Analisis polimeros

La investigación científica juega un papel importante en la síntesis de nuevos compuestos, ya que es ahí donde se estudia a nivel molecular la interacción de compuestos del carbono para obtener los plásticos, colorantes, pinturas, cosméticos, emulsionantes, lubricantes y solventes que hoy en día conocemos y empleamos en nuestra vida diaria. Todo suena increíble, existe un avance tecnológico, la síntesis de nuevos compuestos propicia un bienestar y una mejora en la calidad de vida. No obstante, existe un factor el cual no le hemos dado la importancia que se merece, dicho factor es “El impacto ambiental de aquellos compuestos orgánicos, específicamente del grupo de las aminas, isocianatos y fosgeno”.

1.-AMINAS.

1.1.- Aminas empleadas en el proceso de captura de CO2.

En la captura de CO2 después de la combustión basada en la absorción de aminas, el CO2 se elimina mediante un proceso de absorción química que consiste en exponer una corriente de gases de combustión a una solución acuosa de aminas. El CO2 reacciona con las aminas para formar una sal de carbonato soluble. Esta reacción es reversible y el CO2 puede liberarse calentando la solución con la sal de carbonato en una columna de extracción separada como se ilustra en la figura 1.[pic 1][pic 2][pic 3]

Algunas de las aminas más comúnmente utilizadas en la captura de CO2 son la monoetanolamina (MEA), la metildietanolamina (MDEA), el 2-Amino-2-metilpropanol (AMP), piperazina (PIPA), diglicolamina (DGA), dietanolamina (DEA) y di-isopropanolamina (DIPA). Las fórmulas químicas de estas aminas se muestran en la Figura 2.[pic 4]

Existen tres mecanismos diferentes para la degradación de las aminas y tienen lugar en tres fases del proceso de captura de CO2. Estos mecanismos dependen del tipo de amina que se utilice:

• La degradación oxidativa, que tiene lugar principalmente en el absorbedor;            
• La degradación térmica, que tiene lugar principalmente en el proceso de extracción;
• Degradación atmosférica, que son las aminas emitidas a la atmósfera las que se degradan.

1.2.- Impacto Ambiental de las aminas más representativas.

Las aminas utilizadas para la captura de CO2 se reciclan, pero una parte menor de las aminas se degrada o se emite al aire. Las aminas emitidas son inestables en el entorno natural, y las aminas emitidas pueden degradarse en algunas sustancias peligrosas que son tóxicas y representan un riesgo considerable. Estos productos de degradación incluyen aldehídos, amidas, nitrosaminas y nitraminas, mostradas en la Figura 3. [pic 5][pic 6]

Las aminas emitidas a la atmósfera desde una instalación de captura de CO2 se adsorberán en las gotas de agua generadas por el depurador y en las gotas de líquido fresco formadas a partir de los gases de combustión, o simplemente entran en la atmósfera como una fase gaseosa de aminas. Las aminas reaccionarán a diferentes productos de degradación en la atmósfera o formarán gotas de lluvia que bajarán a la tierra (suelo, ríos lagos u océanos).

Las aminas emitidas al medio marino suelen sufrir una biodegradación en la que se convierten en componentes inofensivos, pero la biodegradabilidad de las diferentes aminas varía mucho, como se muestra en la Figura 4. La biodegradabilidad de las aminas está representada por las barras moradas en esta figura, y cuanto más largas sean las barras, mayor será la biodegradación y, por tanto, menor el riesgo de impacto ambiental.  La línea roja representa la biodegradación más baja aceptable para un producto químico que se libera en el medio ambiente marino. En la figura se puede observar que varias de las aminas utilizadas en la captura de CO2, como la MDEA, la AMP, la DGA y la PIPA, tienen biodegradabilidades por debajo del valor más bajo valor aceptable.[pic 7][pic 8]

2.- ISOCIANATOS.

2.1.- Impacto ambiental de los isocianatos más representativos.

Los isocianatos son una familia de compuestos aromáticos y alifáticos de peso molecular relativamente bajo. El diisocianato de metilendifenilo (MDI) y el diisocianato de tolueno (TDI) son los principales diisocianatos utilizados en la fabricación de polímeros de poliuretano. Las pérdidas de MDI y TDI en el aire son muy bajas. Esto se debe en parte por su baja volatilidad y también por un cuidadoso control de todos los aspectos de su ciclo de vida: fabricación, transporte, uso y eliminación. Se fabrican en sistemas cerrados con control de todas las ventilaciones. Las pérdidas durante el transporte sólo se producen en derrames accidentales ocasionales, y la eliminación de los residuos es un proceso bien controlado. Por tanto, las únicas pérdidas significativas se producen durante su uso, que se produce principalmente en los procesos industriales, por ejemplo, en la producción de poliuretanos. Estas emisiones varían mucho en función de los equipos utilizados y de los detalles del proceso.[pic 9][pic 10]

El spray de espuma de poliuretano como todo elemento toxico puede tener un efecto perjudicial sobre el medio ambiente. La mayoría de los agentes espumantes que se emplean en el aislamiento de la espuma en aerosol contienen gases de poliuretano estos gases tienen efecto invernadero que son conocidos por tener su efecto negativo sobre la atmósfera.

En el área de pinturas, el empleo de disolventes orgánicos volátiles sintetizados a base de isocianatos, juegan un papel importante en el calentamiento global, específicamente con el famoso efecto invernadero, el debilitamiento de la capa de ozono, el smog fotoquímico y la lluvia ácida.

3.-  FOSGENO.

El fosgeno se fabrica a partir de una reacción de monóxido de carbono y gas cloro en presencia de carbón activado.  El fosgeno se utiliza en la fabricación de isocianatos, policarbonatos, pesticidas, tintes y productos farmacéuticos.[pic 11]

                                        3.1.- Impacto ambiental del fosgeno.

A temperaturas ambientales normales, la principal vía de degradación del fosgeno en el aire es la hidrólisis en fase gaseosa.  Sin embargo, incluso a niveles altos de niveles de humedad, el fosgeno en el aire sólo se degrada lentamente y es y es probable que sea persistente en la atmósfera y esté sujeto al transporte a larga distancia.[pic 12]

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