COMPUESTOS CLOROFLUOROCARBONADOS (CFC’S)

1. INTRODUCCIÓN

Los CFC’s son los derivados de hidrocarburos saturados obtenidos mediante la

sustitución de los átomos de hidrógeno por halógenos. Pertenecen a la familia de

los alcanos o también llamados halogenoalcanos.

Los CFC’s nacieron como una alternativa a los gases utilizados en los refrigeradores

de los años 20, los cuales eran principalmente: dióxido de azufre (SO2), cloruro de

metilo y el amoniaco anhidro. La principal desventaja de estos compuestos era su

alta toxicidad sobre los seres humanos; adicionalmente a esto, el SO2 era muy

corrosivo y solía dañar las partes que componían el artefacto. Sin embargo el

cloruro de metilo era menos corrosivo pero más caro.

La industria frigorífica, representada principalmente por Frigidaire (empresa

subsidiaria de General Motors), entraría en su etapa más crítica cuando en 1929

más de 100 personas murieron en un hospital de Cleveland en Estados Unidos, al

desatarse una fuga de gas del sistema de aire acondicionado central. Este hecho

mostró a toda la comunidad estadunidense del peligro que representaban los gases

contenidos en los refrigeradores sobre la vida de los seres humanos. El problema

principal que debía de resolverse, era encontrar un refrigerante que no sea tóxico.

Bajo este precedente, al ingeniero mecánico de General Motors, Thomas Midgley,

se le fue encargada la tarea de encontrar dicho compuesto. Thomas junto a su

equipo realizaron la búsqueda de elementos bajo la premisa de que una mezcla de

sustancias química no tóxicas pero inflamables, con otra no combustible pero

tóxica, podría quizás volverse ni tóxica ni inflamable y poder ser utilizado como

refrigerante. Los elementos que ellos escogieron como posibles candidatos para la

formación del compuesto que cumpliera con las características anteriores fueron:

carbono, oxígeno, nitrógeno, azufre, hidrógeno y los halógenos (flúor, cloro y

bromo). Posteriormente el equipo optaría por trabajar con fluorocarbonos,

compuestos que habían sido estudiados previamente por Albert Henner.

Posteriormente, el equipo de General Motor logró sintetizar el primer

clorofluorocarbono (CFC) y el compuesto se introdujo en el mercado en 1930.La

introducción de los clorofluorocarbonos no se podría haber hecho más

dramáticamente. Dirigiéndose a una compacta reunión de la Sociedad Química

Americana, Thomas Midgley tomó un contenedor lleno de CFC, puso el borde

superior abierto contra sus labios, e inhaló profundamente para asombro de toda

la audiencia. Luego se volvió y exhaló muy suavemente sobre la llama de una vela,

apagándola. Había nacido un nuevo refrigerante.

El uso de estos compuestos se generalizó en las décadas de los 60 y los 70, al

punto que, para comienzos de la segunda, era posible medir su presencia en la

atmósfera. El científico inglés, James E. Lovelock, inventó un cromatógrafo de gran

sensibilidad para hacer tales mediciones y advirtió que no sólo encontraba

clorofluorocarbonos en el aíre de Londres sino, también, en el que venía del

Atlántico, igual que en el de cualquier otra zona del mundo. Las concentraciones

que Lovelock encontró fueron muy pequeñas y además esperables sí se suponía

que toda la producción industrial de clorofluorocarbonos realizada hasta el

momento estaba dispersa en la atmósfera del mundo.

En aquel entonces, Lovelock y sus colegas concluyeron que la situación no era de

preocupar, pues se trataba de compuestos muy poco tóxicos que, presentes en la

atmósfera en concentraciones tan pequeñas, no ocasionarían problemas.

Las principales aplicaciones que se le dio a los CFC’s en aquellos tiempos, fueron

como:

- Líquidos refrigerantes

- Propelentes de aerosoles

- Agentes extintores

- Disolventes

- Desengrasantes

- Propelentes en aplicaciones médicas

La utilización de este producto comenzó a ser mal vista desde que en diciembre de

1973, el entonces jefe del departamento de Química de la Universidad de

California, F. Sherwood Rowland y su ayudante, Mario Molina, mostraron al mundo

su teoría que establecía la disminución del ozono estratosférico por consecuencia

de la fotolisis del CFC.

