Clorofluorocarbur

Els clorofluorocarburs (CFC), clorofluorocarbonos o gasos clorofluorocarbonados són derivats dels hidrocarburs saturats obtinguts per mig de la substitució d'àtoms d'hidrogen per àtoms de flúor i/o clor principalment.

Els CFC, són una família de gasos que s'ampren en diverses aplicacions, principalment en l'indústria de la refrigeració, i de propelente d'aerosols. Estan també presents en aïllants tèrmics. Els CFC tenen una gran persistència en l'atmòsfera, de 51 a més o menys 200 anys. En el pas del temps alcancen l'estratosfera, a on es disocian per acció de la radiació ultravioleta, lliberant el clor i est, comença en el procés de destrucció de la capa ozon. CFC és el nom genèric d'un grup de composts que contenen clor, flúor i carbono, utilisats com a agents que produïxen fret i com a gasos propulsors en els aerosols . Les seues múltiples aplicacions, la seua volatilitat i la seua estabilitat química provoquen la seua acumulació en l'alta atmòsfera, a on la seua presència, és causant de la destrucció de la capa protectora d'ozon.

Archiu:Chlorofluorocarbons (space-filling representation).jpg

Molèculas de CFC obtingudes per la substitució d'àtoms d'hidrogen per àtoms de flúor o clor

Actualment se sap que l'aparició de el "forat" d'ozon sobre l'Antàrtida surest, al començament de la primavera austral, està relacionada en la fotoquímica dels CFC presents en diversos productes comercials (freón, aerosols, pintures, etc).

Tipos de CFC segons la seua comercialisació

• El CFC-12 (Difluordiclorometano) és un gas a temperatura ambiente. Fins fa poc, es va utilisar extensament en acondicionadors d'aire d'automòvils, d'a on eren lliberats a l'atmòsfera durant el seu us i servici. Actualment s'utilisa un equip especial per a capturar els CFC (i els seus moderns substituts) quan els acondicionadors d'aire dels coches han finalisat el seu servici.

Despuix de la Primera Guerra Mundial es va descobrir que vaporizando el CFC-12 en estat líquit, est podia utilisar-se per a crear bombetes en plàstics de bromera rígits. Les diminutes bombetes embebidas de CF₂Cl₂ fan que estos productes siguen bons aïllants tèrmics, ya que este gas és un pobre conductor de calor. No obstant, el CFC-12 es llibera immediatament durant la formació de les làmines de bromera, com les fonts blanques utilisades per a envasar productes de carn fresca, i anteriorment per a contindre hamburgueses en restaurants de menjar ràpit.

• El compost CFCl₃ (Fluortriclorometano) , cridat CFC-11, és un líquit que hervir a temperatura propenca a l'ambiental. El CFC-11 es va utilisar per a formar forats en productes de bromera blana, com a coixins, estores acolchadas, coixins i assents i farcidures en coches. Este compost també ha segut aplicat per a fer productes de bromera d'uretano rígit usats com a aïllants en neveres, congeladors i en alguns edificis. L'utilisació de productes de bromera aïllants va aumentar en l'últim quarto de sigle per l'interés sobre la conservació d'energia.

• L'atre CFC que origina gran preocupació ambiental és l'1,2-dicloro-1,1,2,2-tetrafluoroetano, cridat CFC-114. Este compost ha segut utilisat àmpliament per a netejar el greix, el pegament i els residus de soldadura en panels de circuit electrònics despuix de la seua fabricació, consumint-se prop de 2 quilograms per metro quadrat. Molts fabricants han canviat els seus processos de fabricació en la finalitat de no utilisar cap tipo de líquit de neteja. Els CFC no posseïxen cap sumidero troposfèric de tal manera que totes les seues molècules ascendixen a l'estratosfera. Este procés de transport vertical en l'atmòsfera no està afectat pel fet de que la massa d'estes molècules siguen major que la massa promig del nitrogen i del oxigen en li aire, ya que la força diferencial de gravetat és molt menor que la deguda a la de les constants colisions d'atres molècules que aleatorizan les direccions de molècules, inclús les passades. Per mig d'este transport, les molècules de CFC, finalment, migran a les parts miges i altes de l'estratosfera a on hi ha suficient UV-C de la llum solar encara no filtrada per a descompondre fotoquímicamente dites molècules, lliberant d'esta manera àtoms de clor.

