¿Cuál es el papel de los PFAS?

¿Sabías que las propiedades antiadherentes de las sartenes, la ropa impermeable y las alfombras resistentes a las manchas se consiguen gracias a los PFAS? ¿Que las cajas de palomitas de maíz, los paraguas y el protector solar pueden contener PFAS? Sí, estos químicos están presentes en muchos de los productos que usamos todos los días, recuerda la compañía Carel. De hecho, cada año se utilizan más de 850.000 toneladas de PFAS en sustancias, mezclas y artículos en el Espacio Económico Europeo (EEE). Sus propiedades típicas, como la inercia química, la resistencia a la radiación, la resistencia a la temperatura y la no inflamabilidad, entre otras, los hacen ideales para una amplia gama de aplicaciones en muchos sectores industriales, incluido HVAC/R.

Se les llama “químicos eternos” debido a que no se degradan fácilmente en el medio ambiente y son muy móviles en el agua 

El uso de PFAS se remonta a la década de los cincuenta. Sin embargo, estas sustancias comenzaron a atraer mayor atención pública desde finales de la década de 1990 y principios de la del 2000, cuando se publicaron los peligros y la presencia generalizada en el medio ambiente de dos PFAS, el ácido perfluorooctanoico (PFOA) y el ácido perfluorooctanosulfónico (PFOS). El uso de PFOA ya está prohibido en la UE mientras que el PFOS solo está permitido en algunas aplicaciones.

Estos días, a medida que aumenta el conocimiento de los efectos adversos sobre el medio ambiente y la salud humana de los PFAS, aumenta la atención al uso de estas sustancias. La preocupación está relacionada no solo con el PFOA y el PFOS, sino con todo el grupo de PFAS. En concreto, hay alrededor de 10.000 sustancias PFAS sintéticas, de las cuales más de 4.700 ya han sido identificadas por la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) con un número CAS2.

¿Por qué debería restringirse el uso de PFAS?

Los PFAS ingresan en el medio ambiente a través de emisiones durante la fabricación, el uso y la eliminación de desechos. Se les llama “químicos eternos” debido a que no se degradan fácilmente en el medio ambiente y son muy móviles en el agua. Esto significa que, una vez liberados, estos productos químicos tienden a migrar al agua y permanecer intactos durante largos períodos de tiempo. Solo en Europa, se han identificado más de 17.000 sitios de contaminación por PFAS, así como más de 2.000 sitios de presunta contaminación.

Los PFAS ingresan en el medio ambiente a través de emisiones durante la fabricación, el uso y la eliminación de desechos

Los efectos adversos de los PFAS en la salud humana incluyen niveles elevados de colesterol, sistemas inmunitarios debilitados, cáncer de riñón y de testículos y daños en el hígado, como lo demuestran varias pruebas científicas4. En términos de costes sanitarios anuales, se ha estimado que la exposición a estas sustancias en Europa cuesta entre 52.000 y 84.000 millones de euros desde 2019, según un informe del Consejo Nórdico.

En este contexto, el pasado mes de enero, las autoridades nacionales de Dinamarca, Alemania, Países Bajos, Noruega y Suecia presentaron una propuesta a la Agencia Europea de Sustancias Químicas (ECHA) para restringir el uso de PFAS bajo Reach, el Reglamento de Sustancias Químicas de la Unión Europea. Esta propuesta es una de las más amplias en la historia de la UE.

¿Qué son los PFAS?

PFAS significa "sustancias per- y polifluoroalquilo" e incluye cualquier sustancia que contenga al menos un átomo de carbono de metilo (CF3-) o metileno (-CF2-) completamente fluorado (sin H/Cl/Br/I adjunto). Cabe señalar que una sustancia que solo contiene los siguientes elementos estructurales está excluida del alcance de la Propuesta de Restricción:

CF3-X o X-CF2-X',

donde X = -OR o -NRR' y X' = metilo (-CH3), metileno (-CH2-), un grupo aromático, un grupo carbonilo (-C(O)-), -OR'', -SR' ' o –NR''R''', y donde R/R'/R''/R''' es un hidrógeno (-H), metilo (-CH3), metileno (-CH2-), un grupo aromático o un grupo carbonilo (-C(O)- ).

Los subgrupos de PFAS completamente degradables también se excluyen porque no cumplen con la preocupación subyacente de alta persistencia.

¿Qué PFAS se utilizan en HVAC/R?

