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La disminución de la capa de ozono
Aire y Radiación (6205J); Septiembre de 2001; EPA430-F-01-033
La capa de ozono en la estratosfera protege la vida en la tierra de los rayos ultravioleta de la luz
solar. En los años 80, la comunidad científica comenzó a acumular evidencia de que la capa de
ozono estaba reduciéndose. La reducción de la capa de ozono aumenta el nivel de radiación
ultravioleta que llega a la superficie de la tierra, lo cual, a su vez, puede aumentar las
probabilidades de exposición excesiva a los rayos ultravioleta y los problemas de salud
asociados con ello, como cáncer, cataratas e inhibición del sistema inmunitario.
¿Qué es el ozono estratosférico?
El ozono es un gas natural que se encuentra en dos capas distintas de la atmósfera. En la capa
más baja de la atmósfera (la troposfera), junto a la superficie de la tierra, el ozono es un
contaminante y uno de los elementos clave del "smog" o niebla tóxica. Este es el ozono "malo".
La capa que se encuentra por encima de la troposfera se llama estratosfera, y es ahí donde se
encuentra el ozono "bueno" que protege la vida en la tierra al absorber parte de los rayos
ultravioleta del sol. El ozono estratosférico se concentra sobre todo entre 6 y 30 millas por
encima de la superficie terrestre.
La disminución de la capa de ozono
Hasta hace poco, los clorofluorocarbonos (CFC) se usaban mucho en aplicaciones industriales
como refrigerantes, espumas aislantes y disolventes. Los clorofluorocarbonos son transportados
por fuertes vientos hacia la estratosfera, en un proceso que puede tardar de 2 a 5 años. Los
clorofluorocarbonos se descomponen en la estratosfera y liberan cloro, el cual ataca al ozono.
Cada átomo de cloro actúa como catalizador, combinándose y descomponiendo repetidamente
hasta 100,000 moléculas de ozono durante el tiempo que permanece en la estratosfera.
Otras sustancias que destruyen el ozono son los pesticidas como el bromuro de metilo, el halón
usado en los extintores de incendios y el cloroformo de metilo utilizado en procesos industriales.
¿Qué medidas se están tomando?
Muchos países en todo el mundo, entre ellos los Estados Unidos, han reconocido la amenaza que
representa la disminución de la capa de ozono y han firmado un tratado conocido como el
Protocolo de Montreal para eliminar gradualmente la producción y el uso de sustancias que
destruyen el ozono.
Efecto de la disminución de la capa de ozono sobre los niveles de radiación ultravioleta
Los científicos predicen que la rarefacción de la capa de ozono alcanzará su mayor nivel entre los
años 2000 y 2010. A medida que las normas de control internacional reduzcan la emisión de
clorofluorocarbonos y otras sustancias supresoras del ozono, los procesos atmosféricos naturales
restaurarán la capa de ozono a su estado normal a mediados del siglo 21. Hasta entonces,
debemos esperar un mayor nivel de radiación ultravioleta en la superficie de la tierra. Esto
puede implicar un mayor riesgo de exposición excesiva a los rayos ultravioleta, con los efectos
adversos para la salud.
El Programa Escolar SunWise de la Agencia de Protección Ambiental
En respuesta a la seria amenaza que representa para la salud pública la exposición a mayores
niveles de radiación ultravioleta, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los Estados Unidos
está colaborando con las escuelas y comunidades en todo el país mediante la implantación del
Programa Escolar SunWise. El objetivo del programa SunWise es informar a los niños y a sus
instructores en la escuela primaria acerca de la disminución de la capa de ozono, la radiación
ultravioleta y las maneras de protegerse de la exposición excesiva al sol
¿QUE ES LA CAPA DE OZONO?
El ozono es una forma de oxígeno ,es el único gas de la atmósfera capaz de absorber las radiaciones ultravioletas del sol.
Está situado en una de las cinco capas de la atmósfera ,concretamente en la estratosfera. Se concentra de tal forma que forma una esfera protectora alrededor del planeta . Los rayos ultravioletas son muy peligrosos ya que pueden causar diversas enfermedades y alterar el crecimiento de vegetales , algas …
LA DISMINUCIÓN DE LA CAPA DE OZONO
En el año 1982 se empezaron a detectar anomalías en la capa de ozono , se comprobó que en la primavera de el hemisferio sur disminuía el grosor de la capa en la Antártida .
Se considera que los gases clorofluorocarbonados , los populares CFC , son los principales causantes de este fenómeno . estos gases son productos químicos aún muy usados .
Los CFC son productos muy útiles . Cuando se hicieron se pensaba que eran inmejorables : no son tóxicos ni inflamables mas o menos baratos y fáciles de almacenar . Pero su estabilidad es la causa de que se vayan acumulando en la atmósfera sin descomponerse. Al llegar a la estratosfera , los rallos ultravioletas los descomponen y el cloro resultante provoca que el ozono no se transforme en oxígeno normal .
Además de los CFC también afectan a la capa de ozono otros disolventes , el metano , y los óxidos de nitrógeno producidos al quemarse el combustible de los aviones que lógicamente vuelan a gran altura .
LA CAPA DE OZONO EN EL ÁRTICO
Desde hace mas de una de una década se sabe que alrededor del polo sur de nuestro planeta existe un agujero en la capa de ozono .
