Fotodegradación para niños

La fotodegradación es un proceso en el que los materiales cambian o se dañan debido a la exposición a la luz. Generalmente, este término se refiere a la acción combinada de la luz del sol y el aire que nos rodea. La fotodegradación suele ser una mezcla de reacciones químicas como la oxidación y la hidrólisis, que descomponen los materiales.

A menudo, se busca evitar la fotodegradación en objetos que están al aire libre, como muebles de jardín o juguetes, usando recubrimientos especiales o añadiendo sustancias protectoras. Esto es importante para que los objetos duren más y no se estropeen rápidamente. Este proceso también ayuda a que la materia orgánica se descomponga en la naturaleza y se usa a propósito en algunas tecnologías para limpiar y desinfectar. La fotodegradación incluye el daño causado por la luz ultravioleta, pero no por el calor o la radiación infrarroja.

¿Para qué sirve la fotodegradación?

Protección de alimentos

Es muy importante proteger los alimentos de la fotodegradación. Algunos nutrientes que están en la comida pueden dañarse cuando esta se expone al sol. Por ejemplo, en el caso de la cerveza, la luz ultravioleta puede cambiar el sabor de algunos de sus ingredientes. Por eso, las botellas de cerveza suelen ser de un cristal de color ámbar, que ayuda a bloquear esta luz y a mantener el sabor original.

Colores en pinturas y tintes

Las pinturas, tintas y tintes hechos de materiales orgánicos (que vienen de seres vivos o compuestos de carbono) son más propensos a dañarse por la luz que los hechos de materiales inorgánicos (como los minerales). Por ejemplo, la cerámica casi siempre se colorea con materiales inorgánicos para que sus colores no se desvanezcan y resistan la luz del sol, incluso en condiciones difíciles.

Efecto en productos para el campo

La fotodegradación de los productos químicos usados en la agricultura, como los pesticidas y herbicidas, es un tema importante. Estos productos se eligen en parte para que no se dañen rápidamente con el sol y puedan seguir funcionando para proteger los cultivos. Sin embargo, a veces es mejor que se degraden rápido, por ejemplo, si los alimentos se van a cosechar pronto y no se quiere que queden restos. En esos casos, se añaden sustancias que hacen que el producto se descomponga más rápido con la luz.

Cuidado de medicamentos

La fotodegradación de los medicamentos es de interés porque, después de ser usados por personas o animales, pueden terminar en el agua. Si no se descomponen, pueden afectar a los seres vivos que viven en el agua. Además, si un medicamento es sensible a la luz antes de ser usado (por ejemplo, en una pastilla o jarabe), su envase debe protegerlo. Por eso, se usan cristales de color ámbar o materiales que bloquean la luz ultravioleta para protegerlos.

Desgaste de plásticos y polímeros

Efecto de la exposición al sol de una cuerda de polipropileno (a la izquierda) comparada con una cuerda nueva (a la derecha).

Los plásticos comunes, como el polipropileno o el polietileno de baja densidad, pueden ser atacados por la luz del sol, especialmente por sus rayos ultravioleta. La luz ultravioleta interactúa con ciertas partes de la estructura de estos plásticos, creando pequeñas partículas muy reactivas. Estas partículas reaccionan con el oxígeno del aire, lo que puede hacer que las superficies expuestas de los productos se decoloren y se agrieten. En casos muy graves, el producto puede desintegrarse por completo.

En productos hechos de fibras, como las cuerdas que se usan al aire libre, la vida útil puede ser corta. Las fibras de la parte exterior se dañan primero, y esto puede debilitar toda la cuerda. Si una cuerda que sostiene algo importante cambia de color, es una señal de que ha perdido resistencia y es mejor cambiarla antes de que se rompa.

Algunos polímeros que tienen partes en su estructura que absorben la luz ultravioleta, como los anillos aromáticos, también son sensibles a este tipo de daño. Por ejemplo, las fibras de aramida, como el kevlar, son muy sensibles a la radiación ultravioleta y deben protegerse del sol. Por eso, los chalecos protectores no exponen las fibras de kevlar al aire, sino que las tienen cubiertas con una tela oscura.

¿Cómo ocurre la fotodegradación?

Fotodegradación de un cubo de plástico utilizado como maceta al aire libre durante algunos años

Muchas sustancias químicas orgánicas no son estables cuando hay oxígeno, pero su descomposición es muy lenta a temperatura ambiente. Esto permite que se acumulen en el ambiente.

Cuando la luz es absorbida, el oxígeno común se convierte en una forma muy reactiva que puede causar reacciones de oxidación. En el aire, los compuestos orgánicos se descomponen por la acción de unas partículas llamadas radicales hidroxilo, que se forman cuando el agua reacciona con el ozono.

Las reacciones de fotodegradación comienzan cuando una molécula absorbe un rayo de luz. La energía de ese rayo se transfiere a los electrones de la molécula, cambiando su estado por un momento. En este nuevo estado, la molécula es diferente y puede descomponerse por sí misma (oxidación o hidrólisis). Esto se llama fotólisis directa. A veces, las moléculas se descomponen en fragmentos inestables que pueden reaccionar con otras moléculas cercanas (fotólisis indirecta). Ambos tipos de fotólisis ayudan a reducir los contaminantes en el medio ambiente.

¿Cómo se protege un material de la fotodegradación?

La fotodegradación de los plásticos y otros materiales puede evitarse o reducirse usando sustancias llamadas estabilizadores de polímeros. Estos aditivos incluyen antioxidantes, que detienen el proceso de daño. Un tipo común de antioxidante son los derivados de la anilina. Otro tipo de aditivo son los absorbedores de luz ultravioleta. Estas sustancias capturan los rayos de luz y los transforman en calor, protegiendo el material. Algunos absorbedores comunes son similares a las sustancias que se usan en los protectores solares.

Véase también

En inglés: Photodegradation Facts for Kids

• Degradación polimérica
• Reacción en cadena