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FORMALDEHIDOOBTENCIN, USOS E IMPACTO AMBIENTAL DEL FORMALDEHDO.Isis Avedoy Cortez.Nelly Anahi cuevas ocampo.

El formaldehdo o metanal es un compuesto qumico, especficamente un aldehdo (el ms simple de ellos) es altamente voltil y muy inflamable, de frmula H2C=O. Fue descubierto en 1867 por el qumico alemn August Wilhelm von Hofmann. Se obtiene por oxidacin cataltica del alcohol metlicoSINTESIS INDUSTRIAL La sntesis industrial del metanal se basa en la oxidacin cataltica y semiparcial del metanol (H3COH), xidos de metales (habitualmente una mezcla de xido de hierro, molibdeno y vanadio) o la conversin de metanol en hidrgeno elemental y formaldehdo en presencia de plata elemental.Pequeas cantidades de formaldehdo se liberan tambin en la combustin incompleta de diversos materiales orgnicos como tambin en algunos inorgnicos como los plsticos y los polmeros. As se encuentran concentraciones importantes por ejemplo en el humo de tabaco.

Usos del formaldehidoSe utiliza en la produccin de diversos productos, desde medicamentos hasta la melamina, la baquelita etc.Antiguamente se utilizaba una disolucin del 35% de formaldehdo en agua como desinfectante. En la actualidad se lo utiliza para la conservacin de muestras biolgicas y cadveres frescos, generalmente en una dilucin al 5% en agua.Otro uso es la fabricacin de textiles libres de arrugas o desarrugados.En stas el contenido en metanal libre poda alcanzar hasta el 2% del peso total del textil como es en la mayora de los casos en otros no. Actualmente se ha bajado el contenido y si supera el 0,15% ste debe ser declarado en la etiqueta con la recomendacin de lavar la prenda antes de usarla, debido a su gran toxicidad al combinarse con tomos ionizados negativamente libres en el ambiente bajo C.N.P.T (condiciones normales de presin y temperatura).

An se utiliza como conservante en la formulacin de algunos cosmticos y productos de higiene personal como champes, cremas para bao, sales iodicas para la higiene ntima femenina. Se esta utilizando tambin en los famosos Alisados permanentes, pero su uso en estos productos se ha prohibido ya en algunos pases debido al alto riesgo para la salud de quien trabaja con ellos habitualmente.Adems se usa en sntesis orgnica, para producir abonos, papel, madera contrachapada, resinas de urea-formaldehdo, colorantes explosivos, y en la fabricacin de extintores de incendio entre otros usos.

Obtencin de formaldehdoEl formaldehdo ha sido fabricado y contina siendo fabricado a partir del metanol.Al final de la segunda guerra mundial en Estados Unidos se produca el 20% del formaldehdo en fase gaseosa por oxidacin no cataltica del propano y del butano. Este proceso produca un amplio espectro de co-productos que requeran un costoso proceso de separacin por lo que el proceso a partir del metanol es preferido.La mayora del formaldehdo comercializado es producido a partir del metanol y el aire.Como la mezcla aire metanol es inflamable en una concentracin de metanol que vara del 6% a 25% o del 9% al 37% en volumen de acuerdo a la presin y temperatura en la que se encuentre la mezcla.En la produccin de formaldehdo a partir del metanol, la materia prima es el gas de sntesis que se obtiene del metano.Diagrama de obtencion:

Reacciones para llevar a cabo el procedimiento:CH4+ H2O CO + 3 H23 CH4+ CO2+ 2 H24 CO + 8 H22 H2+ COCH3OHCH2OH + O2HCHO + H2OCH3OHHCHO + H2

El proceso puede ser llevado a cabo de dos maneras:Por sobre el lmite superior (con exceso de metanol en la mezcla aire metanol). Estos procesos se llevan a cabo con catalizadores de plata.Por debajo del lmite inferior (con exceso de aire). Estos procesos se llevan a cabo con catalizadores de xidos de metales, generalmente catalizadores de acero - xido de molibdeno.A continuacin se desarrollan estas dos maneras de obtener formaldehdo y se mencionan algunas variantes dentro de cada una de ellas.

