La historia del aerosol ha sido de evolución y adaptabilidad de buscar siempre lo mejor. A partir de los años cincuenta y setentas, los clorofluorocarbonos (CFCs) hicieron que los aerosoles crecieran de manera exponencial. Después vinieron los estudios de Mario Molina, por lo que se tuvo que innovar con los con los Hidroclorofluorocarbonos (HCFCs), después vinieron los Hidrocarburos (HCs), pero tienen el ligero problema de los componentes orgánicos volátiles, entonces se trataron de idear con otras formas como los hidrofluorocarbonos (HFCs) e Hidrofluorocarburos (HFC) con menor potencial de calentamiento global y finalmente están las nuevas tecnologías que empiezan a salir que son Hydro-fluor-olefinas (HFO).
GENERACIONES
Poco a poco ha ido evolucionando el aerosol, cada vez ha ido impactando menos al medio ambiente, por ejemplo, la destrucción de la capa de ozono con los CFC altísimos, con los HCFCs es un poco más bajo y finalmente con los HFCs, los HCs e Hydro-fluor-olefinas ya estamos hablando de un cero impacto en la capa de ozono. El potencial del calentamiento global vemos que con los CFC era alto y se mantuvo alto en un buen tiempo hasta que se empezaron a usar los hidrocarburos, los HFC’s con bajo calentamiento global y las Hydro-fluor-olefinas.
CARACTERÍSTICAS DEL PROPELENTE IDEAL
Dentro de esta búsqueda, de la evolución de los propelentes, lo que se busca es tener uno ideal que cumpla con estas características:
– Que tenga un ODP, es decir, un potencial deterioro de la capa de ozono.
– Que no tenga potencial de calentamiento global.
– Que tenga baja inflamabilidad.
– Que no tenga componentes orgánicos volátiles.
– Que tenga baja inflamabilidad baja toxicidad y costo competitivo.
– Que al mismo tiempo tenga una estabilidad termodinámica química e hidrolítica.
Lamentablemente no existe el propelente ideal, porque hay unos que sólo tienen estas características: tienen baja toxicidad y tienen un costo competitivo, pero son inflamables y tienen componentes orgánicos volátiles, o hay unos que cumplen con todo esto, pero son muy caros. Ahí es donde entra la parte de las mezclas. Mezclando diferentes propelentes ya sea hidrocarburos (HCs), hidrofluorocarbonos (HFCs), o Hydro-fluor-olefinas, tratamos de acercarnos a la idealidad que cumpla con todas estas características y que sea estable en estos términos.
PROPIEDADES AMBIENTALES
Se pueden ver algunas propiedades ambientales a valorar lo de las generaciones de propelentes. Como podemos ver, la vida atmosférica ha ido disminuyendo considerablemente de 45 años que teníamos con los clorofluorocarbonos a 6 o 7 días, 15 días, 1.5 días, eso es debido a que los enlaces químicos ya se destruyen mucho antes de llegar a la capa de ozono.
Lo mismo sucede y este impacto directamente en la ODP (potencial de succión a la capa de ozono) y en el GWP (potencial de calentamiento global) y lo mismo sucede con los VOC (componentes orgánicos volátiles) que al principio no teníamos y ahora sí debido a que es algo muy común en los hidrocarburos.
LÍMITES DE INFLAMABILIDAD
Una alternativa muy buena que nos ha dado la ciencia, son los hidrocarburos y algunos componentes fluorados con bajo potencial de calentamiento global, que no dañan la capa de ozono, sin embargo, vemos que la inflamabilidad en los hidrocarburos es exacta y en estos componentes fluorados no es tan alta, pero sigue estando presente.
REFRIGERANTE 134a
Aquí es donde entra la parte de las mezclas. Hay componentes fluorados como el 134a que es un refrigerante de uso comercial para automóviles y puede ser una buena opción para la mezcla con hidrocarburos o con otros componentes fluorados, con el fin de lograr estabilidad química, además es no inflamable, por lo que, si lo mezclamos con hidrocarburos, se puede disminuir considerablemente la inflamabilidad de los aerosoles.
La desventaja del R134 es que ahora se está usando mucho para otras aplicaciones, solamente es para productos con muy alta presión. La opción ideal sería la opción HP152a que presenta todas estas características:
- Mayor densidad: No estamos hablando de una mayor densidad que es algo que nos da un mayor peso en la lata, por lo cual el consumidor no piensa que está vacía, sino que está comprando algo de una mayor calidad.
