CFC

Los clorofluorocarbonos (CFC) son derivaos de los hidrocarburos enchíos llograos por aciu la sustitución d'átomos d'hidróxenu por átomos de flúor y/o cloru principalmente.

Los CFC son una familia de gases que s'empleguen en diverses aplicaciones, principalmente na industria de la refrigeración y de propelentes de aerosoles. Tán tamién presentes n'aislantes térmicos. Los CFC tienen una gran persistencia na atmósfera, de 50 a mas o menos 200 años. Col pasu del tiempu algamen la estratosfera, onde se disocian por aición de la radiación ultravioleta, lliberando'l cloru y dando empiezu al procesu de destrucción de capar ozonu. CFC ye'l nome xenéricu d'un grupu de compuestos que contienen cloru, flúor y carbonu, utilizaos como axentes que producen fríu y como gases propulsores nos aerosoles. Les sos múltiples aplicaciones, la so volatilidá y la so estabilidá química provoquen la so acumuladura na alta atmósfera, onde la so presencia, según dellos científicos, ye causante de la destrucción de la capa proteutora d'ozonu.

Molécules de CFC llograes pola sustitución d'átomos d'hidróxenu por átomos de flúor o cloru

Anguaño sábese que l'apaición del furacu d'ozonu sobre L'Antártida sureste, a empiezos de la primavera austral, ta rellacionada cola fotoquímica de los CFC presentes en diversos productos comerciales (freón, aerosoles, pintures, etc.). Ello ye que la prohibición de la fabricación y distribución d'esti tipu de gases dexó a la Capa d'Ozonu amosar los primeros nicios de recuperación.

Tipos de CFC según el so comercialización

• El CFC-12 ye un gas a temperatura ambiente. Hasta apocayá, utilizóse estensamente en acondicionadores d'aire d'automóviles, d'onde yeren lliberaos a l'atmósfera mientres el so usu y serviciu. Anguaño utilízase un equipu especial pa prindar los CFC (y los sos modernos sustitutos) cuando los acondicionadores d'aire de los coches remataron el so serviciu.

Dempués de la Segunda Guerra Mundial afayóse que vaporizando el CFC-12 n'estáu líquidu, ésti podía utilizase pa crear burbuyes en plásticos d'espluma ríxidos. Les diminutes burbuyes enfiñíes de CF₂Cl₂ faen qu'estos productos sían bonos aislantes térmicos, una y bones esti gas ye un probe conductor de calor. Sicasí, el CFC-12 llibérase darréu mientres la formación de les llámines d'espluma, como les bandexes blanques utilizaes pa envasar productos de carne fresco, y enantes pa contener hamburgueses en restoranes de comida rápida.

• El compuestu CFCl₃, llamáu CFC-11, ye un líquidu que fierve a temperatura cercano a l'ambiental. El CFC-11 utilizar pa formar furacos en productos d'espluma blanda, como almaes, alfombres acolchaes, coxinos y asientos y rellenos en coches. Esti compuestu tamién foi aplicáu pa faer productos d'esplumes d'uretano ríxidu usaos como aislantes en neveres, conxeladores y en dellos edificios. L'usu de productos d'esplumes aislantes aumentó nel postreru cuartu de sieglu debíu al interés con al respective del caltenimientu d'enerxía.

• L'otru CFC qu'anicia gran esmolición ambiental ye'l 1,2-dicloro-1,1,2,2-tetrafluoroetano, llamáu CFC-113. Esti compuestu foi utilizáu llargamente pa llimpiar la grasa, el pegamento y los residuos de soldadura en paneles de circuitu electrónicos dempués de la so fabricación, consumiéndose cerca de 2 kilogramu per metru cuadráu. Munchos fabricantes camudaron los sos procesos de fabricación col fin de nun utilizar nengún tipu de líquidu de llimpieza. Los CFC nun tener nengún sumidoriu troposféricu de tal manera que toles sos molécules xuben a la estratosfera. Esti procesu de tresporte vertical na atmósfera nun ta afeutáu pol fechu de que la masa d'estes molécules sían mayor que la masa permediu del nitróxenu y del osíxenu n'enríte-y, una y bones la fuercia diferencial de gravedá ye enforma menor que la debida a la de los constantes choques d'otres molécules que aleatorizan les direiciones de molécules, inclusive les pasaes. Por aciu esti tresporte, les molécules de CFC, finalmente, migren a les partes medies y altes de la estratosfera onde hai suficiente UV-C de la lluz solar entá non penerar pa descomponer fotoquímicamente diches molécules, lliberando d'esta miente átomos de cloru.

