un posible vínculo entre las enfermedades pulmonares y el tabaquismo. Como los cigarrillos con filtro se consideraban más seguros, en la década de 1960 dominaban el mercado. La producción de cigarrillos con filtro aumentó del 0,5 por ciento en 1950 al 87,7 por ciento en 1975.

Entre los años 1930 y 1950, la mayoría de los cigarrillos medían 70 milímetros (2+3⁄4 pulgadas) de largo. El mercado moderno de cigarrillos incluye principalmente cigarrillos con filtro de 80, 85, 100 o 120 milímetros (3+1⁄8, 3+3⁄8, 3+7⁄8 o 4+3⁄4 pulgadas).

Los filtros de los cigarrillos se fabricaban originalmente con corcho y se utilizaban para evitar que las escamas de tabaco cayeran sobre la lengua del fumador. Muchos de ellos todavía tienen un diseño que imita el corcho.

Los filtros de cigarrillos suelen estar hechos de fibra plástica de acetato de celulosa, pero a veces también de papel o carbón activado (ya sea como filtro de cavidad o incrustado en el acetato de celulosa).

El acetato de celulosa se obtiene esterificando pulpa de madera o algodón blanqueado con ácido acético. De los tres grupos hidroxi de celulosa disponibles para la esterificación, entre dos y tres se esterifican controlando la cantidad de ácido (grado de sustitución (DS) 2,35-2,55). El éster se hila en fibras y se forma en haces llamados estopa de filtro. A los filtros de cigarrillos se les pueden añadir sabores (mentol), edulcorantes, suavizantes (triacetina), retardantes de llama (tungstato de sodio), cápsulas rompibles que liberan sabores a demanda y aditivos que colorean el humo del tabaco. Los cinco mayores fabricantes de estopa de filtro son Celanese y Eastman Chemicals en los Estados Unidos, Cerdia en Alemania, Daicel y Mitsubishi Rayon en Japón.

Para pegar las costuras de los cigarrillos se utilizan colas de almidón o adhesivos a base de emulsión. Para las costuras de los filtros se utilizan adhesivos termofusibles y a base de emulsión. Para unir los filtros a los cigarrillos se utilizan adhesivos a base de emulsión. El papel de la boquilla puede estar recubierto con alcohol polivinílico.

La industria tabacalera determinó que la ilusión de filtración era más importante que la filtración en sí. El pH del acetato de celulosa utilizado se modifica para que su color se oscurezca cuando se expone al humo (esto fue inventado en 1953 por Claude Teague, que trabajaba para la R. J. Reynolds Tobacco Company). La industria quería que los filtros se consideraran eficaces por razones de marketing, a pesar de que no consiguieran que los cigarrillos fueran menos nocivos para la salud.

En la década de 1970, las pruebas epidemiológicas relativas a los cánceres relacionados con el tabaco y los datos sobre las enfermedades coronarias indicaban una reducción del riesgo de padecer estas enfermedades entre los fumadores con filtro. Entre 1970 y 1980, algunos estudios mostraron una reducción del 20 al 50% del riesgo de cáncer de pulmón en los fumadores habituales de cigarrillos con filtro en comparación con los fumadores de cigarrillos sin filtro (IARC, 1986), pero estudios posteriores indicaron un riesgo similar de cáncer de pulmón en fumadores de cigarrillos con filtro y sin filtro. Las reducciones del riesgo dependen de diferentes aspectos, como el sexo o si la persona es atlética, el lugar del estudio, la edad de la persona y si se consideraron solo estudios que proporcionaron estimaciones ajustadas y no ajustadas. El hecho de que las estimaciones del riesgo relativo se ajusten o no al consumo de cigarrillos no es crucial para la conclusión de una clara ventaja de los cigarrillos con filtro y la reducción del alquitrán.

Se venden diversos filtros de cigarrillos adicionales (como el Water Pik, el Venturi y el David Ross) como dispositivos para dejar de fumar o reducir el alquitrán. La idea es que los filtros reduzcan los niveles de alquitrán y nicotina, lo que permite al fumador dejar de fumar.

La industria tabacalera ha reducido los niveles de alquitrán y nicotina en el humo de los cigarrillos desde los años 1960. Esto se ha logrado de diversas maneras, incluyendo el uso de cepas seleccionadas de la planta del tabaco, cambios en los procedimientos agrícolas y de curado, el uso de hojas reconstituidas (residuos de hojas de tabaco reprocesadas), la incorporación de tallos de tabaco, la reducción de la cantidad de tabaco necesaria para llenar un cigarrillo expandiéndolo (como el trigo inflado) para aumentar su "poder de llenado", y mediante el uso de filtros y papeles de envolver de alta porosidad. Sin embargo, al igual que un bebedor tiende a beber un mayor volumen de cerveza que de vino o licores, muchos fumadores tienden a modificar inversamente su patrón de fumar de acuerdo con la potencia del cigarrillo que fuman. En contraste con la fumada estandarizada de las máquinas de fumar en las que se basan los niveles de alquitrán y nicotina, cuando un fumador cambia a un cigarrillo con bajo contenido de alquitrán y nicotina, fuma más cigarrillos, da más bocanadas e inhala más profundamente. Por el contrario, cuando se fuma un cigarrillo con un alto contenido de alquitrán y nicotina, se tiende a fumar e inhalar menos.