Proceso con catalizador de plata.En las primeras plantas de la fabricacin de formaldehdo el metanol era oxidado por medio del uso de catalizadores de cobre, que han sido casi completamente reemplazados por catalizadores de plata. La reaccin cataltica de oxidacin ocurre a presin atmosfrica y a una temperatura que ronda entre los 600C y 650C y puede ser representada por dos reacciones que ocurren simultneamente.CH2OH + O2HCHO + H2O DH = -156 KJCH3OHHCHO + H2DH = 85 KJEntre el 50% y el 60% es formado por la primera reaccin, que es exotrmica, y el resto por la segunda reaccin, que es endotrmica.En resultado neto de ambas reacciones es una reaccin exotrmica.El monxido y dixido de carbono y el cido frmico son subproductos causados por otras reacciones.

Proceso con catalizadores con xidos de metales.La oxidacin del metanol a formaldehdo con catalizador de pentxido de vanadio fue el primero de estos catalizadores y fue patentado en 1921, seguido en 1933 por la patente de un catalizador de acero - xido de molibdeno, el cual es el mas usado actualmente. Estos catalizadores han sido mejorados por el agregado de xido de otros metales y mtodos de activacin y preparacin. En 1952 fue puesta en operacin la primera planta usando un catalizador de acero - xido de molibdeno. Se estima que el 70% de la capacidad productiva instalada usa este catalizadores formados por xidos de metales.A diferencia con el proceso con catalizador de plata, todo el formaldehdo es obtenido por medio de reacciones exotrmicas a presin atmosfrica y a una temperatura entre los 300C y los 400C. Con un apropiado control de la temperatura una conversin del metanol mayor a un 99% puede ser mantenida. Los subproductos no deseados son monxido de carbono y cido frmico. En el proceso hay prdidas fsicas y pequeas cantidades de metanol en el producto final por lo que el rendimiento global del metanol vara entre el 88% y 92% en peso, levemente superior al que se puede obtener en un proceso con catalizadores de plata.

Desarrollo de nuevos procesos.Ha habido grandes esfuerzos de investigacin para el desarrollo de nuevos procesos de obtencin de formaldehdo, estos esfuerzos no han an generado tecnologas aplicables industrialmente por ninguno de los mtodos que a continuacin se comentan:Obtencin del formaldehdo a partir del metano por oxidacin parcial. Lo que motiva el estudio de este proceso es la posibilidad de bajar los costos de las materias primas dado que se evitara el proceso de obtener el metanol que se obtiene del metano.Obtencin de formaldehdo por deshidrogenacin del metanol el cual produce formaldehdo anhdrido o altamente concentrado. Para ciertos usuarios de formaldehdo, la minimizacin de agua en la alimentacin reduce los costos totales de energa, generacin de efluentes y prdidas al proveer condiciones ms deseables de reaccin.

Impacto ambiental del formaldehdo.El formaldehdo sigue siendo una de las sustancias ms utilizadas en los centros sanitarios, como desinfectante y conservante, pero dado su carcter irritante y a ser considerado posible cancergeno (UE: R40 y Categora 3 y ACGIH: A2), ha provocado una preocupacin importante, tanto entre los trabajadores de las reas en que su uso es habitual como en los servicios de prevencin. Para ello se ha creado la necesidad de iniciar programas destinados a valorar y reducir la concentracin ambiental presente de formaldehdo en las reas del hospital en las que se usa ms extensamente. De aqu, que continuamente se estn introduciendo nuevos elementos que ayuden en la disminucin de los niveles ambientales de dicha sustancia. La presencia de formaldehdo en aire es una de las causas ms habituales de una malacalidad del aire interior, sin olvidar sus potenciales efectos nocivos a largo plazo sobre lasalud de las personas expuestas, an a bajas concentraciones. El origen de dicha presencia, aparte de los casos en que se utiliza directamente, normalmente en disolucinen agua y un estabilizante (formol), es su emisin por parte de elementos constructivos odecorativos, principalmente tableros de partculas derivados de la madera, que formanparte de los muebles de oficina y se emplean como paneles en la decoracin de paredes yseparacin de espacios, principalmente.

Ello es debido a la descomposicin (o curado defectuoso) de las resinas empleadas para el apelmazamiento del polvo de madera que es un componente bsico de estos tableros as como de otros productos.