• El tetracloruro de carbonu, CCl₄, ye una sustancia disminuidora d'ozonu (SDO). Comercialmente, utilizóse como disolvente y como entemediu na fabricación de CFC-11 y CFC-12, perdiéndose cierta cantidá escontra l'atmósfera mientres la so producción. La so aplicación como disolvente na llimpieza en secu foi atayáu na mayor parte de los países desenvueltos, anque hasta bien apocayá la so práutica entá siguía en munchos otros países.

• El metilcloroformo, CH₃--CCl₃, o 1,1,1- tricloroetano, foi producíu en grandes cantidaes y utilizáu na llimpieza de metales, de tal manera qu'una gran parte lliberar a l'atmósfera. Anque, cerca de la metá d'esta cantidá foi esaniciada de la troposfera por reaición col radical hidroxilo, el restu sobrevive abondu tiempu como pa migrar escontra la estratosfera. Na actualidá'l metilcloroformo y el tetracloruro de carbonu contribúin, conxuntamente, en cerca de la metá de la contribución de los CFC al cloru de la estratosfera.

Degradación de la capa d'ozonu

Propúnxose que'l mecanismu al traviés del cual los CFC ataquen la capa d'ozonu ye una reaición fotoquímica: al incidir la lluz sobre la molécula de CFC, llibérase un átomu de cloru con un electrón llibre, denomináu radical cloru, bien reactivu y con gran afinidá pol ozonu, que ruempe la molécula d'esti postreru. La reaición sería catalítica; la teoría propuesta estima qu'un solu átomu de cloru destruyiría hasta 100.000 molécules d'ozonu. Dalgunos alieguen que CFC permanez mientres más de cien años nes capes altes de l'atmósfera, onde s'atopa l'ozonu, pero esto ye imposible yá que les molécules de CFC tienen un pesu molecular que varia ente 121,1 y 137,51 ente que la densidá de l'atmósfera ye 29.01, polo que les escases molécules de Freones que lleguen hasta la estratósfera cayen en poco tiempu de regresu escontra tierra.

Los estudios de Fatbian, Borders y Penkett (ref: P.Fabian, R. Borders, S.A. Penkett, et al., “Halocarbons in the Stratosphere.” Nature, (Dec. 24) páxs. 733-736) demostraron que los Freones F-11 y F-12 algamaben un máximu de 29 a 32 km d'altor, onde les sos concentraciones varien ente 0,1 a 10 ppb (partes de billón). Considerando que la enerxía necesaria por que la radiación UV disocie a la molécula de CFC tien que ser igual o mayor que la de la banda UV-C (286-40 nanómetros), y esta radiación ye totalmente absorbida pol osíxenu más arriba de los 45 km d'altor, la radiación necesario pa disociar a los CFC nun llega hasta l'altor onde s'atopen les primeres molécules.

En 1987 roblóse un alcuerdu internacional, el Protocolu de Montreal relativu a les sustancies destructores de la capa d'ozonu”, pa controlar la producción y el consumu de sustancies que destrúin l'ozonu. Nesti protocolu estableció l'añu 1996 como fecha llende p'abandonar totalmente la producción y el consumu de clorofluorocarburos nos países desenvueltos. Los países en víes de desenvolvimientu disponen de 10 años más pal cumplimientu d'esti requisitu. Tamién s'establecieron controles pa los haluros, el tetracloruro de carbonu, el 1,1,1-tricloroetano (metil cloroformu), los hidroclorofluorocarburos (HCFC), los hidrobromofluorocarburos (HBFC) y el bromuru metílicu. Estos productos químicos namái se dexen pa usos esenciales y siempres que nun esistan alternatives téunica y económicamente vidables.

