GASES DE CLORO FLUOROCARBONO

Los compuestos moleculares de clorofluorocarbono (CFC) consisten casi en su totalidad de átomos de carbono, cloro y flúor; los que contienen hidrógeno se designan como HCFC y de éstos los que no poseen cloro como HCF. No obstante esta designación no siempre se respeta en la literatura técnica y a veces se emplea el término CFC para referirse a los tres tipos de compuestos moleculares. Los gases de CFC se utilizan como refrigerantes y se designan con el prefijo R y un número de dos ó tres dígitos, siendo el más común la gama de los Freones, la cual es bastante extensa, encontrándose principalmente en sistemas de aire acondicionado de vehículos y edificios, en conservación de alimentos (75% en sólo los Estados Unidos) como gas de esterilización en hospitales, purgantes, pesticidas y disolventes. La capacidad de producción a nivel mundial de CFC en millones de libras/año en 1.990 era de 580 (17%) en el Japón, 1.360 (40%) en Estados Unidos y de 1.446 (43%) en Europa Occidental. No se incluye la capacidad de producción de la antigua Unión Soviética y de otros países menos industrializados. Así mismo, los datos se basan en la capacidad de producción de los cinco CFC (R-11, 12, 113, 114 y 115) que de acuerdo con los términos del protocolo de Montreal se deben ir eliminando paulatinamente del meracdo..

Prácticamente el único refrigerante en uso hoy en día que no ha sido afectado por las medidas ambientales es el amoniaco debido a que tiene una vida atmosférica muy corta y en consecuencia no llega a la Estratosfera para agotar el ozono atmosférico ni actúa como gas de invernadero. No obstante el amoniaco es tóxico e inflamable en cierta concentración con el aire y por lo tanto dista mucho de ser el refrigerante perfecto. El amoniaco se usa frecuentemente para aplicaciones industriales debido a que absorbe aproximadamente seis veces más Kcal /libra que los diversos CFC, reduciendo de esta manera los costos energéticos de operación; sin embargo los sistemas de refrigeración que utilizan amoniaco son mucho más grandes que los sistemas a base de CFCS e implican adicional a su costo más elevado, un mayor consumo de aceites lubricantes. En Estados Unidos, la industria de la refrigeración por amoniaco, consumió en 1.990 más de 5 millones de galones de aceites lubricantes.

En la Antártida del polo sur existen nubes estratosféricas polares que contienen ácido nítrico y sulfúrico congelados; estos ácidos son capaces de eliminar el cloro molecular (CL2) que luego reacciona con la luz ultravioleta del sol para generar radicales de cloro los que a su vez reaccionan con el ozono atmosférico dando lugar a monóxido de cloro y a oxigeno; el monóxido de cloro por la acción de la luz ultravioleta del sol da lugar a la formación de nuevos radicales de cloro, reiniciándose de nuevo la reacción de este elemento con el ozono atmosférico, continuando así el ciclo de destrucción de la capa de ozono atmosférica. En el caso de los CFC y HCFC, debido a su gran estabilidad y larga vida atmosférica logran penetrar la Estratosfera, allí la luz ultravioleta del sol los descompone generando radicales libres de cloro (CL) presentándose de esta manera el mismo ciclo que con el ácido nítrico y sulfúrico congelados. En este caso la destrucción de la capa de ozono atmosférica continua mientras en la Estratosfera haya presencia de CFC y HCFC.

La gran estabilidad de los CFC que les permite llegara hasta la Estratosfera y la presencia de nubes catalíticas ácidas sobre el polo sur es lo que conduce a la destrucción del ozono atmosférico sobre la Antártida dando lugar a los llamados agujeros en la capa de ozono atmosférica. En áreas que no sean la Antártida, ocurren un conjunto de reacciones similares debido a la presencia de CFC y HCFC que destruyen la capa de ozono atmosférica pero e menor escala, debido a que no hay presencia de nubes catalíticas.

Hasta la fecha la mayoría de los científicos están de acuerdo en que los CFC y HFCF son una amenaza para la capa de ozono atmosférico e inclusive han llegado a la conclusión de que éstos gases son los únicos causantes de los agujeros en la Antártida del polo sur; han predecido también que debido al daño causado a la capa de ozono atmosférico, los seres humanos están expuestos a una mayor exposición a la luz ultravioleta del sol causando un incremento considerable en el cáncer de piel de tal manera que para el año 2.024 existirán en el mundo 1´400.000 nuevos casos de esta enfermedad en el mundo. Es factible que los seres humanos podamos vivir con tales aflicciones, asumiendo que el cáncer de piel fuese la consecuencia más grave que se pudiera presentar como resultado del deterioro de la capa de ozono atmosférica, sin embargo será mucho más difícil contrarrestar los efectos de los rayos ultravioleta sobre la naturaleza y la cadena alimenticia marina en los océanos.

