los cfc

Rodolfo Urrutia Nova Los CFC Universidad Mayor.

Rodolfo Urrutia Nova Los CFC Universidad Mayor.

Los CFC.Los CFC surgieron de la necesidad de buscar sustancias no txicas que sirvieran como refrigerante para aplicaciones industriales, siendo Thomas Midgley quien descubriera que estos gases eran inocuos para los seres humanos, evitando as miles de intoxicaciones accidentales. Dado que en la poca en la que se descubri el uso de los CFC no exista mucha informacin sobre el ozono y se desconocan los efectos dainos de los CFC, el propio Thomas Midgley muri pensando que haba hecho un gran servicio a la humanidad.Los CFC, tambin conocidos comercialmente como freones, sustituyeron al amonaco y su uso se propag principalmente en los aires acondicionados de automviles, frigorficos e industrias. A partir de 1950 se empezaron a utilizar como agentes impulsores para atomizadores, en la fabricacin de plsticos y para limpiar componentes electrnicos.Los descubridores de la amenaza que supona el uso de los CFC fueron el qumico estadounidense F. Sherwood Rowland, de la Universidad de California, el qumico mexicano Mario J. Molina del Instituto de Tecnologa de Massachusetts (MIT) y el holands Paul Crutzen, del Instituto Max Planck de Qumica de Mainz, Alemania, artfices de estos descubrimientos, quienes el 11 de octubre de 1995 recibieron el Premio Nobel de Qumica en reconocimiento por sus investigaciones en este campo.Los clorofluorocarbonos (CFC o ClFC) son derivados de los hidrocarburos saturados obtenidos mediante la sustitucin de tomos de hidrgeno por tomos de flor y/o cloro principalmente.Los CFC o ClFC son una familia de gases que se emplean en mltiples aplicaciones, principalmente en la industria de la refrigeracin y de propelentes de aerosoles. Estn tambin presentes en aislantes trmicos. Los CFC tienen una gran persistencia en la atmsfera, de 50 a 100 aos. Con el correr de los aos alcanzan la estratsfera, donde se disocian por accin de la radiacin ultravioleta, liberando el cloro y dando comienzo al proceso de destruccin del ozono. Nombre genrico de un grupo de compuestos que contienen cloro, flor y carbono, utilizados como agentes que producen fro y como gases propulsores en los aerosoles. Se conoce tambin con la sigla CFC; sus mltiples aplicaciones, su volatilidad y su estabilidad qumica provocan su acumulacin en la alta atmsfera, donde su presencia, segn algunos cientficos, es causante de la destruccin de la capa protectora de ozono.Funcionamiento.Se ha propuesto que el mecanismo a travs del cual los CFC atacan la capa de ozono es una reaccin fotoqumica: al incidir la luz sobre la molcula de CFC, se libera un tomo de cloro con un electrn libre, denominado radical cloro, muy reactivo y con gran afinidad por el ozono, que rompe la molcula de este ltimo. La reaccin sera cataltica; la teora propuesta estima que un solo tomo de cloro destruira hasta 100.000 molculas de ozono. Algunos alegan que CFC permanece durante ms de cien aos en las capas altas de la atmsfera, donde se encuentra el ozono, pero esto es imposible dado que las molculas de CFC tienen un peso molecular que vara entre 121,1 y 137,51 mientras que la densidad de la atmsfera es 29.01, por lo que las escasas molculas de Freones que llegan hasta la estratsfera caen en poco tiempo de regreso hacia tierra.

Los estudios de Fabian, Borders y Penkett (ref: P.Fabian, R. Borders, S.A. Penkett, et al., Halocarbons in the Stratosphere. Nature, (Dec. 24) pp. 733-735) demostraron que los Freones F-11 y F-12 alcanzaban un mximo de 29 a 32 km de altura, en donde sus concentraciones varan entre 0,1 a 10 ppb (partes de billn). Considerando que la energa necesaria para que la radiacin UV disocie a la molcula de CFC tiene que ser igual o mayor que la de la banda UV-C (286-40 nanmetros), y esta radiacin es totalmente absorbida por el oxgeno ms arriba de los 45 km de altura, la radiacin necesaria para disociar a los CFC no llega hasta la altura donde se encuentran las primeras molculas.En 1987 se firm un acuerdo internacional, el Protocolo de Montreal relativo a las sustancias destructoras de la capa de ozono, para controlar la produccin y el consumo de sustancias que destruyen el ozono. En este protocolo se estableci el ao 1996 como fecha lmite para abandonar totalmente la produccin y el consumo de clorofluorocarburos en los pases desarrollados. Los pases en vas de desarrollo disponen de 10 aos ms para el cumplimiento de este requisito. Tambin se establecieron controles para los haluros, el tetracloruro de carbono, el 1,1,1-tricloroetano (metil cloroformo), los hidroclorofluorocarburos (HCFC), los hidrobromofluorocarburos (HBFC) y el bromuro metlico. Estos productos qumicos slo se permiten para usos esenciales y siempre que no existan alternativas tcnica y econmicamente viables.2

