Clorofluorocarburo para niños
Los clorofluorocarburos (CFC), también conocidos como clorofluorocarbonos, son un tipo de gases creados por el ser humano. Se forman a partir de hidrocarburos (compuestos de hidrógeno y carbono) a los que se les han cambiado algunos átomos de hidrógeno por átomos de flúor o cloro.
Los CFC son una familia de gases que se usaron mucho en el pasado para varias cosas, como en los sistemas de refrigeración (neveras y aires acondicionados) y como gases que impulsan los aerosoles (como los desodorantes en spray). También se encontraban en materiales que sirven para aislar del frío o el calor.
El problema con los CFC es que duran muchísimo tiempo en la atmósfera, entre 50 y 200 años. Con el tiempo, suben hasta una parte alta de la atmósfera llamada estratosfera. Allí, la luz ultravioleta del sol los rompe, liberando átomos de cloro. Estos átomos de cloro son muy dañinos para la capa de ozono, que es como un escudo protector de la Tierra.
Actualmente, sabemos que el "agujero" en la capa de ozono que aparece sobre la Antártida cada primavera está relacionado con la forma en que los CFC reaccionan con la luz del sol. Por eso, el uso de CFC en productos como aerosoles y espumas ha sido muy limitado.
.jpg)
Contenido
¿Qué tipos de CFC existen y para qué se usaban?
CFC-12: Un gas muy usado en el pasado
- El CFC-12 es un gas a temperatura ambiente. Antes se usaba mucho en los aires acondicionados de los coches. Cuando se usaban o se les hacía mantenimiento, este gas se liberaba a la atmósfera. Hoy en día, hay equipos especiales para capturar los CFC (y sus sustitutos) para que no escapen al aire.
- Después de la Primera Guerra Mundial, se descubrió que el CFC-12 líquido podía usarse para crear burbujas en plásticos rígidos, como las espumas. Estas pequeñas burbujas llenas de gas hacían que estos productos fueran buenos aislantes del calor. Sin embargo, el CFC-12 se liberaba al aire cuando se fabricaban estas espumas, como las bandejas blancas que se usaban para la carne o las hamburguesas.
CFC-11: Para espumas blandas y aislantes
- El CFC-11 es un líquido que hierve a una temperatura cercana a la ambiental. Se usaba para crear agujeros en productos de espuma blanda, como almohadas, alfombras, cojines y rellenos de asientos de coche. También se usó para hacer espumas rígidas de uretano, que sirven como aislantes en neveras, congeladores y edificios. El uso de estos aislantes aumentó mucho por el interés en ahorrar energía.
CFC-114: Para limpiar componentes electrónicos
- El CFC-114 se usó mucho para limpiar grasa, pegamento y restos de soldadura en los circuitos electrónicos después de fabricarlos. Se usaban grandes cantidades por cada metro cuadrado. Muchos fabricantes han cambiado sus procesos para no necesitar este tipo de líquidos de limpieza. Los CFC no se eliminan fácilmente en la parte baja de la atmósfera, por lo que todas sus moléculas suben a la estratosfera. Allí, la luz ultravioleta del sol los descompone, liberando átomos de cloro.
Tetracloruro de carbono: Un disolvente que afecta el ozono
- El tetracloruro de carbono (CCl4) es otra sustancia que daña la capa de ozono. Se usaba como disolvente y para fabricar CFC-11 y CFC-12, y una parte se escapaba a la atmósfera durante su producción. Su uso como disolvente en la limpieza en seco se ha prohibido en la mayoría de los países desarrollados.
Metilcloroformo: Limpiador de metales
- El metilcloroformo (CH3--CCl3) se producía en grandes cantidades y se usaba para limpiar metales, liberándose mucho a la atmósfera. Aunque una parte se elimina en la atmósfera baja, el resto dura lo suficiente como para llegar a la estratosfera. Actualmente, el metilcloroformo y el tetracloruro de carbono contribuyen a la mitad del cloro que llega a la estratosfera por los CFC.
¿Cómo dañan los CFC la capa de ozono?
Se cree que los CFC dañan la capa de ozono a través de una reacción química causada por la luz. Cuando la luz del sol golpea una molécula de CFC, libera un átomo de cloro. Este átomo de cloro es muy reactivo y tiene una gran afinidad por el ozono, rompiendo su molécula. Se calcula que un solo átomo de cloro podría destruir hasta 100,000 moléculas de ozono.
