Olor es a la vez una experiencia sensorial y una medida percibida de calidad.

En el reducido espacio del habitáculo de un coche, el "olor a coche nuevo" de los plásticos no es un símbolo de lujo, sino que a menudo se convierte en una importante fuente de quejas de los consumidores.

Este artículo, basado en la práctica de la ingeniería, explora sistemáticamente las fuentes, los mecanismos, los métodos analíticos y las estrategias controlables relacionadas con el olor. Su objetivo es apoyar a los ingenieros de materiales en... Reducir los riesgos de olores en la fuente durante el diseño de materiales para interiores de automóviles .

¿De dónde viene el olor de los plásticos?
Las moléculas olorosas en los materiales plásticos existen principalmente en forma de compuestos orgánicos volátiles (COV), que se liberan al aire a través de tres mecanismos principales :

1. Difusión: Los monómeros y las moléculas pequeñas que no reaccionan migran del interior del material a su superficie. Los COV presentes en los plásticos siguen la segunda ley de difusión de Fick.
Por ejemplo, en el polipropileno (PP), el coeficiente de difusión de los aldehídos es de aproximadamente 10⁻⁹ cm²/s. A 23 °C, puede tardar hasta 48 horas en alcanzar la concentración superficial de equilibrio. Sin embargo, cuando la temperatura sube a 60 °C (comparable a la temperatura de una cabina de verano), la velocidad de difusión puede aumentar de 3 a 5 veces.

2. Desorción: Las moléculas de COV que se adsorben en la superficie del material se liberan al aire circundante.

3. Migración: Los COV también pueden migrar desde aditivos como plastificantes, lubricantes o solventes residuales.

Cómo funciona la nariz humana: de las moléculas al cerebro

Cuando las moléculas volátiles liberadas por los plásticos, como el nonanal y el decanal, entran en la cavidad nasal, se inicia un proceso de reconocimiento de alta precisión a microescala. Dentro del epitelio olfativo (de aproximadamente 5 cm²), se distribuyen densamente alrededor de 350 tipos de proteínas receptoras olfativas. Estos receptores funcionan como "cerraduras moleculares", cada una de las cuales reconoce específicamente ciertas "llaves" olfativas.

Tomemos como ejemplo el (E)-2-nonenal: su estructura de cadena hidrocarbonada se une al receptor olfativo OR51E2 con una energía de enlace de -8,7 kcal/mol. Esta interacción específica desencadena la apertura de los canales iónicos, generando señales eléctricas. La transmisión de señales olfativas sigue el modelo de la llave y la cerradura: una vez que el odorante se une a un receptor acoplado a proteína G (GPCR) en los cilios, activa la vía del segundo mensajero del AMPc, lo que provoca la despolarización de la membrana celular. La señal resultante se transmite a través de las fibras nerviosas olfativas hasta el bulbo olfatorio, donde las células mitrales y en penacho la procesan y la proyectan a la corteza cerebral.

Cada neurona sensorial olfativa expresa solo un tipo de receptor; sin embargo, mediante codificación combinatoria, el sistema puede distinguir decenas de miles de olores diferentes. Por ejemplo, una mezcla de aldehídos liberados del polipropileno (PP) puede activar combinaciones de receptores como OR1A2 y OR2J3.

Este mecanismo de reconocimiento biológico proporciona un punto de referencia para evaluar los olores de los materiales. Por ejemplo, cuando la concentración de DEHP liberada por el cuero artificial de PVC supera los 2200 µg/m³, sus moléculas se unen a los receptores OR3A4 y desencadenan una percepción de olor "acre", precisamente el tipo de umbral que los diseñadores de interiores de automóviles buscan evitar.

Al comprender los mecanismos de interacción entre los receptores moleculares detrás del olfato humano, los ingenieros de materiales pueden realizar ingeniería inversa para crear formulaciones con bajo olor basándose en el “mapa de percepción olfativa humana”.

Olores típicos y sus orígenes en diferentes plásticos

Mecanismos de formación de olores
El olor de los materiales plásticos no aparece de la nada, se genera gradualmente durante procesamiento, almacenamiento y uso .

Los principales mecanismos incluyen:

1. Degradación térmica: Las altas temperaturas de procesamiento provocan la escisión de la cadena molecular, lo que da como resultado la formación de compuestos olorosos de bajo peso molecular (por ejemplo, aldehídos).

2. Degradación oxidativa: Los antioxidantes o la oxidación de polímeros producen olores desagradables (por ejemplo, productos de oxidación de BHT).
Poliamida (PA66): La degradación oxidativa térmica genera compuestos de ciclopentanona como la 2-etilciclopentanona, que puede alcanzar concentraciones de hasta 0,3 μg/g después de un envejecimiento a 100 °C durante 300 horas, lo que provoca un olor "medicinal".

3. Fotoenvejecimiento: La radiación UV provoca la escisión de la cadena de polímeros, liberando gases de moléculas pequeñas.

4. Residuos de procesamiento: Catalizadores o disolventes residuales que no se eliminan completamente.
Poliuretano (PU): Los catalizadores de amina como la trietilamina tienen un umbral de olor muy bajo (0,67 μg/m³) y son la causa principal del característico olor a "pescado" de la espuma de PU.

Cómo Ana lizarse ¿Olores a plástico?

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¿Cómo pueden los ingenieros controlar el olor en su origen?
Controlar el olor en la etapa de selección del material es la estrategia más rentable e impactante.

Se sugieren las siguientes recomendaciones:

La revolución de la selección: de la «experiencia olfativa» al «diseño molecular»
La baja odorización de los interiores de los automóviles no es simplemente una cuestión de optimización sensorial, sino que implica un enfoque de ingeniería sistemático que abarca la química de polímeros, la cinética de transferencia de masa y la química analítica.

Para los ingenieros de selección de materiales, es esencial establecer la correlación entre "estructura – rendimiento – olor":
Cuando la regularidad de la cadena molecular del PP aumenta en 15% La liberación de aldehídos se puede reducir mediante 38% ;
Cuando el peso molecular de los plastificantes de PVC aumenta de 300 Da a 500 Da , la tasa de migración disminuye en 60% .

Esta lógica de diseño a nivel molecular es la clave para superar el cuello de botella tecnológico de los materiales de bajo olor.