Arriendes d'ello, la eficacia de la destrucción del ozonu aumenta si tán presentes nubes estratosfériques. Esto asocede namái nel fríu de la nueche polar, cuando les temperatures baxen a menos de 200 K y, nel Antárticu, a 180 K o menos. Na primavera antártica, fundamentalmente n'ochobre y payares, rexistráronse cantidaes d'ozonu notablemente amenorgaes y menguantes dende 1975. Esti fenómenu conozse como'l furacu d'ozonu. Cuando'l sol torna, la perda recupérase rápido.

Riesgos

Los fluorocarburos son, polo xeneral, menos tóxicos que los correspondientes hidrocarburos clorados o bromados. Esta menor toxicidá puede debese a una mayor estabilidá del enllaz C-F y, seique tamién, a la menor solubilidá lipoide de les sustancies más fluoradas. Gracies al so baxu nivel de toxicidá, foi posible escoyer fluorocarburos que sían seguros pa los usos a los que se destinen. Sicasí, la supuesta seguridá de los fluorocarburos nestes aplicaciones fizo que se sopelexar la falsa creencia de que los fluorocarburos son dafechu inocuos en cualquier condición d'esposición.

En realidá, los hidrocarburos volátiles posen propiedaes narcótiques similares a les de los hidrocarburos clorados, anque más débiles. La inhalación aguda de 2.500 ppm de triclorotrifluoretano provoca intoxicación y descoordinación psicomotriz nel ser humanu, un efeutu que tamién se repara con concentraciones de 10.000 ppm (1 %) de diclorodifluorometano. La inhalación de diclorodifluorometano a concentraciones de 150.000 ppm (15 %) provoca perda de la consciencia. Rexistráronse más de 100 muertes rellacionaes cola inhalación de fluorocarburos de resultes de la pulverización de aerosoles que conteníen diclorodifluorometano como propulsor nel interior d'una bolsa de papel y la so posterior inhalación. El TLV de 1.000 ppm establecíu pola Conferencia Americana de Higienistas Industriales del Gobiernu (ACGIH) nun produz efeutos narcóticos nel ser humanu.

Los fluorometanos y fluoretanos tampoco producen efeutos tóxicos, como mancadures hepátiques o renales, por esposición repitida. Los fluoralquenos, como'l tetrafluoretileno, el hexafluoropropileno o'l clorotrifluoretileno, pueden causar mancadures hepátiques y renales n'animales d'esperimentación tres esposiciones enllargaes y repitíes a les concentraciones apropiaes.

Sicasí, la toxicidá aguda de los fluoralquenos ye sorprendente en dellos casos. El perfluorisobutileno ye un bon exemplu d'ello. Con una CL50 de 0,79 ppm pa cuatro hores d'esposición nel casu de los aguarones, ye más tóxicu que'l fosgeno. Al igual qu'esti últimu productu, produz edema pulmonar agudu. Pela so parte, el fluoruro de vinilu y el fluoruro de vinilideno son fluoralcanos de bien baxa toxicidá.

De la mesma forma que munchos otros vapores de disolventes y anestésicos utilizaos en ciruxía, los fluorocarburos volátiles tamién pueden producir arritmia o parada cardiaca cuando l'organismu llibera una cantidá anormalmente alzada d'adrenalina (como en situaciones de congoxa, mieu, escitación o exerciciu violentu). Les concentraciones necesaries pa producir esti efeutu son bien cimeros a les que s'atopen de normal na industria.