El ozono es muy fácil de producir pero a la vez muy frágil y fácil de destruir . En realidad no es que exista un agujero de ozono , lo que sucede es que la cantidad de ozono en el llamado agujero es mucho menor que la cantidad promedio en la atmósfera : el tamaño promedio del espesor de la capa de ozono en la atmósfera es de mas o menos cuatro milímetros y en el agujero de ozono de la Antártida apenas alcanza un milímetro . Esta destrucción del ozono se produce en parte por las condiciones meteorológicas de la Antártida ; el frío extremo de este continente favorece la destrucción de la molécula por gases generados por la actividad industrial humana , a miles de kilómetros de distancia . En particular los compuestos del cloro han sido los principales responsables de la destrucción de la capa de ozono .
Estos procesos afectan a toda la atmósfera agudizándose tanto en polo norte como en el polo sur .
La nasa monitorea permanentemente los niveles de ozono sobre la Antártida y el Ártico . Los resultados obtenidos a final de marzo y abril demuestran de forma alarmante , que los niveles de ozono medidos en el Ártico son los mas bajos medidos hasta la fecha
Estos niveles bajos de ozono son dos veces mas altos que aquellos medidos en el llamado agujero de la Antártida , por lo que se puede deducir que el problema allí es mucho mayor .
ALCANZARÁ SU EXPESOR MÍNIMO EN EL 2001
La capa de ozono es un frágil escudo de gas que absorbe los rayos ultravioletas del sol , pero las emisiones de compuestos químicos y de monóxido de carbono ,entre otras , han provocado la aparición creciente de huecos en ella .
Se pronosticó que los huecos se mantendrán durante los próximos 20 años antes de que una recuperación a mediados del próximo siglo les haga retroceder a los niveles existentes en la década de1960 , según proyecciones de científicos . Sin embargo detectar tal recuperación llevaría al menos otros 20 años , debido a limitaciones científicas .
OPINIÓN PERSONAL
Pienso que la disminución de la capa de ozono es uno de los grandes problemas del planeta Tierra , debido a que, si alguna vez llegase a desaparecer del todo, estaría garantizada la extinción del ser humano y el resto de los seres vivos como consecuencia de las enfermedades que los rayos ultravioletas del sol pueden provocar : cáncer de piel , cataratas …
La disminución de la capa de ozono se produce, en parte, por causa de algunos fenómenos naturales , pero más influye en esta disminución , la actitud irresponsable que está teniendo el hombre al hacer uso de gases como los CFC .
La Tierra no pertenece al hombre , es el hombre el que pertenece a la Tierra
Capa de ozono
Erosión. Radiación ultravioleta. Cambio climático. Rayos solares. Enfermedades cutáneas. Aerosoles
Enviado por: J.hetfield
Idioma: castellano
País: España
4 páginas
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LA EROSION DE LA CAPA DE OZONO
¿QUÉ ES? ¿CÓMO SE FORMA Y COMO SE DESCOMPONE?
La capa de ozono es una zona de la atmósfera que abarca entre los 19 y los 48 Km por
encima de la superficie de la tierra. En ella se producen concentraciones de ozono de hasta
10 partes por millón (ppm). A nivel del suelo, unas concentraciones tan altas son peligrosas
para la salud. El ozono es una forma de oxígeno cuya molécula tiene tres átomos, en vez de
los dos del oxígeno común. El tercer átomo hace que sea venenoso, mortal, si se aspira una
pequeña porción de esta sustancia por un período corto. El ozono es un gas inestable y
puede ser destruido por los compuestos naturales que contienen nitrógeno, cloro e
hidrógeno. La capa de ozono protege a la vida del planeta de la radiación ultravioleta (UVC)
solar de onda corta, la radiación UVA, de mayor longitud, es relativamente inofensiva y pasa
casi en su totalidad a través de la capa. Entre las dos está la UVB, menos letal que la UVC,
pero peligrosa; la capa de ozono la absorbe en su mayor parte. Obviamente, no puede
ponerse en duda la importancia de la capa de ozono.
Las radiaciones ultravioleta del Sol descomponen las moléculas de oxígeno en átomos que
entonces se combinan con otras moléculas de oxígeno para formar el ozono. Los
compuestos naturales de nitrógeno presentes en la atmósfera parecen ser responsables de
que la concentración de ozono haya permanecido a un nivel razonablemente estable.
El ozono se descompone a través de la acción de los llamados clorofluorocarbonos o CFC
(compuestos del fluor, sustancia halógena gaseosa que es venenosa). El cloro, un
compuesto secundario de los CFC, ataca al ozono, formado por tres átomos de oxigeno,
arrebatándole uno y formando así monóxido de cloro. Éste reacciona a continuación con
átomos de oxígeno para formar moléculas de oxígeno, liberando moléculas de cloro que
descomponen más moléculas de ozono (esquema de la pagina 2).
¿CUALES SON SUS CAUSAS?
La erosión de la capa de ozono, esta producida por el uso frecuente y cotidiano de los CFC
que se emplean en refrigeración, aire acondicionado, disolventes de limpieza, materiales de
empaquetado y aerosoles que de la manera que se explica en el apartado anterior,
descomponen el ozono con unas consecuencias fatales para la salud del planeta.