- Cero ODP y GWP: No tiene componentes orgánicos volátiles, por lo cual se puede exportar a los Estados Unidos especialmente a California, que tiene regulaciones muy estrictas con respecto a este tema.
- No VOC.
- Menor inflamabilidad.
- Azeótropos: Una mezcla azeótropica es aquélla que no se separa por métodos convencionales porque hay mezclas como un hidrocarburo con otro o un componente clorado con un hidrocarburo y si lo dejamos en reposo algún tiempo, las fases tienen a separarse, en cambio las mezclas azeótropicas van a ser constantes digamos que estamos hablando de un nuevo compuesto.
- No es tóxico, carcinogénico, mutagénico, ni teratogénico.
- Solublidad en agua y resistencia al hidrolisis.
MEZCLAS DE PROPELENTES
En la siguiente gráfica se puede ver cómo las mezclas con propelentes, con HP152 con este componente fluorado, generamos mezclas Azeótropicas con cada uno de los hidrocarburos más utilizados, que es el propano, el Isobutano y el n-Butano.
Podemos observar una de las características que más se busca en la industria es la presión del vapor, que sea alta a diferentes temperaturas. Con el propano podemos ver un aumento en la presión del vapor y con el que mayor se logra apreciar este aumento de presiones con el Isobutano. Con el n-Butano estamos hablando de casi más del doble lo que llega aumentar esta presión de vapor, lo cual nos da características mucho más deseables al momento de utilizarlo como propelente y al mismo tiempo, además de aumentar la presión de vapor, estamos disminuyendo los componentes orgánicos volátiles de las mezclas, que permite exportar a Estados Unidos y abrir más nuestros mercados.
También se habla de disminuir considerablemente la inflamabilidad de las mezclas.
Todo el mundo está preparado para utilizar hidrocarburos, hay instalaciones de primer grado y están hechas para manejar estos hidrocarburos, pero si se pudiera disminuir la inflamabilidad, sería muy bueno para el consumidor final. Se tendrían menos restricciones al momento de clasificarlo como un producto peligroso.
Estas mezclas de propelente son muy importantes, porque nos acercan a la idealidad. Nunca se va a tener un propelente ideal, pero estas mezclas pueden ayudar.
MEZCLAS DE PROPELENTES
Las características del espreado (cómo sale el producto al momento de ser rociado) dependiendo del porcentaje de HP152a en la mezcla, podemos tener una gran gama de tipos de espreado. Se puede tener desde el fino, hasta tipo chorro; cada una de estas tienen diferentes aplicaciones para diferentes tipos de productos.
NUEVA GENERACIÓN DE PROPELENTES
La nueva generación de propelentes en la que se ha estado trabajando, son conocidos como Hydro-fluor-olefinas que es una molécula con flúor, sin embargo, tiene un doble enlace que le permite tener una vida atmosférica mucho menor a cualquier otra molécula disponible comercialmente. Este doble enlace sufre una gran tensión y a pesar de estar en el sistema cerrado y en varias las mezclas, al momento de entrar al contacto con la atmósfera se destruye en cuestión de días. En esta generación de propelentes la más común es el HFO 1234Y, el cual está siendo usado por diferentes armadoras automotrices, usan ya estos refrigerantes en sus automóviles debido a las restricciones que se vienen en Europa y Estados Unidos en los próximos años donde ya no se va a poder utilizar coches con refrigerante convencionales.
Éste es el más común y éstos dos están en pleno desarrollo, al igual que con los otros productos clorados, como puede ser el 152a y el c34-a. También se pueden mezclar entre ellos y con otros hidrocarburos para obtener nuevas propiedades para bajar la inflamabilidad, para bajar los compuestos orgánicos volátiles y aumentar presión, etcétera.
NUEVOS SOLVENTES
Parte de estas mezclas incluyen los solventes, uno muy conocido y utilizado en sistemas de limpieza es el 141b que ya va de salida debido a las regulaciones es un Hidroclorofluorocarbono que todavía tiene cloro, sin embargo, ya se está trabajando en otras mezclas de HFCs y HFOs.
También existen HFOs disponibles para la parte de solventes y estos también se pueden mezclar entre sí para obtener con los propelentes las propiedades deseadas.
La Industria del aerosol se caracteriza por su adaptabilidad y su evolución, y en estos tiempos es evolución se va a ir dando mucho más rápido debido a la constante preocupación de las personas y de los gobiernos en cuanto al medio ambiente y eso conlleva a nuevas regulaciones. Eso nos lleva a que nos estamos adaptando continuamente y por eso estamos trabajando en ello.