En perros y monos, tanto'l clorodifluorometano como'l diclorodifluorometano provoquen rápido depresión respiratoria, broncoconstricción, taquicardia, depresión miocárdica ya hipotensión a concentraciones d'ente un 5 y un 10 %. El clorodifluorometano, al contrariu que'l diclorodifluorometano, nun provoca arritmies cardiaques en monos (anque sí en mures) y tampoco amenorga la función pulmonar.

Midíes de salú y seguridá. Tolos fluorocarburos sufren descomposición térmica cuando s'esponen a l'aición de la llapada o de metales calecíos en candia. Los productos de la descomposición de los clorofluorocarburos son los ácidos fluorhídrico y clorhídricu, xunto con cantidaes más pequeñes de fosgeno y fluoruro de carbonilo. Esti postreru compuestu ye bien inestable a la hidrólisis y rápido tresfórmase n'acedu fluorhídrico y dióxidu de carbonu en presencia de mugor.

Los estudios de mutagenicidad y teratogenicidad realizaos de los trés fluorocarburos más importantes dende'l puntu de vista industrial (triclorofluorometano, diclorodifluorometano y triclorotrifluoretano), dieron resultaos negatives.

El clorodifluorometano (R-22), que nun tiempu consideróse como posible propulsor pa aerosoles, resultó ser mutágeno nos estudios de mutagénesis bacteriana. Los estudios d'esposición a lo llargo de tola vida apurrieron ciertes evidencies de carcinogénesis n'aguarones machu espuestes a concentraciones de 50.000 ppm (5 %), pero non a concentraciones de 10.000 ppm (1 %). Esti efeutu nun s'apreció en rates fema nin n'otres especies. L'Axencia Internacional pa la Investigación sobre'l Cáncer (IARC) clasificó esta sustancia nel Grupu 3 (evidencies llindaes de carcinogénesis n'animales). Tamién se llograron ciertes pruebes de teratogenicidad n'aguarones espuestos a 50.000 ppm (5 %), pero non a 10.000 ppm (1 %), nin en coneyos espuestos a concentraciones d'hasta 50.000 ppm.

Les víctimes de la esposición a fluorocarburos tienen de ser sacupaes del área contaminada y recibir un tratamientu sintomáticu. Nun se-yos va alministrar adrenalina, pos esiste la posibilidá de provocar arritmies o parada cardiaca. El dañu que faen los refrigerantes clorados CFC Y HCFC A LA CAPA D'OZONX, MÁS L'ALTU POTENCIAL del calentamientu global que xeneren la mayoría de los refrigerantes CFC, HCFC, HFC. Faen que los dueños de los equipos qu'usen refrigerantes rican tomar aiciones sobre lo qu'ufierta la industria a favor de la continuidá, de les sos instalaciones de refrigeración, en favor del mediu ambiente. http://www.ecosave.com.mx/conocenos.php Archiváu 2017-09-11 en Wayback Machine Receición, recoyida y unviada de residuos de gases refrigerantes pa destrucción n'arcu de plasma según cuantificación d'amenorgamientos de TCOe en beneficiu ambiental por una correutu disposición y retrofit d'equipos y recicláu de gases refrigerantes y disposición final d'equipos refrixeradores, unidaes d'aire acondicionáu y refrigeración

Alternatives a los CFC

Nos últimos años realizóse un gran esfuerciu p'atopar alternatives a los CFC. Dientro d'elles, les más estudiaes fueron los hidroclorofluorcarburos (HCFC) y los hidrofluorcarburos (HFC). Estes molécules contienen, xuníos a los átomos de carbonu, átomos d'hidróxenu, cloru y/o flúor. Los radicales hidroxilo, presentes na troposfera, degraden con facilidá los enllaces C--H d'estos compuestos. Coles mesmes, la presencia d'estos compuestos de sustituyentes de Cl y Br confier-yos dalgunes de les ventaxoses propiedaes de los CFC: baxa reactividá y supresión de fueu, bonos aislantes y disolventes y puntos de ebullición fayadizos pal so emplegu en ciclos de refrigeración. Dalgunos de los CFC fueron yá sustituyíos por estos compuestos. El CHF₂Cl (HCFC-22) ye un refrigerante que puede sustituyir al CCl₂F₂ (CFC-12) nos compresores de sistemes d'aire acondicionaos y frigoríficos domésticos. Pa la fabricación d'aislantes d'esplumes de poliuretano pueden emplegase CH₃CFCl₂ (HCFC-141b) o CF₃CHCl₂ (HCFC-123) en cuenta de CCl₃F (CFC-11).