¿CUALES SON SUS EFECTOS?
La destrucción de la capa de ozono, es extremadamente peligrosa ya que según esta pierde
grosor debido a la acción de los CFC, expone a la vida terrestre a un exceso de radiación
ultravioleta, que puede producir cáncer de piel, cataratas, reducir la respuesta del sistema
inmunitario, interferir en el proceso de fotosíntesis de las plantas y afectar al crecimiento del
fitoplancton oceánico. Debido a la creciente amenaza que representan estos peligrosos
efectos sobre el medio ambiente, muchos países trabajan en el proyecto de suprimir la
fabricación y uso de los CFC. No obstante, los CFC pueden permanecer en la atmósfera
durante más de 100 años, por lo que la destrucción del ozono continuará representando una
amenaza durante décadas.
IV. ¿CUALES SON ALGUNAS SOLUCIONES POSIBLES?
Las posibles soluciones para evitar toda la serie de problemas anteriormente expuestos, se
basan todas en dejar de utilizar productos como los refrigerantes, los aerosoles y demás
productos nombrados anteriormente que desprendan los CFC.
Además, seria conveniente buscar alternativas a otros productos que también dañan la capa
de ozono como los halocarbonos de bromo, y los óxidos de nitrógeno de los fertilizantes.
Recientemente han sido inventados los refrigerantes HFC como una alternativa a largo plazo
para sustituir a los refrigerantes CFC y HCFC. Sus moléculas contienen Hidrógeno, Flúor y
Carbono. Dado que no contienen cloro, no contribuyen a la reducción del ozono.
ESQUEMA DE LA ACCION DE LOS CLOROFLUOROCARBONOS (CFC)
FECHAS QUE HACEN EPOCA
1987
:EE.UU. y 22 otras naciones firman el Protocolo de Montreal.
1990
:
Las enmiendas a la Ley de Aire Limpio (CAA) de 1990 imponen nuevos
reglamentos a la industria de servicio de aire acondicionado (A/C).
1992
:
La venta de R-12 en latas pequeñas es limitada a aquellos que están
entrenados y certificados en el manejo seguro de CFCs.
1993
:
Todos los talleres de servicio de A/C deben recuperar el CFC-12, y todos
sus técnicos deben ser entrenados y certificados en el procedimiento de
recuperación.
1994 El 14 de noviembre de 1994, la venta de refrigerantes conteniendo una
: sustancia clase I o clase II es limitada a técnicos certificados.
1995
:
Toda producción de CFC-12 en los EE.UU. y otros países desarrollados
cesó el 31 de diciembre de 1995.
EROSION DE LA CAPA DE OZONO (Actividades objeto de PAU)
A partir de enero de 1995, los compuestos clorofluorocarbonados (CFC) quedaron prohibidos en la Unión Europea, debido a sus efectos nocivos sobre la capa de ozono, reconocidos por la mayoría de los científicos. Una consecuencia de esta prohibición es que los fabricantes de frigoríficos y congeladores deberán renovar totalmente los productos en los que utilizaban hasta ahora los CFC.
Organización de Consumidores y Usuarios
a) ¿Qué es la capa de ozono, donde se sitúa y que función realiza como componente atmosférico?
La capa de ozono es una zona de la atmósfera (la estratosfera) que abarca entre los 19 y los 48 Km por encima de la superficie de la tierra. Esta capa evita el paso de ciertos rayos solares, que si llegaran a pasar en su totalidad, tendrían unas consecuencias fatales para la vida en la Tierra, como por ejemplo, aumentaría el numero de casos de cáncer de piel, cataratas, se reduciría la cantidad de placton oceánico, etc. La concentración del ozono estratosférico varía con la altura, pero nunca es más de una cien milésima parte de la atmósfera en que se encuentra. Sin embargo, este filtro tan delgado es suficiente para bloquear casi todas las dañinas radiaciones ultravioleta del Sol.
b) Explica cual es la acción de los CFC en la capa de ozono y las repercusiones ambientales de dicha acción.
Los CFC cuando se liberan en el aire, se dispersan por toda la atmósfera provocando la disgregación de la capa de ozono. Cuando los CFC llegan a las regiones superiores de la atmósfera y quedan expuestos a la radiación ultravioleta, liberando átomos de cloro. Los átomos de cloro, inician la destrucción del ozono produciendo monóxido de cloro y oxigeno. A su vez, el monóxido de cloro, puede reaccionar con un átomo de oxigeno, liberando otro átomo de cloro, que puede iniciar de nuevo el ciclo. El enrarecimiento grave de la capa de ozono, provocaría el aumento de los cáncer de piel y cataratas oculares, y la supresión del sistema inmunitario en el ser humano y en otras especies. También afectaría a los cultivos sensibles a la radiación ultravioleta.
c) Identifica donde se encuentran los CFC en los objetos de uso diario, como en los de uso industrial, indica para que se usan, y redacta una serie de medidas encaminadas a disminuir su uso y por lo tanto sus efectos y consecuencias.