Por aadidura, la eficacia de la destruccin del ozono aumenta si estn presentes nubes estratosfricas. Esto sucede slo en el fro de la noche polar, cuando las temperaturas descienden a menos de 200 K y, en el Antrtico, a 180 K o menos. En la primavera antrtica, fundamentalmente en octubre y noviembre, se han registrado cantidades de ozono notablemente reducidas y menguantes desde 1975. Este fenmeno se conoce como el agujero de ozono. Cuando el sol regresa, la prdida se recupera rpidamente.3Riesgos.Los fluorocarburos son, en general, menos txicos que los correspondientes hidrocarburos clorados o bromados. Esta menor toxicidad puede deberse a una mayor estabilidad del enlace C-F y, tal vez tambin, a la menor solubilidad lipoide de las sustancias ms fluoradas. Gracias a su bajo nivel de toxicidad, ha sido posible seleccionar fluorocarburos que sean seguros para los usos a los que se destinan. No obstante, la supuesta seguridad de los fluorocarburos en estas aplicaciones ha hecho que se divulgara la falsa creencia de que los fluorocarburos son completamente inocuos en cualquier condicin de exposicin.2

En realidad, los fluorocarburos voltiles posen propiedades narcticas similares a las de los hidrocarburos clorados, aunque ms dbiles. La inhalacin aguda de 2.500 ppm de triclorotrifluoretano provoca intoxicacin y descoordinacin psicomotriz en el ser humano, un efecto que tambin se observa con concentraciones de 10.000 ppm (1 %) de diclorodifluorometano. La inhalacin de diclorodifluorometano a concentraciones de 150.000 ppm (15 %) provoca prdida de la consciencia. Se han registrado ms de 100 muertes relacionadas con la inhalacin de fluorocarburos como consecuencia de la pulverizacin de aerosoles que contenan diclorodifluorometano como propulsor en el interior de una bolsa de papel y su posterior inhalacin. El TLV de 1.000 ppm establecido por la Conferencia Americana de Higienistas Industriales del Gobierno (ACGIH) no produce efectos narcticos en el ser humano.2

Los fluorometanos y fluoretanos tampoco producen efectos txicos, como lesiones hepticas o renales, por exposicin repetida. Los fluoralquenos, como el tetrafluoretileno, el hexafluoropropileno o el clorotrifluoretileno, pueden causar lesiones hepticas y renales en animales de experimentacin tras exposiciones prolongadas y repetidas a las concentraciones apropiadas.2

No obstante, la toxicidad aguda de los fluoralquenos es sorprendente en algunos casos. El perfluorisobutileno es un buen ejemplo de ello. Con una CL50 de 0,76 ppm para cuatro horas de exposicin en el caso de las ratas, es ms txico que el fosgeno. Al igual que este ltimo producto, produce edema pulmonar agudo. Por su parte, el fluoruro de vinilo y el fluoruro de vinilideno son fluoralcanos de muy baja toxicidad.2

De la misma forma que muchos otros vapores de disolventes y anestsicos utilizados en ciruga, los fluorocarburos voltiles tambin pueden producir arritmia o parada cardaca cuando el organismo libera una cantidad anormalmente elevada de adrenalina (como en situaciones de angustia, miedo, excitacin o ejercicio violento). Las concentraciones necesarias para producir este efecto son muy superiores a las que se encuentran normalmente en la industria.2

En perros y monos, tanto el clorodifluorometano como el diclorodifluorometano provocan rpidamente depresin respiratoria, broncoconstriccin, taquicardia, depresin miocrdica e hipotensin a concentraciones de entre un 5 y un 10 %. El clorodifluorometano, al contrario que el diclorodifluorometano, no provoca arritmias cardacas en monos (aunque s en ratones) y tampoco reduce la funcin pulmonar.2

Medidas de salud y seguridad. Todos los fluorocarburos sufren descomposicin trmica cuando se exponen a la accin de la llama o de metales calentados al rojo. Los productos de la descomposicin de los clorofluorocarburos son los cidos fluorhdrico y clorhdrico, junto con cantidades ms pequeas de fosgeno y fluoruro de carbonilo. Este ltimo compuesto es muy inestable a la hidrlisis y rpidamente se transforma en cido fluorhdrico y dixido de carbono en presencia de humedad.2

Los estudios de mutagenicidad y teratogenicidad realizados de los tres fluorocarburos ms importantes desde el punto de vista industrial (triclorofluorometano, diclorodifluorometano y triclorotrifluoretano), han dado resultados negativos.2

El clorodifluorometano (R-22), que en un tiempo se consider como posible propulsor para aerosoles, result ser mutgeno en los estudios de mutagnesis bacteriana. Los estudios de exposicin a lo largo de toda la vida aportaron ciertas evidencias de carcinognesis en ratas macho expuestas a concentraciones de 50.000 ppm (5 %), pero no a concentraciones de 10.000 ppm (1 %). Este efecto no se apreci en ratas hembra ni en otras especies. La Agencia Internacional para la Investigacin sobre el Cncer (IARC) ha clasificado esta sustancia en el Grupo 3 (evidencias limitadas de carcinognesis en animales). Tambin se obtuvieron ciertas pruebas de teratogenicidad en ratas expuestas a 50.000 ppm (5 %), pero no a 10.000 ppm (1 %), ni en conejos expuestos a concentraciones de hasta 50.000 ppm.2