A pesar de los cambios en el diseño y la fabricación de cigarrillos durante los últimos cincuenta años, el uso de filtros y cigarrillos "light" no redujo la ingesta de nicotina por cigarrillo ni la incidencia de cáncer de pulmón (NCI, 2001; IARC 83, 2004; U.S. Surgeon General, 2004). El cambio a lo largo de los años de cigarrillos de mayor a menor rendimiento puede explicar el cambio en la patología del cáncer de pulmón. Es decir, el porcentaje de cánceres de pulmón que son adenocarcinomas ha aumentado, mientras que el porcentaje de cánceres de células escamosas ha disminuido. Se cree que el cambio en el tipo de tumor refleja la mayor administración de nitrosamina de los cigarrillos de menor rendimiento y la mayor profundidad o volumen de inhalación de los cigarrillos de menor rendimiento para compensar las concentraciones más bajas de nicotina en el humo.

El acetato de celulosa es un plástico no tóxico, inodoro, insípido y débilmente inflamable. Es resistente a los ácidos débiles y es en gran medida estable a los aceites minerales y grasos, así como al petróleo. Las colillas de cigarrillos fumadas (es decir, usadas o desechadas) contienen entre 5 y 7 mg (aproximadamente 0,08-0,11 gr) de nicotina (aproximadamente el 25 % del contenido total de nicotina del cigarrillo). El acetato de celulosa es hidrófilo y retiene los componentes del humo solubles en agua (muchos de los cuales son irritantes, incluidos los ácidos, los álcalis, los aldehídos y los fenoles), mientras deja pasar los compuestos aromáticos lipofílicos.

Las colillas de cigarrillos son el desecho antropogénico (generado por el hombre) más contaminado del mundo. Cada año se fuman aproximadamente 5,6 billones de cigarrillos en todo el mundo. De ellos, se estima que 4,5 billones de colillas se convierten en basura cada año. El acetato de celulosa plástico presente en las colillas se biodegrada gradualmente y pasa a la etapa de microplásticos. La descomposición de las colillas desechadas depende en gran medida de las condiciones ambientales. Un artículo de revisión de 2021 cita un experimento en el que entre el 45 y el 50 % de la masa de acetato de celulosa se degradó por completo a CO2 después de 55 días de compostaje controlado y otro en el que se produjo una degradación insignificante después de 12 semanas en compostaje a escala piloto.

Durante el acto de fumar, las fibras plásticas de acetato de celulosa y el papel para boquillas absorben una amplia gama de sustancias químicas presentes en el humo del tabaco. Una vez que se desechan las colillas, pueden filtrar toxinas, como nicotina, arsénico, hidrocarburos aromáticos policíclicos y metales pesados, al medio ambiente. Se ha demostrado que las colillas de cigarrillos fumadas y el tabaco de cigarrillo en las colillas son tóxicos para los organismos acuáticos, como el pejerrey marino (Atherinops affinis) y el pez cabeza gorda de agua dulce (Pimephales promelas).

La humedad atmosférica, el ácido gástrico, la luz y las enzimas hidrolizan el acetato de celulosa a ácido acético y celulosa. La celulosa puede hidrolizarse aún más a celobiosa o glucosa en un medio ácido. Los humanos no pueden digerir la celulosa y excretar las fibras en las heces porque, a diferencia de los animales rumiantes, los conejos, los roedores, las termitas y algunas bacterias y hongos, carecen de enzimas celulolíticas como la celulasa.

Muchos gobiernos han sancionado duras sanciones por tirar filtros de cigarrillos a la basura; por ejemplo, el estado de Washington impone una multa de 1.025 dólares por tirar filtros de cigarrillos a la basura. Otra opción es desarrollar mejores filtros biodegradables. Gran parte de este trabajo se basa en gran medida en la investigación sobre el mecanismo secundario de la fotodegradación. Sin embargo, hacer que un producto sea biodegradable significa hacerlo vulnerable a la humedad y al calor, lo que no es adecuado para los filtros fabricados para humo caliente y húmedo. La siguiente opción es utilizar paquetes de cigarrillos con un compartimento para las colillas desechadas, implementar depósitos monetarios para los filtros, aumentar la disponibilidad de receptáculos para cigarrillos y ampliar la educación pública. Otros han sugerido prohibir por completo la venta de cigarrillos con filtro sobre la base de su impacto ambiental adverso.

Recientemente se han realizado investigaciones para encontrar formas de utilizar los desechos de los filtros para desarrollar otros productos. Un grupo de investigación de Corea del Sur ha desarrollado un proceso de un solo paso que convierte el acetato de celulosa de los filtros de cigarrillos desechados en un material de electrodos de supercondensador de alto rendimiento. Estos materiales han demostrado un rendimiento superior en comparación con los tubos de carbono, grafeno y nanotubos de carbono disponibles en el mercado.

Otro grupo de investigadores ha propuesto añadir pastillas de ácido de grado alimentario en el interior de los filtros. Una vez lo suficientemente húmedas, las pastillas liberarían ácido que aceleraría la degradación a unas dos semanas, en lugar de utilizar triacetato de celulosa y, además, el humo del cigarrillo es bastante ácido.

El filtro de cigarrillo puede incorporar un sistema de filtración de carbón activado. En lugar de filtros de acetato o cartón, consta de dos tapas de cerámica a cada lado que contienen carbón activado, que reduce el alquitrán y otras toxinas del humo.

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