A semejanza de lo que suceder con las enfermedades infecciosas, donde es necesario la presencia de un microorganismo invasor y de un huésped susceptible, para que un tejido adquiera características malignas, igualmente en el cáncer de piel se requiere la característica de una predisposición genética y de factores presentes en el ambiente. En el caso de los tumores de la piel, la contribución del medio ambiente está dada por las radiaciones ultravioleta de tipo B (UV - B), presentes en la luz solar. Las células epidérmicas irradiadas sufren una alteración molecular en el DNA, lo que hacen que adquieran un potencial hacia su transformación maligna. Sin embargo la susceptibilidad para padecer cáncer de piel en individuos de raza blanca es mucho mayor que en los de raza negra, aún cuando estos vivan en zonas de intensa exposición solar. Esta dicotomía en la incidencia del cáncer de piel entre negros y blancos, por lo tanto pone énfasis en la existencia de factores de inmunológicos que influyen en forma drástica en el desarrollo tumoral.

Se pueden citar otros factores que intervienen en la aparición del cáncer cutáneo, como algunas patologías predisponentes tales como la queratosis, actínica, telangiectasias, léntigo, púrpura, xeroderma pigmentosa, albinismo, etc, y la constante exposición al sol, especialmente en trabajadores rurales, marinos ó de los llamados "adoradores del sol" quienes tienen el hábito de exponerse a diario.

El fenómeno atmosférico conocido como el "efecto invernadero" estabiliza la temperatura de la tierra en un promedio de 13°C (55°F) y hace posible la vida en el planeta. Sin este efecto, la temperatura promedio haría inhabitable la tierra. La radiación de alta frecuencia procedente del sol atraviesa la atmósfera y es distribuida por las corrientes atmosféricas y oceánicas siendo absorbida finalmente por la superficie de la tierra. Parte de esta energía se irradia de nuevo y es absorbida y reflejada de nuevo hacia la superficie de la tierra por algunos de los gases de la atmósfera como el vapor de agua y el bióxido de carbono. Si la concentración de los gases de "invernadero" es mayor que la normal la cantidad de energía reflejada se incrementará y dará lugar al calentamiento de la tierra. Uno de estos gases, el bióxido de carbono, ha incrementado su concentración en la atmósfera de la tierra desde la época preindustrial; desde una concentración normal de 280 ppm (partes por millón) hasta una concentración actual de 356 ppm. Este aumento está relacionado con la quema de combustibles fósiles y con la deforestación. Otros gases de "invernadero" incluyen el metano, óxido nitroso, halocarbonos y los CFC. Una molécula de Freón 11 ó de Freón 12 atrapa tanto calor como diez mil moléculas de bióxido de carbono.

La tierra se está calentando más rápido de lo imaginado por cualquiera, nadie puede predecir hasta ahora si el efecto de los gases de "invernadero" tendrán un impacto catastrófico sobre la raza humana ó será un fenómeno cíclico natural. El doctor Dames Hansen del Instituto Goddard de la NASA para el estudio del espacio, establece que dentro de 12 a 15 años la tierra estará más caliente que en los 100.000 años anteriores. De ser así, los seres humanos encaran compromisos interesantes en el siglo XXI.

El protocolo de Montreal, se adoptó originalmente en 1.987 y posteriormente fue modificado en Londres en 1.990 y en Copenhague en 1.992, exige la eliminación completa de los refrigerantes R-11, R-12, R-13, R-14 y R-15 junto con el tetracloruro de carbono, el meticloroformo y los compuestos totalmente halogenados que contienen cloro con uno, dos ó tres átomos de carbono. La revisión de Copenhague aceleró la reducción al 1ro de enero de 1.994 de estos CFC al 25% de la producción que se tenía en 1.992 y su eliminación completa para el 1ro de enero de 1.996. Los HFCF, principalmente el R-22 y el R-123 utilizados en sistemas de aire acondicionado residencial y en compresores centrífugos respectivamente han sido definidos como sustancias transicionales, y se regula su eliminación total para el año 2.030.

