Comprendiendo las Sustancias Perfluoroalquil y Polifluoroalquil (PFAS)

Los PFAS son una clase de productos químicos conocidos por su alta estabilidad química y propiedades tensioactivas, ampliamente utilizados en varios sectores industriales, incluyendo la fabricación de semiconductores, el trabajo de metales y la producción de lubricantes. Debido a sus características hidrofóbicas y oleofóbicas únicas, se ha considerado que los PFAS son esenciales para mejorar la eficiencia de los procesos de mecanizado y la calidad del producto. Sin embargo, su alta estabilidad y persistencia han suscitado preocupaciones ambientales y de salud significativas.

En el trabajo de metales, los PFAS se añaden comúnmente a los fluidos de corte y lubricantes como tensioactivos para mejorar los efectos de enfriamiento y lubricación. La estructura de cadena de fluorocarbono de los PFAS les permite formar películas estables en las superficies metálicas, reduciendo la fricción y el desgaste, lo que a su vez prolonga la vida útil de las herramientas y mejora la precisión del mecanizado.

Por ejemplo, el sulfonato de perfluorooctano (PFOS) y el sulfonato de perfluorohexano (PFHxS) se han utilizado ampliamente en varios fluidos de corte de metales y formulaciones de lubricantes para mejorar las propiedades anti-corrosión y de lubricación. Además, estos compuestos pueden permanecer estables bajo condiciones extremas como altas temperaturas y presiones, lo cual es particularmente importante para el mecanizado de precisión en industrias como la aeroespacial y la fabricación de dispositivos médicos.

La eliminación gradual de los PFAS

El uso de PFAS en el trabajo de metales y lubricantes también presenta riesgos potenciales para el medio ambiente y la salud. Estas sustancias son extremadamente difíciles de degradar, tienen propiedades bioacumulativas y pueden entrar en cuerpos de agua naturales a través de la descarga de aguas residuales. Los fluidos de desecho, los fluidos de corte y los refrigerantes utilizados en el trabajo de metales a menudo contienen cantidades significativas de PFAS.

Si no se tratan adecuadamente, estos compuestos fluorados pueden contaminar aún más el suelo y las aguas subterráneas, representando amenazas para los ecosistemas y la salud humana. Los estudios han demostrado que los PFAS pueden alterar el sistema endocrino humano y están asociados con diversos problemas de salud, incluidos el cáncer, el deterioro del sistema inmunológico y problemas reproductivos.

A medida que aumentan las preocupaciones globales sobre el impacto ambiental de los PFAS, muchos países y regiones han comenzado a endurecer las regulaciones sobre estos compuestos. La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) ha incluido el PFOS, el ácido perfluorooctanoico (PFOA) y sus derivados bajo la Ley de Control de Sustancias Tóxicas, exigiendo una reducción en su uso en procesos industriales o la búsqueda de alternativas.

La Unión Europea también ha impuesto estrictas restricciones sobre el uso de diversas sustancias PFAS bajo la Convención de Estocolmo para minimizar sus impactos ambientales y en la salud. Estas medidas regulatorias han llevado a la industria metalúrgica a buscar alternativas libres de PFAS y formulaciones de fluidos de corte y lubricantes más ecológicos.

Lubricantes libres de PFAS en el trabajo de metales

En la formulación de lubricantes para metalurgia, las alternativas libres de PFAS están ganando atención. Estas alternativas tienen como objetivo reducir o eliminar el uso de PFAS, disminuyendo así el riesgo de contaminación ambiental. Algunas tecnologías alternativas, como los lubricantes a base de plantas y los lubricantes de éster sintético, no solo ofrecen propiedades similares de anti-óxido y lubricación, sino que también tienen una mejor biodegradabilidad y compatibilidad ambiental. Sin embargo, el costo y los requisitos técnicos de estas alternativas siguen siendo un desafío, lo que requiere más investigación y desarrollo para garantizar su rendimiento y estabilidad en diferentes aplicaciones industriales.

Para el tratamiento de aguas residuales de la metalurgia, los métodos tradicionales de tratamiento físico y químico, como la coagulación, la sedimentación y las reacciones redox, no son del todo efectivos para eliminar los PFAS. Estudios recientes han demostrado que las tecnologías de tratamiento avanzadas, como los procesos de oxidación avanzada (POAs), la filtración por membrana y las técnicas de adsorción (por ejemplo, la adsorción de carbón activado y resina), ofrecen una mayor eficiencia en la eliminación de estos contaminantes orgánicos persistentes. Sin embargo, la aplicación de estas tecnologías debe considerar el costo, el consumo de energía y los requisitos operativos, y requieren una mayor optimización y validación.

El uso de PFAS en el trabajo de metales y lubricantes destaca sus ventajas en el rendimiento industrial, pero también conlleva riesgos ambientales y para la salud. A medida que aumenta la conciencia ambiental y se endurecen las regulaciones, la industria enfrenta la presión de reducir el uso de PFAS, buscar alternativas y mejorar las tecnologías de tratamiento de aguas residuales. En el futuro, las innovaciones en el trabajo de metales deberán equilibrar la eficiencia y los requisitos ambientales, promoviendo una transformación industrial sostenible.

◆ Cita de: Springer Nature

◆ Fuente: https://rdcu.be/dSOkJ