Inicialmente, el enfoque del sector HVAC/R estaba en los refrigerantes fluorados, ya que la mayoría de ellos están sujetos a la Propuesta de Restricción, como se especifica a continuación. Sin embargo, hay otros componentes que se utilizan en equipos HVAC/R que se fabrican con PFAS, principalmente en electrónica y semiconductores.

La principal preocupación es la formación de ácido trifluoroacético (TFA) como producto de degradación, ya que el TFA es persistente en el medio ambiente

Algunos ejemplos de usos de PFAS en productos electrónicos y semiconductores son: alambres y cables (como aislantes), semiconductores (como revestimiento antirreflectante), cuchillas (para reducir la fricción) y equipos de comunicación 5G. 

En particular, los PFAS que se utilizan principalmente en estos productos y componentes son PTFE (comúnmente conocido como teflón), PFA, PVDF, ETFE y FEP. El PTFE es el fluoropolímero dominante, pero se espera que el PVDF y el FEP tengan una cuota de mercado creciente. El FEP se usa ampliamente en cables como cables LAN, así como en aplicaciones de fibra óptica y paneles solares.

Los PFAS también se utilizan en el proceso de producción de productos electrónicos, por ejemplo, como aditivos para lubricantes, como fotosensibilizadores para aumentar la fotosensibilidad o como fluidos de transferencia de calor para enfriamiento por inmersión o deposición de vapor químico.

En cuanto a los refrigerantes, está claro que el uso de los fluorados se verá muy afectado si se aprueba la Propuesta de Restricción de PFAS. La principal preocupación es la formación de ácido trifluoroacético (TFA) como producto de degradación, ya que el TFA es persistente en el medio ambiente.

Los refrigerantes puros definidos como PFAS son: R-125, R-134a, R-143a, R-1234yf, R-1234ze(E), R-1336mzz(E), R-1336mzz(Z), R-1224yd y R-1233zd(E). Si consideramos todas las mezclas que contienen estos refrigerantes, es evidente pensar que se prohibirían la mayoría de los refrigerantes actualmente en uso.

¿Existen alternativas a los PFAS en HVAC/R?

Las alternativas a los PFAS para la mayoría de los usos en electrónica y semiconductores son el monómero de etileno propileno dieno (EPDM), el caucho de nitrilo butadieno (NBR) y el nitrilo butadieno hidrogenado (HNBR), sustancias que ya se utilizan en algunas aplicaciones. Teniendo en cuenta estas y otras opciones, la conclusión de la Propuesta de Restricción es que no se necesitan exenciones para usos específicos en el sector de la electrónica, mientras que podría estar justificada una exención para la mayoría de los usos relacionados con el proceso de fabricación de semiconductores.

En cuanto a los refrigerantes, las principales alternativas a los refrigerantes sujetos a la restricción son los naturales, el R-32 y el R-152a. Todos ellos, excepto el R-744 (CO2), presentan el inconveniente de la inflamabilidad. Además, las restricciones de PFAS se sumarían a la regulación F-gas (actualmente en revisión), que incluye una reducción gradual de los refrigerantes fluorados, según la cual su comercialización en el mercado de la UE está sujeta a límites cuantitativos. 

El uso de PFOA ya está prohibido en la UE mientras que el PFOS solo está permitido en algunas aplicaciones

En este contexto, en la Propuesta de Restricción de PFAS se proponen las siguientes excepciones para refrigerantes: refrigeración a baja temperatura por debajo de -50°C, equipos de prueba y medición de laboratorio, centrífugas refrigeradas, mantenimiento y recarga de equipos HVAC/R existentes colocados en el mercado anteriormente y para los que no existen alternativas directas. Y equipos HVAC/R en edificios donde las normas de seguridad nacionales y los códigos de construcción prohíben el uso de alternativas.

Actualmente, la Propuesta de Restricción de PFAS está sujeta a consulta pública, hasta el 25 de septiembre de 2023. Esto nos da la oportunidad de indicar en qué casos sería más difícil (o imposible) reemplazar las sustancias PFAS, por ejemplo, por razones técnicas, económicas o de seguridad. Es posible que después de dicho período se agreguen nuevas exenciones a la Propuesta de Restricción.

Por lo tanto, podemos concluir que los PFAS son actualmente esenciales en el sector HVAC/R. Sin embargo, es probable que se encuentren nuevas soluciones en los próximos años, considerando las posibles restricciones y la preocupación que se creará entre los consumidores. ¡Contribuyamos nosotros también a la eliminación de “los químicos eternos”!