Los CFC se encuentran en nuestro uso diario en disolventes de limpieza, materiales de empaquetado y aerosoles. Y en cuanto a su uso industrial, se suelen utilizar como productos de refrigeración, para el aire acondicionado y son componentes de algunos fertilizantes. Los compuestos de flúor tienen muchas aplicaciones. Los clorofluorocarbonos, ciertos líquidos o
gases inodoros y no venenosos, como el freón, se usan como agente dispersante en los vaporizadores aerosol y como refrigerante.
Las posibles soluciones para evitar toda la serie de problemas anteriormente expuestos, se basan todas en dejar de utilizar productos como los refrigerantes, los aerosoles y demás productos nombrados anteriormente que desprendan los CFC. Recientemente han sido inventados los refrigerantes HFC como una alternativa a largo plazo para sustituir a los refrigerantes CFC y HCFC. Sus moléculas contienen Hidrógeno, Flúor y Carbono. Dado que no contienen cloro, no contribuyen a la reducción del ozono.
2. Algunos años, durante la primavera antártica, que coincide con nuestro otoño, existen algunas áreas sobre la Antártida donde mas del 40% del ozono desaparece. Este agujero es tan grande como Norteamérica.
Enumere los productos que contienen compuestos clorofluorocarbonados. Explique el mecanismo de destrucción del ozono por los CFCs.
Pregunta ya contestada anteriormente.
Efectos sobre los seres vivos de la disminución de la capa de ozono. Proponga unas medidas para evitar este problema.
Pregunta ya contestada anteriormente.
3. A 1127 ºC, el ozono y el oxigeno se encuentran en un recipiente cerrado, a la presión de 18.1 atmósferas formando el equilibrio:
2O3 (g) 3O2
Siendo el grado de disociación del ozono 0,97.
a) Determina el valor de Kp.
b) En la estratosfera tenemos el equilibrio anterior. Explica el papel del ozono como componente de la atmósfera y las causas de la disminución de la capa de ozono, señalando también sus principales consecuencias.
La capa de ozono protege a la vida del planeta de la radiación ultravioleta (UVC) solar de onda corta, la radiación UVA, de mayor longitud, es relativamente inofensiva y pasa casi en su totalidad a través de la capa. Entre las dos está la UVB, menos letal que la UVC, pero peligrosa; la capa de ozono la absorbe en su mayor parte.
La causa de su disminución es mediante una serie de reacciones producidas por los llamados clorofluorocarbonos o CFCs que actúan en la atmósfera según el procedimiento explicado en preguntas anteriores. Las principales consecuencia también han sido explicadas anteriormente.
4. a) Explica los medios o mecanismos por los cuales el ozono, O3 se forma en la estratosfera.
Las radiaciones ultravioleta del Sol descomponen las moléculas de oxígeno en átomos que entonces se combinan con otras moléculas de oxígeno para formar el ozono. Se mantiene una abundancia de ozono debido a un delicado equilibrio entre producción, desplazamiento y eliminación del mismo.
b)¿Cuál es el importante papel de protección de la capa de ozono de la estratosfera para la vida en la superficie de la Tierra?
Pregunta ya contestada anteriormente.
c) ¿Cuales son las principales sustancias “come ozono” y como actúan en su destrucción? Escribe algunas de las reacciones implicadas en dicha actuación de eliminación del ozono estratosférico.
Las principales sustancias “come ozono” son los llamados clorofluorocarbonos cuya forma de descomponer la capa de ozono ya ha sido explicada anteriormente.
Algunas de las reacciones producidas, podrían ser las siguientes:
El cloro de los CFCs actúa descomponiendo el ozono según la reacción:
Cl + O3 (g) ClO(g) + O2 (g)
A su vez, el monóxido de cloro, puede reaccionar con un átomo de oxigeno, liberando otro átomo de cloro, que puede iniciar de nuevo el ciclo de destrucción del ozono según la reacción:
ClO(g) + O
El problema de los CFC (RC-93c)
I. Alvarez Serrano (IES Victoria Kent. Torrejón de Ardoz, Madrid)
Los CFC son de hidrocarburos polifluorohalogenados (formados por moléculas que contienen carbono, hidrógeno, flúor y cloro, en distintas proporciones) con multitud de usos industriales:
propelentes para aerosoles (11, 12, 114): su uso en este campo se ha visto reducido en los últimos años por problemas de coste y están siendo sustituidos por el butano.
expandido de plástico (11,12,113,114): se usan como vehículo de expansión en la formación de espumas de poliuretano.
líquidos frigoríficos y acondicionamiento de aire (11, 12, 12, 22, 113, 114, 115, 12B1, 13B1)
instalaciones fijas contra incendios (12B1, 12B2, 13B1, 114B2).
lavado y desengrase industrial (11, 113).
limpieza textil y otros usos como alternativa a los disolventes orgánicos característicos.
Estos compuestos elaborados por el hombre, fueron sintetizados a partir de 1932, en respuesta a la necesidad de compuestos inocuos, inodoros, no inflamables ni corrosivos y baratos, para sustituir a los gases que se usaban en aquella época para los equipos de refrigeración (que presentaban ciertas propiedades indeseables). Más tarde, fueron empleados para otros usos –por ejemplo, aerosoles- para los que resultaban candidatos excelentes al no aportar color, olor ni sabor a las sustancias que propulsaban al exterior del envase.