Les nueves teunoloxíes consideren como sustitutos de los CFC a compuestos distintos a los HCFC nin de los HFC. Como propelentes de aerosoles pueden emplegase tanto isobutano como dimetil éter (entemecíos con agua pa menguar la so inflamabilidad). Análogamente, los hidrocarburos sustituyeron a los CFC como axentes pa formar burbuyes na fabricación d'esplumes. Les esplumes ríxides, emplegaes nel aislamientu de les parés de los refrixeradores, constituyíes nun entamu por CFC-11 y anguaño por HCFC-141b, van ser reemplazaes nun futuru con paneles rellenos d'un material sólido y selláu al vaciu. La industria electrónico ta sustituyendo a los CFC, emplegaos como disolventes pa llimpieza de los circuitos, por llimpiadores deterxentes aguacientos, o ta desenvolviendo nuevos sistemes d'impresión qu'amenorgue'l númberu d'etapes de llimpieza necesaries.

La sustitución de los fluyíos emplegaos en sistemes d'aire acondicionáu y frigoríficos ye más difícil. Esisten munches alternatives en perspeutiva. Una d'elles ye l'aplicación de sustancies yá utilizaes nel pasáu pa estos fines, como l'amoniacu y los hidrocarburos. Sicasí, el so desenvolvimientu viose frenáu polos problemes d'escomiu del amoniacu y de inflamabilidad de los hidrocarburos.

Esisten anguaño sistemes d'aire acondicionáu que nun riquir compresor. Estos básense na combinación d'un sistema de refrigeración por evaporación y un desecante pa ensugar l'aire frío.

Anguaño, nun s'atopó una alternativa fayadiza a los halones, sustancies emplegaes pa la estinción de quemes n'espacios zarraos como oficines, aviones y tanques militares. Desque la so producción cesó nel añu 1994, tuvieron sometíos a una cuidadosa comercialización, dependiendo del desenvolvimientu de les alternatives. Los halones exhiben una curiosa combinación difícil d'igualar de baxa reactividá y eficaz supresión de quemes. El CF₃I ye anguaño'l candidatu más prometedor, yá que al igual que'l CF₃Br (halón-1301) ye lo suficientemente pesáu pa escastar fueos. L'enllaz C--I ruémpese fácilmente por aición de los fotones UV, inclusive a nivel del suelu, por tanto'l tiempu de vida de la molécula ye bien curtiu.

A última hora, el cambéu, dende una máxima producción de CFC a una sustitución de los mesmos, ta asocediendo a mayor velocidá de la que cabría prever va unos años. Como siempres asocede, la necesidá ye'l motor de toa invención.

Reseña histórica

Los CFC surdieron de la necesidá de buscar sustancies non tóxiques que sirvieren como refrigerante p'aplicaciones industriales, siendo Thomas Midgley quien afayara qu'estos gases yeren inocuos pa los seres humanos, evitando asina miles d'intoxicaciones accidentales. Puesto que na dómina na que s'afayó l'usu de los CFC nun esistía muncha información sobre l'ozonu y desconocíense los efeutos dañibles de los CFC, el mesmu Thomas Midgley morrió pensando que fixera un gran serviciu a la humanidá.

Los CFC, tamién conocíos comercialmente como freones, sustituyeron al amoniacu y el so usu arrobinóse principalmente nos aires acondicionaos d'automóviles, frigoríficos ya industries. A partir de 1950 empezar a utilizar como axentes impulsores pa atomizadores, na fabricación de plásticos y pa llimpiar componentes electrónicos.