En 1978, y a pesar de que todavía no se había comprobado

experimentalmente la teoría de Sherwood y Mario por mediciones atmosféricas, se

prohibió el uso de clorofluorocarbonos en aerosoles en los Estados Unidos, Canadá

y los países escandinavos. En la Argentina, por esos años se dejaron de emplear

clorofluorocarbonos en la mayoría de los aerosoles, pero sólo alrededor de 1990

se promulgó la ley que prohibió usarlos para tal finalidad. Sin embargo, se admitió

que continuaran utilizándose para otros propósitos, como la refrigeración y los

solventes.

Estudios realizados sobre la Antártida en 1985 corroboraron esta teoría y por ende

la culpabilidad de los compuestos clorofluorocarbonados en la desintegración de

O3.

En 1987, se firmó un acuerdo internacional, el Protocolo de Montreal, cuya primera

versión estableció que se limitaría la producción de clorofluorocarbonos y fijó que

se la reduciría a la mitad de la actual para fines del siglo. Pero, a la luz de la

evidencia científica que se fue acumulando, el Protocolo original se enmendó,

primero en Londres y después en Copenhague, de suerte que, a fines de 1992, esa

producción se detuvo por completo en los países industrializados, aunque en la

actualidad es posible que continúe con una intensidad relativamente pequeña en

los países en vías de desarrollo, lo que se admite durante el tiempo de

transición a técnicas no dañinas. Como los

compuestos analizados tienen una vida medía de cincuenta años, o de un siglo en la

atmósfera, se estima que esta se va a recuperar muy lentamente y que sólo a

mediados del siglo próximo va a desaparecer del hemisferio sur el agujero en la capa de

ozono lo mismo que su adelgazamiento en el norte.

1.1 Lista de los principales clorofluorocarbonos sintetizados

Tabla 1.

Freón es el

nombre

comercial de

un grupo

clásicamente

de

clorofluorocarbonos usados principalmente como refrigerantes. La palabra Freón es

una marca registrada perteneciente a DuPont (empresa multinacional de origen

estadounidense, dedicada fundamentalmente a varias ramas industriales de la

química). (Fuente: www.wikipedia.org)

2. FUENTES NATURALES

Los compuestos clorofluorocarbonados no existen de manera natural en nuestro

planeta. Toda la cantidad de CFC’s presente en nuestra atmósfera proviene de la

síntesis de este compuesto desde que comenzó a utilizarse, debido a que el tiempo que

demora en degradarse esta sustancia sobrepasa los 50 años.

3. FUENTES ANTROPOGÉNICAS

Todos los CFC´s son creados artificialmente mediante las siguientes reacciones:

1) SbF3Br2 + CCl4 --> CFCl3 + SbF2Br2 Cl

2) Síntesis de CFC´S en presencia de SbCl5 como catalizador:

CCl4 + HF --> CFCl3 + CF2Cl2 + HCl

3) Síntesis de (CFC-11) (CFC-12):

CHCl3 + HF --> CHFCl2 + CHF2Cl + HCl

4. LA CONTAMINACIÓN DEL MEDIO ECOLÓGICO

El ozono se forma de manera natural a unos 25 kilómetros de altitud. La luz ultravioleta

desintegra las moléculas de O2 en átomos de oxígeno, que se recombinan formando

ozono.

En esas altitudes una molécula de CFC sobrevive, por término medio, un siglo antes de

que la luz ultravioleta le arranque su cloro; éste es el catalizador que destruye las

moléculas de ozono sin aniquilarse a sí mismo. Hacen falta unos dos años para que el

cloro retorne a la baja atmósfera y sea arrastrado por la lluvia. En ese tiempo, un

átomo de cloro puede haber participado en la destrucción de cien mil moléculas de

ozono.

La reacción es como sigue:

O2 + luz UV -> 2O

2Cl [de los CFC] + 2O3 -> 2ClO + 2O2

2ClO + 2O -> 2Cl [regenerando el Cl] + 2O2

El resultado neto es:

2O3 -> 3O2

Han sido destruidas dos moléculas de ozono; se han formado tres moléculas de

oxígeno, y los átomos de cloro quedan disponibles para nuevas rupturas de O3.