Desafortunadamente, hacia 1973 se descubrió que estas moléculas se van acumulando en la atmósfera sin descomponerse y acaban viajando a zonas más altas donde, por la acción de la radiación solar, terminan descomponiéndose y liberando átomos de cloro que alteran la proporción de ozono en la estratosfera y ponen, por tanto, en peligro la protección que recibimos de dicha parte de la atmósfera. Por esta razón, en la actualidad se está ensayando el uso de mezclas de propano y butano como alternativa.
La nomenclatura básica de los freones consiste en un número de tres cifras, x y z, que sigue a la palabra freón, cuyo significado es el siguiente:
X: número de átomos de carbono menos uno.
Y: número de átomos de hidrógeno más uno.
Z: número de átomos de flúor.
Se asume que el resto de los enlaces de carbono (cuatro para cada carbono) se establecen con átomos de cloro. Si en su lugar hubiera átomos de boro, se añadiría un cuarto número al nombre tras la letra B.
(Si X=0, el número se expresa sólo con dos cifras: YZ)
Ejemplos:
Freón 23 trifluorometano, CHF3
Freón 114 diclorotetrafluoroetano, CCl2F-CF3 ó CClF2-CClF2
Freón 12B2 dibromodifluorometano, CBr2F2
Debe señalarse que existen algunos nombres equivalentes a “freón” dependiendo de los fabricantes y el uso que se dé a los productos: Frigen, Genetrón, Isotrón, Refrigerante, Halón.
Son todos ellos compuestos moleculares de gran volatilidad (bajo punto de ebullición) y la mayoría son gases en condiciones ordinarias. Son bastante inertes químicamente (escasa reactividad), solubles en líquidos apolares (disolventes orgánicos) e insolubles en agua. En general, son compuestos relativamente inocuos, aunque a concentraciones elevadas se han descrito efectos tóxicos en ojos (Freón 11), sistema nervioso central (Freones 12 y 113) y periférico (Freón 11). Por otra parte, las organizaciones ecologistas han señalado los peligros que tiene su uso indiscriminado para las capas de ozono de la alta atmósfera (capas que son protectoras para la Tierra).
CFCDe Wikipedia, la enciclopedia libre
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Para otros usos de este término, véase CFC (desambiguación).
Los clorofluorocarburos (CFC o ClFC) son derivados de los hidrocarburos saturados obtenidos mediante la sustitución de átomos de hidrógeno por átomos de flúor y/o cloro principalmente.
Los C.F.C. o C.F.C son una familia de gases que se emplean en múltiples aplicaciones, principalmente en la industria de la refrigeración y de propelentes de aerosoles. Están también presentes en aislantes térmicos. Los CFC tienen una gran persistencia en la atmósfera, de 50 a 100 años. Con el correr de los años alcanzan la estratósfera, donde se disocian por acción de la radiación ultravioleta, liberando el cloro y dando comienzo al proceso de destrucción del ozono. Nombre genérico de un grupo de compuestos que contienen cloro, flúor y carbono, utilizados como agentes que producen frío y como gases propulsores en los aerosoles. Se conoce también con la sigla CFC; sus múltiples aplicaciones, su volatilidad y su estabilidad química provocan su acumulación en la alta atmósfera, donde su presencia, según algunos científicos, es causante de la destrucción de la capa protectora de ozono.
Moléculas de CFC obtenidas por la sustitución de átomos de hidrógeno por átomos de flúor o cloro
Aunque se creía que la aparición del "agujero" de ozono sobre la Antártida, a comienzos de la primavera austral, estaba relacionada con la fotoquímica de los CFC presentes en diversos productos comerciales (freón, aerosoles, pinturas, etc.), los últimos estudios científicos apuntan a que las causas son de origen dinámico, relacionadas principalmente con los rayos cósmicos galácticos. Según el estudio de Q.-B.Lu, del Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo, Waterloo, ON, N2L3G1, Canada: “Este estudio informa sobre confiable información durante el período de 1980-2007 cubriendo dos ciclos completos de 11 años de rayos cósmicos (RC), mostrando claramente la correlación entre los RC y la disminución del ozono, especialmente la pérdida de ozono polar (agujero) en la Antártida.”[1]
Índice
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1 Usos y propiedades 2 Tipos de CFC según su comercialización 3 Degradación del ozono 4 Riesgos 5 Alternativas a los CFCs 6 Reseña histórica 7 Véase también 8 Referencias 9 Bibliografía 10 Enlaces externos
Usos y propiedades [editar]
Son usados principalmente con fin industrial, tanto para la formación de aerosoles como para la creación de refrigerantes ademas de otros artículos, tanto de uso personal como industrial e informático.
Tipos de CFC según su comercialización [editar]
El CFC-12 es un gas a temperatura ambiente. Hasta hace poco, se utilizó extensamente en acondicionadores de aire de automóviles, de donde eran liberados a la atmósfera 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.
Después de la II Guerra Mundial se descubrió que vaporizando el CFC-12 en estado líquido, éste podía utilizarse para crear burbujas en plásticos de espuma rígidos. Las diminutas burbujas embebidas de CF2Cl2 hacen que estos productos sean buenos aislantes térmicos, ya que este gas es un pobre condutor de calor. Sin embargo, el CFC-12 se libera inmediatamente durante la formación de las láminas de espuma, como las bandejas blancas utilizadas para envasar productos de carne fresca, y anteriormente para contener hamburguesas en restaurantes de comida rápida.