Las vctimas de la exposicin a fluorocarburos deben ser evacuadas del rea contaminada y recibir un tratamiento sintomtico. No se les administrar adrenalina, pues existe la posibilidad de provocar arritmias o parada cardaca.2

Tipos de CFC segn su comercializacinEl CFC-12 es un gas a temperatura ambiente. Hasta hace poco, se utiliz extensamente en acondicionadores de aire de automviles, de donde eran liberados a la atmsfera durante su uso y servicio. Actualmente se utiliza un equipo especial para capturar los CFC (y sus modernos sustitutos) cuando los acondicionadores de aire de los coches han finalizado su servicio.Despus de la II Guerra Mundial se descubri que vaporizando el CFC-12 en estado lquido, ste poda utilizarse para crear burbujas en plsticos de espuma rgidos. Las diminutas burbujas embebidas de CF2Cl2 hacen que estos productos sean buenos aislantes trmicos, ya que este gas es un pobre conductor de calor. Sin embargo, el CFC-12 se libera inmediatamente durante la formacin de las lminas de espuma, como las bandejas blancas utilizadas para envasar productos de carne fresca, y anteriormente para contener hamburguesas en restaurantes de comida rpida.

El compuesto CFCl3, llamado CFC-11, es un lquido que hierve a temperatura cercana a la ambiental. El CFC-11 se utiliz para formar agujeros en productos de espuma blanda, como almohadas, alfombras acolchadas, cojines y asientos y rellenos en coches. Este compuesto tambin ha sido aplicado para hacer productos de espumas de uretano rgido usados como aislantes en neveras, congeladores y en algunos edificios. La utilizacin de productos de espumas aislantes aument en el ltimo cuarto de siglo debido al inters con respecto a la conservacin de energa.El otro CFC que origina gran preocupacin ambiental es el CF2Cl--CFCl2, llamado CFC-113. Este compuesto ha sido utilizado ampliamente para limpiar la grasa, el pegamento y los residuos de soldadura en paneles de circuito electrnicos despus de su fabricacin, cosumiendose cerca de 2 kilogramos por metro cuadrado. Muchos fabricantes han cambiado sus procesos de fabricacin con el fin de no utilizar ningn tipo de lquido de limpieza. Los CFC no poseen ningn sumidero troposfrico de tal manera que todas sus molculas ascienden a la estratosfera. Este proceso de transporte vertical en la atmsfera no est afectado por el hecho de que la masa de stas molculas sean mayor que la masa promedio del Nitrgeno y del Oxgeno en le aire, ya que la fuerza diferencial de gravedad es mucho menor que la debida a la de las constantes colisiones de otras molculas que aleatorizan las direcciones de molculas, incluso las pasadas. Mediante este transporte, las molculas de CFC, finalmente, migran a las partes medias y altas de la estratosfera donde hay suficiente UV-C de la luz solar an no filtrada para descomponer fotoqumicamente dichas molculas, liberando de este modo tomos de cloro.El tetracloruro de carbono, CCl4, es una sustancia disminuidora de ozono (SDO). Comercialmente, se ha utilizado como disolvente y como intermedio en la fabricacin de CFC-11 y CFC-12, perdindose cierta cantidad hacia la atmsfera durante su produccin. Su aplicacin como disolvente en la limpieza en seco ha sido interrumpido en la mayor parte de los pases desarrollados, aunque hasta muy recientemente su prctica an continuaba en muchos otros pases.El metilcloroformo, CH3--CCL3, o 1,1,1- tricloroetano, fue producido en grandes cantidades y utilizado en la limpieza de metales, de tal manera que una gran parte se liber a la atmsfera. Aunque, cerca de la mitad de esta cantidad ha sido eliminada de la troposfera por reaccin con el radical hidroxilo, el resto sobrevive suficiente tiempo como para migrar hacia la estratosfera. En la actualidad el metilcloroformo y el tetracloruro de carbono contribuyen, conjuntamente, en cerca de la mitad de la contribucin de los CFC al cloro de la estratosfera.

Aunque se crea que la aparicin del "agujero" de ozono sobre la Antrtida SURESTE, a comienzos de la primavera austral, estaba relacionada con la fotoqumica de los CFC presentes en diversos productos comerciales (fren, aerosoles, pinturas, etc.), los ltimos estudios cientficos apuntan a que las causas son de origen dinmico, relacionadas principalmente con los rayos csmicos galcticos. Segn el estudio de Q.-B.Lu, del Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo, Waterloo, ON, N2L3G1, Canada: Este estudio informa sobre confiable informacin durante el perodo de 1980-2007 cubriendo dos ciclos completos de 11 aos de rayos csmicos (RC), mostrando claramente la correlacin entre los RC y la disminucin del ozono, especialmente la prdida de ozono polar (agujero) en la Antrtida.1