5. LA TOXICIDAD SOBRE EL SER HUMANO

Los CFC’s no son tóxicos para la salud del ser humano, precisamente por esta razón

fueron introducidos en el mercado, con el objetivo de ser los sustitutos de aquellos que

representaban un riesgo para el hombre, como es el caso del dióxido de azufre.

Sin embargo el uso de CFC’s presenta un efecto nocivo indirecto sobre la salud de las

personas, y es que este compuesto es el principal culpable de la disminución del grosor

de la capa de ozono, que es la que nos protege de los rayos UV. Debido a esto el

número de casos de cáncer a la piel y enfermedades oculares se ha ido incrementado

alarmantemente en los últimos años.

6. REMEDIACIÓN

Como nos explica Mario Molina, ganador del premio Nobel de Química y uno de los

descubridores del efecto de los CFC’s sobre el ozono, la solución del problema no

consiste en dejar de usar refrigeración o aíre acondicionado, sino simplemente, en

buscar otras técnicas que no deterioren el ambiente. Algunas de las nuevas se basan en

compuestos parecidos a los clorofluorocarbonos, los HCFC’s (clorofluorocarbonos

hidrogenados), que son menos estables. Una proporción pequeña de ellos llega a la

estratosfera, pero la mayoría se descompone en la baja atmósfera.

Uno de los aspectos más importantes de la crisis del ozono estratosférico es que

constituye un asunto realmente global. Los clorofluorocarbonos son emitidos

principalmente en el hemisferio norte, pero sus efectos más graves se constatan en el

lugar del globo lo más alejado posible de ese hemisferio, la Antártida. Entre las

consecuencias del incremento de la radiación ultravioleta se cuenta la menor

productividad del fitoplancton, que, a su vez, podría tener repercusiones que van

mucho más allá de los mares del extremo sur.

Los llamados HCFC’s, que incorporan átomos de hidrógeno en las moléculas de los

clorofluorocarbonos, al ser considerablemente menos estables ocasiona que una

porción mucho menor de la emisión llegue a la estratosfera. Lo último se puede medir

y comprobar tanto en el laboratorio como en la atmósfera. No es la solución perfecta,

puesto que algo de cloro alcanza la estratosfera. El Protocolo de Montreal permite el

uso de esos compuestos por un cierto período, en la expectativa de que, entre tanto,

se encuentren técnicas completamente libres de ese efecto. Otro tipo de soluciones se

basa en substancias sin cloro que puedan servir como refrigerantes. El conocimiento

fundamental de cómo se comporta la atmósfera, que se obtiene con mediciones tanto

en la realidad como en el laboratorio, es el único camino que nos llevaría a saber si

alguna solución es realmente inocua.

7. CONCLUSIONES

- Si bien es cierto los CFC’s fueron vitales para el desarrollo de refrigeradores menos

peligrosos, el efecto que estos ocasionan sobre la capa de ozono también

representa una gran amenaza para la salud de las personas, por lo que es

importante encontrar otros compuestos que presenten las mismas características

refrigerantes del los clorofluorocarbonos, pero sin ocasionar el daño que estos

producen.

8. BIBLIOGRAFÍA

- http://es.wikipedia.org/wiki/CFC

- http://es.wikipedia.org/wiki/Haloalcano

- http://es.wikipedia.org/wiki/DuPont

- http://es.wikipedia.org/wiki/Agujero_de_la_capa_de_ozono

- http://es.wikipedia.org/wiki/Agujero_de_la_capa_de_ozono

- http://www.portalplanetasedna.com.ar/capa_ozono.htm

- http://en.wikipedia.org/wiki/Chlorofluorocarbon

- http://en.wikipedia.org/wiki/Ozone_depletion

- http://es.wikipedia.org/wiki/Thomas_Midgley

- LOS CLOROFLUOROCARBONOS Y EL OZONO ESTRATOSFÉRICO UN PROBLEMA

GLOBAL (Artículo de Mario Molina).

- Fragmento de la Introducción del libro: “Hole in the Ozono Scare” de Rogelio A.

Maduro y Ralf Schauerhammer.