El compuesto CFCl3, llamado CFC-11, es un líquido que hierve a temperatura cercana a la ambiental. El CFC-11 se utilizó para formar agujeros en productos de espuma blanda, como almohadas, alfombras acolchadas, cojines y asientos y rellenos en coches. Este compuesto también ha sido aplicado para hacer productos de espumas de uretano rígido usados como aislantes en neveras, congeladores y en algunos edificios. La utilización de productos de espumas aislantes aumentó en el último cuarto de siglo debido al interés con respecto a la conservación de energía.
El otro CFC que origina gran preocupación 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 electrónicos después de su fabricación, cosumiendose cerca de 2 kilogramos por metro cuadrado. Muchos fabricantes han cambiado sus procesos de fabricación con el fin de no utilizar ningún tipo de líquido de limpieza. Los CFCs no poseen ningún sumidero troposférico de tal manera que todas sus moléculas ascienden a la estratosfera. Este proceso de transporte vertical en la atmósfera no está afectado por el hecho de que la masa de éstas moléculas sean mayor que la masa promedio del Nitrógeno y del Oxígeno en le aire, ya que la fuerza diferencial de gravedad es mucho menor que la debida a la de las constantes colisiones de otras moléculas que aleatorizan las direcciones de moléculas, incluso las pasadas. Mediante este transporte, las moléculas de CFC, finalmente, migran a las partes medias y altas de la estratosfera donde hay suficiente UV-C de la luz solar aún no filtrada para descomponer fotoquímicamente dichas moléculas, liberando de este modo átomos 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 fabricación de CFC-11 y CFC-12, perdiéndose cierta cantidad hacia la atmósfera durante su producción. Su aplicación como disolvente en la limpieza en seco ha sido interrumpido en la mayor
parte de los países desarrollados, aunque hasta muy recientemente su práctica aún continuaba en muchos otros países.
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 liberó a la atmósfera. Aunque, cerca de la mitad de esta cantidad ha sido eliminada de la troposfera por reacción 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 contribución de os CFCs al cloro de la estratosfera.
Degradación del ozono [editar]
Se ha propuesto que el mecanismo a través del cual los CFC atacan la capa de ozono es una reacción fotoquímica: al incidir la luz sobre la molécula de CFC, se libería un átomo de cloro con un electrón libre, denominado radical cloro, muy reactivo y con gran afinidad por el ozono, que rompe la molécula de este último. La reacción sería catalítica; la teoría propuesta estima que un solo átomo de cloro destruiría hasta 100.000 moléculas de ozono. Algunos alegan que CFC permanece durante más de cien años en las capas altas de la atmósfera, donde se encuentra el ozono, pero esto es imposible dado que las moléculas de CFC tienen un peso molecular que varía entre 121,1 y 137,51 mientras que la densidad de la atmósfera es 29.01, por lo que las escasas moléculas de Freones que llegan hasta la estratósfera 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 máximo de 29 a 32 km de altura, en donde sus concentraciones varían entre 0,1 a 10 ppb (partes de billón). Considerando que la energía necesaria para que la radiación UV discocie a la molécula de CFC tiene que ser igual o mayor que la de la banda UV-C (286-40 nanómetros), y esta radiación es totalmente absorbida por el oxígeno más arriba de los 45 km de altura, la radiación necesaria para disociar a los CFC no llega hasta la altura donde se encuentran las primeras moléculas.
Destrucción de las moléculas de Ozono causada Los CFC.
En 1987 se firmó un acuerdo internacional, el “Protocolo de Montreal relativo a las sustancias destructoras de la capa de ozono”, para controlar la producción y el consumo de sustancias que destruyen el ozono. En este protocolo se estableció el año 1996 como fecha límite para abandonar totalmente la producción y el consumo de clorofluorocarburos en los países desarrollados. Los países en vías de desarrollo disponen de 10 años más para el cumplimiento de este requisito. También 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 metílico. Estos productos químicos sólo se permiten para usos esenciales y siempre que no existan alternativas técnica y económicamente viables.[2]
Por añadidura, la eficacia de la destrucción del ozono aumenta si están presentes nubes estratosféricas. Esto sucede sólo en el frío de la noche polar, cuando las temperaturas descienden a menos de 200 K y, en el Antártico, a 180 K o menos. En la primavera antártica, fundamentalmente en octubre y noviembre, se han registrado cantidades de ozono notablemente reducidas y menguantes desde 1975. Este fenómeno se conoce el agujero de ozono. Cuando el sol regresa, la pérdida se recupera rápidamente.[3]
Riesgos [editar]
Los fluorocarburos son, en general, menos tóxicos que los correspondientes hidrocarburos clorados o bromados. Esta menor toxicidad puede deberse a una mayor estabilidad del enlace C-F y, tal vez también, a la menor solubilidad lipoide de las sustancias más 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 condición de exposición.[2]