• El tetracloruro de carbono o tetraclorometano, CCl₄, és una substància disminuidora d'ozon (SDO). Comercialment, s'ha utilisat com a dissolvent i com a intermig en la fabricació de CFC-11 i CFC-12, perdent-se certa cantitat cap a l'atmòsfera durant la seua producció. La seua aplicació com a dissolvent en la neteja en sec ha segut interromput en la major part dels països desenrollats, encara que fins a molt recentment la seua pràctica encara continuava en molts atres països.

• El metilcloroformo, CH₃--CCl₃, o 1,1,1- tricloroetano, va ser produït en grans cantitats i utilisat en la neteja de metals, de tal manera que una gran part es va lliberar a l'atmòsfera. Encara que, prop de la mitat d'esta cantitat ha segut eliminada de la troposfera per reacció en el radical hidroxilo, el restant sobreviu suficient temps com per a migrar cap a l'estratosfera. En l'actualitat el metilcloroformo i el tetracloruro de carbono contribuïxen, conjuntament, en prop de la mitat de la contribució dels CFC al clor de l'estratosfera.

Degradació de la capa d'ozon

S'ha propost que el mecanisme a través del com els CFC ataquen la capa d'ozon és una reacció fotoquímica: en incidir la llum sobre la molècula de CFC, es llibera un àtom de clor en un electró lliure, denominat radical clor, molt reactiu i en gran afinitat per l'ozon, que trenca la molècula este últim. La reacció seria catalítica; la teoria proposta estima que un sol àtom de clor destruiria fins a 100 000 molècules d'ozon. Alguns aleguen que CFC permaneix durant més de cent anys en les capes altes de l'atmòsfera, a on es troba l'ozon, pero açò és impossible ya que les molècules de CFC tenen un pes molecular que varia entre 121,1 i 137,51 mentres que la densitat de l'atmòsfera és 29.01, per lo que les escasses molècules de Freones que apleguen fins a la estratósfera cauen en poc temps de tornada cap a terra.

Els estudis de Fatbian, Borders i Penkett (ref: P.Fabian, R. Borders, S.A. Penkett, et al., “Halocarbons in the Stratosphere.” Nature, pp. 733-736) varen demostrar que els Freones F-11 i F-12 alcançaven un màxim de 29 a 32 km d'altura, en a on les seues concentracions varien entre 0,1 a 10 ppb (parts de billó). Considerant que l'energia necessària per a que la radiació UV disocie a la molècula de CFC té que ser igual o major que la de la banda UV-C (286-40 nanómetros), i esta radiació és totalment absorbida per l'oxigen més dalt dels 45 km d'altura, la radiació necessària per a disociar als CFC no aplega fins a l'altura a on es troben les primeres molècules.

En 1987 es va firmar un acort internacional, el Protocol de Montreal relatiu a les substàncies destructores de la capa d'ozon”, per a controlar la producció i el consum de substàncies que destruïxen l'ozon. En este protocol es va establir l'any 1996 com data llímit per a abandonar totalment la producció i el consum de clorofluorocarburs en els països desenrollats. Els països en vies de desenroll disponen de 10 anys més per al compliment d'este requisit. També es varen establir controls per als halurs, el tetracloruro de carbono, el 1,1,1-tricloroetano (metil cloroform), els hidroclorofluorocarburos (HCFC), els hidrobromofluorocarburos (HBFC) i el bromur metílico. Estos productes químics solament es permeten per a usos essencials i sempre que no existixquen alternatives tècnica i econòmicament viables.

Per añadidura, l'eficàcia de la destrucció de l'ozon aumenta si estan presents núvols estratosféricas. Açò succeïx solament en la fredor de la nit polar, quan les temperatures descendixen a menys de 200 K i, en l'Antàrtic, a 180 K o menys. En la primavera antàrtica, fonamentalment en octubre i novembre, s'han registrat cantitats d'ozon notablement reduïdes i menguantes des de 1975. Este fenomen es coneix com el forat d'ozon. Quan el sol retorna, la pèrdua es recupera ràpidament.