En 1987, se firmó un acuerdo internacional llamado el Protocolo de Montreal. Este acuerdo buscaba controlar la producción y el consumo de sustancias que destruyen el ozono. Se estableció que los países desarrollados debían dejar de producir y usar clorofluorocarburos para 1996. Los países en desarrollo tuvieron 10 años más para cumplir con esto. También se pusieron controles a otras sustancias dañinas.
La destrucción del ozono es mayor cuando hay nubes especiales en la estratosfera. Esto ocurre solo en las noches polares muy frías. En la primavera antártica, especialmente en octubre y noviembre, se han registrado cantidades de ozono muy bajas desde 1975. A este fenómeno se le conoce como el agujero de ozono. Cuando el sol regresa, la capa de ozono se recupera rápidamente.
¿Son peligrosos los fluorocarburos para la salud?
En general, los fluorocarburos son menos tóxicos que otros compuestos similares. Esto se debe a que sus enlaces químicos son más estables. Gracias a su baja toxicidad, se pudieron elegir fluorocarburos que eran seguros para los usos previstos.
Sin embargo, la inhalación de grandes cantidades de fluorocarburos puede causar malestar y falta de coordinación. Por ejemplo, respirar una concentración muy alta de diclorodifluorometano puede llevar a la pérdida del conocimiento. Se han reportado casos de personas que sufrieron problemas graves al inhalar grandes cantidades de estos gases.
Los fluorometanos y fluoretanos no suelen causar problemas de salud graves, como daños en el hígado o los riñones, por exposiciones repetidas. Sin embargo, algunos otros compuestos relacionados pueden causar daños en animales de laboratorio si se exponen a ellos por mucho tiempo.
Al igual que otros vapores usados en medicina, los fluorocarburos volátiles pueden afectar el corazón si el cuerpo libera mucha adrenalina (por estrés, miedo o ejercicio intenso). Las concentraciones necesarias para esto son mucho más altas de las que se encuentran normalmente en la industria.
Cuando se exponen al fuego o a metales muy calientes, los fluorocarburos se descomponen. Los productos de esta descomposición pueden ser ácidos que son peligrosos.
Se han realizado estudios sobre los tres fluorocarburos más importantes (triclorofluorometano, diclorodifluorometano y triclorotrifluoretano) y no se ha encontrado que causen cambios genéticos o problemas en el desarrollo.
Sin embargo, el clorodifluorometano (R-22), que se consideró como posible gas para aerosoles, mostró que podía causar cambios en las células en estudios con bacterias. Algunos estudios en ratas macho expuestas a concentraciones muy altas mostraron cierta evidencia de que podría causar cáncer, pero no en ratas hembra ni en otras especies. También se encontraron algunas pruebas de efectos en el desarrollo en ratas expuestas a altas concentraciones.
Si alguien se expone a fluorocarburos, debe ser llevado a un lugar con aire fresco y recibir atención médica. No se les debe dar adrenalina, ya que podría causar problemas cardíacos. Debido al daño que los refrigerantes CFC y HCFC causan a la capa de ozono y su alto potencial de calentamiento global, las empresas buscan alternativas más amigables con el medio ambiente.
¿Qué alternativas existen a los CFC?
En los últimos años, se ha trabajado mucho para encontrar sustancias que puedan reemplazar a los CFC. Las más estudiadas han sido los hidroclorofluorocarburos (HCFC) y los hidrofluorocarburos (HFC). Estas moléculas contienen átomos de hidrógeno, cloro y/o flúor. Los HCFC y HFC se descomponen más fácilmente en la atmósfera baja, lo que reduce su impacto en la capa de ozono. Al mismo tiempo, tienen propiedades útiles similares a los CFC, como ser buenos aislantes y disolventes.
Algunos CFC ya han sido reemplazados por estos compuestos. Por ejemplo, el CHF2Cl (HCFC-22) puede sustituir al CCl2F2 (CFC-12) en aires acondicionados y neveras. Para fabricar aislantes de espuma, se pueden usar CH3CFCl2 (HCFC-141b) o CF3CHCl2 (HCFC-123) en lugar de CCl3F (CFC-11).