En realidad, los fluorocarburos volátiles posen propiedades narcóticas similares a las de los hidrocarburos clorados, aunque más débiles. La inhalación aguda de 2.500 ppm de triclorotrifluoretano provoca intoxicación y descoordinación psicomotriz en el ser humano, un efecto que también se observa con concentraciones de 10.000 ppm (1 %) de diclorodifluorometano. La inhalación de diclorodifluorometano a concentraciones de 150.000 ppm (15 %) provoca pérdida de la consciencia. Se han registrado más de 100 muertes relacionadas con la inhalación de fluorocarburos como consecuencia de la pulverización de aerosoles que contenían diclorodifluorometano como propulsor en el interior de una bolsa de papel y su posterior inhalación. El TLV de 1.000 ppm establecido por la Conferencia Americana de Higienistas Industriales del Gobierno (ACGIH) no produce efectos narcóticos en el ser humano.[2]
Los fluorometanos y fluoretanos tampoco producen efectos tóxicos, como lesiones hepáticas o renales, por exposición repetida. Los fluoralquenos, como el tetrafluoretileno, el hexafluoropropileno o el clorotrifluoretileno, pueden causar lesiones hepáticas y renales en animales de experimentación 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 exposición en el caso de las ratas, es más tóxico que el fosgeno. Al igual que este último 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 anestésicos utilizados en cirugía, los fluorocarburos volátiles también pueden producir arritmia o parada cardíaca cuando el organismo libera una cantidad anormalmente elevada de adrenalina (como en situaciones de angustia, miedo, excitación 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 rápidamente depresión respiratoria, broncoconstricción, taquicardia, depresión miocárdica e hipotensión a concentraciones de entre un 5 y un 10 %. El clorodifluorometano, al contrario que el diclorodifluorometano, no provoca arritmias cardíacas en monos (aunque sí en ratones) y tampoco reduce la función pulmonar.[2]
Medidas de salud y seguridad. Todos los fluorocarburos sufren descomposición térmica cuando se exponen a la acción de la llama o de metales calentados al rojo. Los productos de la descomposición de los clorofluorocarburos son los ácidos fluorhídrico y clorhídrico, junto con cantidades más pequeñas de fosgeno y fluoruro de carbonilo. Este último compuesto es muy inestable a la hidrólisis y rápidamente se transforma en ácido fluorhídrico y dióxido de carbono en presencia de humedad.[2]
Los estudios de mutagenicidad y teratogenicidad realizados de los tres fluorocarburos más 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 consideró como posible propulsor para aerosoles, resultó ser mutágeno en los estudios de mutagénesis bacteriana. Los estudios de
exposición a lo largo de toda la vida aportaron ciertas evidencias de carcinogénesis en ratas macho expuestas a concentraciones de 50.000 ppm (5 %), pero no a concentraciones de 10.000 ppm (1 %). Este efecto no se apreció en ratas hembra ni en otras especies. La Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC) ha clasificado esta sustancia en el Grupo 3 (evidencias limitadas de carcinogénesis en animales). También 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 víctimas de la exposición a fluorocarburos deben ser evacuadas del área contaminada y recibir un tratamiento sintomático. No se les administrará adrenalina, pues existe la posibilidad de provocar arritmias o parada cardíaca.[2]
Alternativas a los CFCs [editar]
En los últimos años se ha realizado un gran esfuerzo para encontrar aternativas a los CFCs. Dentro de ellas, las más estudiadas han sido los hidroclorofluorcarbouros (HCFC) y los hidrofluorcarburos (HFC). Estas moléculas contienen, unidos a los átomos de carbono, átomos de hidrógeno, cloro y/o flúor. Los radicales hidroxilo, presentes en la troposfera, degradan con facilidad los enlaces C--H de estos compuestos. Al mismo tiempo, la presencia de estos compuestos de sustituyentes de Cl y Br les confiere algunas de las ventajosas propiedades de los CFCs: baja reactividad y supresión de fuego, buenos aislantes y disolventes y puntos de ebullición adecuados para su empleo en ciclos de refigeración. Algunos de los CFCs han sido ya sustituidos por estos compuestos. El CHF2Cl (HCFC-22) es un refigerante que puede sustituir al CCl2F2 (CFC-12) en los compresores de sistemas de aire acondicionados y frigoríficos domésticos. Para la fabricación de aislantes de espumas de poliuretano se pueden emplear CH3CFCl2 (HCFC-141b) o CF3CHCl2 (HCFC-123) en vez de CCl3F (CFC-11).
Las nuevas tecnologías consideran como sustitutos de los CFCs a compuestos distintos a los HCFC ni de los HFC. Como propelentes de aerosoles se pueden emplear tanto isobutano como dimetil éter (mezclados con agua para disminuir su inflamabilidad). Análogamente, los hidrocarburos han sustituido a los CFCs como agentes para formar burbujas en la fabricación de espumas. Las espumas rígidas, empleadas en el aislamiento de las paredes de los refrigeradores, constituídas en un inicio por CFC-11 y en la actualidad por HCFC-141b, serán reemplazadas en un futuro con paneles rellenos de un material sólido y sellados al vacío. La industria electrónica está sustituyendo a los CFCs, empleados como disolventes para limpieza de los circuitos, por limpiadores detergentes acuosos, o está desarrollando nuevos sistemas de impresión que reduzca el número de etapas de limpieza necesarias.