La revisión de Copenhague también limita el uso de los HCFC solamente para aquellas aplicaciones en las cuales no se disponga de sustitutos ó de tecnologías más idóneas desde el punto de vista ambiental. En las aplicaciones que exijan el uso de HCF dicha sustancia se debe seleccionar de tal manera que se reduzca al mínimo la eliminación del ozono atmosférico

Los sustitutos de los CFC y de los HCF provienen de la misma familia pero con potenciales más bajos de agotamiento de la capa de ozono atmosférica y de calentamiento global. Uno de los productores más grandes del mundo de CFC, ha desarrollado el CFC-134a, una sustancia libre del tipo de cloro que se deteriora antes de alcanzar la Estratosfera y que permitirá reemplazar los R-11, R-12, R-13, el Halon 1211 y el Halon 1301. A pesar que el CFC-134a es costoso y que el cambio a estos compuestos ha significado entre 1.993 y 1.994 más de un billón de dólares a la industria automotriz mundial; los acuerdos internacionales para la protección del ambiente y las regulaciones de la ASHRAE (Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Acondicionamiento de Aire) y de la EPA (Agencia para la Protección del Ambiente) han exigido a partir de 1.995 la utilización del CFC-134a en los compresores industriales de refrigeración.

El hombre aún está a tiempo de evitar su autodestrucción mediante la implantación de nuevas tecnologías que conduzcan a la conservación de un ambiente limpio que garantice el ciclo normal del desarrollo de los seres vivos que habitan la tierra. Debemos tener presente, siempre que observemos emisiones de gases contaminantes, ya sea que provengan de procesos industriales, vehículos, quemas de bosques, etc, que se está atentando contra nuestra integridad y la de los hijos de nuestros hijos, y que por lo tanto urge una solución definitiva a este problema. Controlar la contaminación del aire es costoso, pero imprescindible. No podemos permitir que la tecnología nos destruya, sino que por el contrario debemos abogar para que cumpla con la misión para la cual fue desarrollada como es la de ayudar a que los seres vivos prolonguen su existencia dentro de un mundo más placentero y seguro.

INQUIETUDES DE NUESTROS SUSCRIPTORES

Efectivamente los PAG's puros no se pueden utilizar para servicio de aire comprimido en ninguno de sus grados ISO de viscosidad (32 hasta el 680) debido a que en presencia de humedad causan problemas críticos de corrosión en las tuberías de material de cobre, sin embargo cuando se formulan con Esterés, Diésteres, Poliolésteres y Pentaeritritoles si se pueden utilizar bajo estas condiciones y presentan un excelente desempeño. En caso de que no se tengan disponibles este tipo de aceites y se desee utilizar aceites sintéticos en la lubricación de compresores donde haya presencia de humedad y material de cobre se puede optar por la utilización de aceites sintéticos del tipo PAO. Los PAG´s puros se han utilizado con éxito en sistemas de aire comprimido cuando el ambiente es seco y los equipos no tienen partes ó tuberías de latón, bronce, cobre galvanizado, admiralty ó metal muntz.

Cada aplicación con los aceites sintéticos del tipo PAG puro debe estudiarse cuidadosamente, su mejor desempeño se halla en aplicaciones para lubricación industrial especial donde se tengan altas cargas y elevadas temperaturas (condiciones de lubricación EHL); en compresores que comprimen gases como el hidrógeno, etileno, polietileno, polipropileno, gas natural, CO2, gas de refinerías y de plantas petroquímicas. La ventaja principal de estos aceites es su bajo coeficiente de fricción, su alto índice de viscosidad y el hecho de no formar carbón cuando se degradan ó se queman. Los PAG's puros tienen un espectro muy amplio de aplicaciones y los solubles en agua se usan como fluidos hidráulicos, fluidos ignífugos, fluidos para tratamientos térmicos y en aplicaciones de cuidado personal.

En el caso que se plantea del desgaste erosivo y abrasivo del mecanismo de disparo de los telares ocasionado por las partículas de cobre que se desprendieron de los tubos de cobre como resultado de la reacción de las trazas del aceite sintético del tipo PAG en presencia de humedad con el material de cobre es perfectamente factible. Es muy importante en casos como éste, garantizar que no se utilicen aceites sintéticos del tipo PAG puro y que los separadores de aceite trabajen correctamente y ojalá con una eficiencia del 100%.

Esta pregunta fue respondida por el ingeniero Julio de La Roche autor del articulo LUBRICANTES SINTÉTICOS DEL TIPO PAG PARA COMPRESORES DE AIRE. - INGENIEROS DE LUBRICACIÓN LTDA -