Las nuevas tecnologías también buscan sustitutos que no sean HCFC ni HFC. Para los aerosoles, se pueden usar gases como el isobutano o el dimetil éter (mezclados con agua para que sean menos inflamables). Los hidrocarburos también han reemplazado a los CFC para crear burbujas en la fabricación de espumas. Las espumas rígidas usadas en neveras, que antes usaban CFC-11 y luego HCFC-141b, serán reemplazadas por paneles con un material sólido sellado al vacío. La industria electrónica está usando limpiadores a base de agua en lugar de CFC para limpiar circuitos, o desarrollando nuevos sistemas que no necesiten tanta limpieza.
Reemplazar los líquidos en sistemas de aire acondicionado y neveras es más complicado. Hay muchas opciones, como volver a usar sustancias antiguas como el amoniaco y los hidrocarburos. Sin embargo, su uso se ha limitado por problemas de corrosión (en el caso del amoniaco) e inflamabilidad (en el caso de los hidrocarburos).
También existen sistemas de aire acondicionado que no necesitan compresor, usando un sistema de enfriamiento por evaporación y un material que seca el aire frío.
Actualmente, no se ha encontrado una alternativa perfecta a los halones, que son sustancias usadas para apagar incendios en lugares cerrados como oficinas o aviones. Desde que su producción se detuvo en 1994, se han comercializado con mucho cuidado, esperando el desarrollo de nuevas alternativas. Los halones son muy buenos para apagar fuegos y no reaccionan fácilmente. El CF3I es el candidato más prometedor, ya que es lo suficientemente pesado para apagar fuegos y se descompone rápidamente por la luz ultravioleta, por lo que no dura mucho en la atmósfera.
El cambio de los CFC a sus sustitutos está ocurriendo más rápido de lo que se esperaba hace unos años.
Breve historia de los CFC
Los CFC surgieron porque se necesitaban sustancias no tóxicas para usar como refrigerantes en la industria. Fue Thomas Midgley quien descubrió que estos gases no eran dañinos para los seres humanos, lo que evitó muchas intoxicaciones. Como en esa época no se sabía mucho sobre la capa de ozono, Thomas Midgley murió pensando que había hecho un gran servicio a la humanidad.
Los CFC, también conocidos como freones, reemplazaron al amoniaco y se hicieron muy populares en los aires acondicionados de coches, neveras e industrias. A partir de 1950, también se empezaron a usar como gases para impulsar aerosoles, en la fabricación de plásticos y para limpiar componentes electrónicos.
Los científicos que descubrieron la amenaza de los CFC para la capa de ozono fueron el químico estadounidense F. Sherwood Rowland, el químico mexicano Mario J. Molina y el neerlandés Paul Crutzen. Por sus importantes investigaciones, recibieron el Premio Nobel de Química el 11 de octubre de 1995.
Un buen ejemplo de cómo se descubrió y se resolvió el problema de los CFC se encuentra en el libro Miles de millones de Carl Sagan.
Aunque la mayoría de los científicos estaban de acuerdo, hubo algunos expertos que no creían en la hipótesis de que los CFC dañaran el ozono. Sin embargo, sus argumentos no coincidían con las pruebas científicas que se publicaron.
La última gran revisión sobre el agujero de la capa de ozono fue hecha por unos 300 científicos y se presentó en Ginebra el 16 de septiembre de 2010, en el Día Internacional de la Preservación de la Capa de Ozono de la ONU.
¿Cómo podemos ayudar a reducir la emisión de CFC?
- Evita usar desodorantes en aerosol; prefiere los de barra o de bola.
- Usa fijadores de cabello en gel en lugar de spray.
- Elige desodorantes y otros productos que vengan en envases a presión mecánicos y que no contengan CFC.
- Evita los ambientadores en aerosol; mantén una buena ventilación en tu casa.
- Intenta usar insecticidas naturales.
- Evita los aerosoles para afeitarte; usa jabón o crema de afeitar.
- Busca productos que tengan un sello que garantice que no contienen CFC.
Véase también
En inglés: Chlorofluorocarbon Facts for Kids
Galería de imágenes
-
Moléculas de CFC, donde se ve cómo los átomos de hidrógeno son reemplazados por flúor o cloro.