La sustitución de los fluidos empleados en sistemas de aire acondicionadoy frigoríficos es más difícil. Existen muchas alternativas en perspectiva. Una de ellas es la aplicación de sustancias ya utilizadas en el pasado para estos fines, como el amoniaco y los hidrocarburos. Sin embargo, su desarrollo se ha visto frenado por los problemas de corrosión del amoniaco y de inflamabilidad de los hidrocarburos.
Existen en la actualidad sistemas de aire acondicionado que no requieren compresor. Estos se basan en la combinación de un sistema de refrigeración por evaporación y un desecante para secar el aire frío.
Actualmente, no se ha encontrado una alternativa adecuada a los halones, sustancias empleadas para la extinción de incendios en espacios cerrados como oficinas, aviones y tanques militares. Desde que su producción cesó en el año 1994, han estado sometidos a una cuidadosa comercialización, dependiendo del desarrollo de las alternativas. Los halones exhiben una atractiva combinación difícil de igualar de baja reactividad y eficaz supresión de incendios. El CF3I es en la actualidad el candidato más prometedor, ya que al igual que el CF3Br (halón-1301) es lo suficientemente pesado para extinguir fuegos. El enlace C--I se rompe fácilmente por acción de los fotones UV, incluso a nivel del suelo, por tanto el tiempo de vida de la molécula es muy corto.
En conclusión, el cambio, desde una máxima producción de CFCs a una sustitución de los mismos, está ocurriendo a mayor velocidad de la que cabría prever hace unos años. Como siempre ocurre, la necesidad es el motor de toda invención.
Reseña histórica [editar]
Los CFC surgieron de la necesidad de buscar sustancias no tóxicas que sirvieran como refrigerante para aplicaciones industriales, siendo Thomas Midgley quien descubriera que estos gases eran inocuos para los seres humanos, evitando así miles de intoxicaciones accidentales. Dado que en la época en la que se descubrió el uso de los CFCs no existía mucha información sobre el ozono y se desconocían los efectos dañinos de los CFCs, el propio Thomas Midgley murió pensando que había hecho un gran servicio a la humanidad.
Los CFCs, también conocidos comercialmente como freones, sustituyeron al amoníaco y su uso se propagó principalmente en los aires acondicionados de automóviles, neveras e industrias. A partir de 1950 se empezaron a utilizar como agentes impulsores para atomizadores, en la fabricación de plásticos y para limpiar componentes electrónicos.
El descubridor de la amenaza que suponía el uso de los CFCs fueron el químico estadounidense F. Sherwood Rowland, de la Universidad de California, el químico mexicano Mario J. Molina del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y el holandés Paul Crutzen, del Instituto Max Planck de Química de Mainz, Alemania, artífices de estos descubrimientos, quienes el 11 de octubre de 1995 recibieron el Premio Nobel de Química en reconocimiento por sus investigaciones en este campo.
Un claro ejemplo del problema de los CFC, de cómo se desarrolló y se resolvió el conflicto, se encuentra en el libro Miles de millones de Carl Sagan (capítulo 10: "Falta un pedazo de cielo").
Sin embargo, existen otros expertos que contradicen con serios fundamentos científicos la hipótesis de la acción de los CFC sobre el ozono. Un excelente ejemplo es el libro de Rogelio Maduro y Ralph Schauerhammer, "The Holes in the Ozone Scare," publicado en 1992 por 21st Century Science Associates. ISBN: 0-9628134-0-0
¿Qué se puede hacer?
1. Evite consumir desodorantes en Spray; sustitúyalos por los de barra o de bola.2. Prefiera los fijadores de cabellos en gel en lugar de los Spray.3. Procure usar desodorantes u otros productos que vienen en envases mecánicos a presión
y que no contienen CFC.4. Evite los desodorantes ambientales en su oficina, manteniendo buena ventilación.5. Trate de usar insecticidas naturales.6. Evite aerosoles para afeitarse; en su lugar use jabón o crema de afeitar.
Véase también [editar]
Efecto invernadero Capa de ozono Mario J. Molina Carl Sagan Freón
Referencias
Q.-B.Lu., (2009) “Correlation between Cosmic Rays and Ozone Depletion”, Physical Review Letters, March 19, 2009.
1. ↑ a b c d e f g h i j k Enciclopedia de Salud y Seguridad en el Trabajo; Propiedades de los Fluorocarburos; Guía de Productos Químicos.> http://www.mtin.es/es/publica/pub_electronicas/destacadas/enciclo/general/contenido/tomo4/104-06.pdf
2. ↑ Tomado de Ingeniería Ambiental; Segunda edición; J. Glynn Henry y Gary W. Heinke; Pearson Educación; México - Argentina - Brasil - Colombia - Costa Rica - Chile - España - Guatemala - Perú - Puerto Rico - Venezuela.
Bibliografía
Química Ambiental; Colin Baird; University of Western Ontario; Editorial Reverté S.A.; Barcelona - Bogotá - Buenos Aires - Caracas - México.
Química Medioambiental; Segunda Edición; Thomas G. Spiro y William M. Stigliani; Pearson Prentice Hall; Madrid - México - Santafé de Bogotá - Buenos Aires - Caracas - Lima - Montevideo - San Juan - San José - Santiago - Sao Paulo - White Plains.
“Correlation between Cosmic Rays and Ozone Depletion”, Physical Review Letters, March 19, 2009 (en inglés)
Propiedades de los fluorocarburos