Caractersticas y propiedades del formaldehdoEl formadehdo (HCHO) es un gas incoloro de olor sofocante, muy soluble en agua, en la cual polimeriza rpidamente.La facilidad de polimerizacin hace que se emplee como componente de muchas resinas: fenolformaldehdo, urea-formaldehdo, poliacetales, melamina, etc., siendo, como se ha dicho antes, todos estos productos fuentes potenciales de exposicin a formaldehdo.A bajas concentraciones el formaldehdo provoca irritacin ocular, del tracto respiratorio yde la piel. La inhalacin de formaldehdo a altas concentraciones provoca severa irritacin del tracto respiratorio, llegando a provocar incluso la muerte. Sin embargo, la caracterstica de toxicidad ms importante es su consideracin como cancergeno de categora 3.El formaldehdo est clasificado como txico, y tiene asignadas las frases R: 23/24/25-34-40-43 y S: (1/2)26 36/37-45-51R 23/24/25: Txico por inhalacin, en contacto con la piel y por ingestin.R 34: Provoca quemaduras.R 40: Posibilidad de efectos irreversibles.R 43: Posibilidad de sensibilizacin en contacto con la piel.S 1/2: Consrvese bajo llave y mantngase fuera del alcance de los nios.S 26: En caso de contacto con los ojos, lvense inmediatamente y abundantemente con agua y acdase a un mdico.S 36/37: sese indumentaria protectora adecuada y sense guantes adecuados.S 45: En caso de accidente o malestar, acdase inmediatamente al mdico (si es posible, mustrele la etiqueta).S 51: sese nicamente en lugares bien ventilados.Los valores lmite ambientales establecidos por los criterios de valoracin se han idoreduciendo estos ltimos aos, en relacin directa con los hallazgos epidemiolgicos queasocian cada vez con mayor certeza la exposicin a formaldehdo a la aparicin de ciertostipos de cnceres.Por otro lado, est clasificado en el grupo 2A (probable cancergeno humano) de laInternational Agency on the Research of Cancer (IARC). La Organizacin Mundial de laSalud (OMS) recomienda, como valor de calidad de aire, no superar los 100 g/m3 para un tiempo promedio de 30 minutos con el fin de evitar quejas de personas sensibles por problemas de irritacin y de olor.Valoracin ambiental de formaldehdoExisten diferentes procedimientos para la determinacin de la presencia de formaldehdo en aire que se citan a continuacin.Mtodos directos.Tubos colorimtricos. Los hay de diferentes marcas. Sirven como medida aproximada ya que su nivel de precisin es del 25/35%. Su sensibilidad es del orden de 0,2 0,3 mg/m3.Mtodos de captacin activaMtodo colorimtrico:La captacin se lleva a cabo con un borboteador conteniendo agua o solucin de bisulfitosdico, a un caudal de 1 l/min durante 30 minutos. El procedimento analtico es porEspectrofotometra UV-VIS con un margen de trabajo de 0,12 mg/m3 y con unasensibilidad de 0,015 mg/m3.Mtodo de cromatografa de gasesLa captacin se lleva a cabo con un tubo absorbente conteniendo 10% de 2-hidroximetilpiperidina en XAD-2 (2 secciones: 120mg + 60mg) a un caudal entre 0,01 y0,10 l/min durante 100 minutos. El margen de trabajo es de 0,3 a 20 mg/m3 para unamuestra de 10 l de aire, siendo la sensibilidad de 0,1 mg/m3 .Mtodo de cromatografa lquida de alta resolucin (HPLC)La captacin se lleva a cabo con cartuchos seppack de slice impregnada con 2,4-dinitrofenilhidracina a un caudal entre 0,5 y 1l/min durante 15-20 min. El margen de trabajo es de 0,1 a 4 mg/m3 , para un volumen de 10 l y la sensibilidad es 2 g/m3.Mtodos de captacin por difusinMtodo colorimtricoLa captacin se lleva acabo mediante un filtro impregnado con bisulfito sdico. El procedimiento analtico es por Espectrofotometra de UV-VIS con un margen de trabajo de 1-88 mg/m3 para tiempos de exposicin entre 1 hora y una semana, con una sensibilidad de 0,125 mg/m3 para 8 horas de muestreo.Mtodo cromatografa lquida de alta resolucin (HPLC).La captacin se lleva a cabo con un filtro impregnado con 2-4 dinitrofenilhidracina (GMD).El margen de trabajo es de 0,1-4 mg/m3 , para tiempos de exposicin entre 15 min y 8 horas y la sensibilidad es de 2 g/m3.Bibliografia:http://es.wikipedia.org/wiki/Formaldeh%C3%ADdohttp://www.textoscientificos.com/quimica/formaldehido/obtencion http://www.mapfre.com/documentacion/publico/i18n/catalogo_imagenes/grupo.cmd?path=1059732http://www.mapfre.com/documentacion/publico/i18n/catalogo_imagenes/grupo.cmd?path=1031789