El descubridores de l'amenaza que suponía l'usu de los CFC fueron el químicu d'Estaos Xuníos F. Sherwood Rowland, de la Universidá de California, el químicu mexicanu Mario J. Molina del Institutu de Teunoloxía de Massachusetts (MIT) y l'holandés Paul Crutzen, del Institutu Max Planck de Química de Mainz, Alemaña, artífices d'estos descubrimientos, quien el 11 d'ochobre de 1995 recibieron el Premiu Nobel de Química en reconocencia poles sos investigaciones nesti campu.

Un claru exemplu del problema de los CFC, de cómo se desenvolvió y resolvióse el conflictu, atopar nel llibru Miles de millones de Carl Sagan (capítulu 10: "Falta un cachu de cielu").

Sicasí, esistieron otros espertos que contraxeron la hipótesis de l'aición de los CFC sobre l'ozonu. Un exemplu ye'l llibru de Rogelio Maduro y Ralph Schauerhammer, "The Holes in the Ozone Scare," publicáu en 1992 por 21st Century Science Associates. ISBN 0-9628134-0-0. Esti llibru divulgativu tuvo nel so momentu contestación n'artículos de revistes y los sos argumentos nun se correspuenden coles evidencies apaecíes n'artículos de revistes científiques (revisaos y oldeaos).

La postrera gran revisión de les conocencies sobre'l furacu de la capa d'ozonu foi redactáu y revisáu por unos 300 científicos y presentóse en Xinebra'l 16 de setiembre de 2010, con motivu del Día Internacional de la Preservación de la Capa d'Ozonu de la ONX.

Midíes p'amenorgar la emisión de CFCs

1. Evitar consumu de desodorantes en aerosol; sustituyéndolos polos de barra o de bola.
2. Preferir los fijadores de pelos en xel.
3. Usar desodorantes o otros productos que vienen n'envases mecánicos a presión y que nun contienen CFC.
4. Evitar los desodorantes ambientales, calteniendo bona ventilación.
5. Trátase d'usar insecticides naturales.
6. Evitar aerosoles p'afaitase; nel so llugar usar xabón o crema d'afaitar.

Ver tamién

• Efeutu ivernaderu
• Capa d'ozonu
• Mario J. Molina
• Carl Sagan
• Freón

Bibliografía

• WMO/UNEP “Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2010 http://ozone.unep.org/Assessment_Panels/SAP/ExecutiveSummary_SAP_2010.pdf Archiváu 2013-04-12 en Wayback Machine
• Química Ambiental; Colin Baird; University of Western Ontario; Editorial Reverté S.A.; Barcelona - Bogotá - Buenos Aires - Caracas - Méxicu.
• Química Medioambiental; Segunda Edición; Thomas G. Spiro y William M. Stigliani; Pearson Prentice Hall; Madrid - Méxicu - Santafé de Bogotá - Buenos Aires - Caracas - Lima - Montevideo - San Juan - San José - Santiago - São Paulo - White Plains.
• “Correlation between Cosmic Rays and Ozone Depletion”, Physical Review Letters, March 19, 2009 (n'inglés)
• "Discussion: Do cosmic-ray-driven electron-induced reactions impact stratospheric ozone depletion and global climate change?", Atmospheric Environment 45 (2011) 3508y3514 Archiváu 2013-06-12 en Wayback Machine (n'inglés)
• Propiedaes de los fluorocarburos (enllaz rotu disponible n'Internet Archive; ver l'historial y la última versión).

Enllaces esternos

• Wikimedia Commons acueye conteníu multimedia sobre Clorofluorocarbonos.
• Consecuencies del furacu na capa d'ozonu - Los gases CFC y otres emanaciones (enllaz rotu disponible n'Internet Archive; ver l'historial y la última versión).
• ¿Solución o problema?
• Sobre la capa d'ozonu
• Ozonu
• Mediu ambiente Archiváu 2016-03-04 en Wayback Machine

• Datos: Q960800
• Multimedia: Chlorofluorocarbons