Uma equipe de cientistas da UNSW descobriu que alguns dos refrigerantes novos mais importantes quebram, em parte, em poluentes persistentes de gases de efeito estufa, incluindo compostos que foram proibidos internacionalmente. Os refrigerantes são produtos químicos que passam de um líquido para um gás-e vice-versa-e transferem calor no processo, que são usados para refrigeração e aquecimento e resfriamento internos. Os produtos químicos também são usados como propulsores de aerossol, retardadores de incêndio e na fabricação de plásticos espumosos.
O hidrofluoroolefins (HFOs), que reage rapidamente na atmosfera inferior, emergiram como o produto químico sintético para refrigerantes e são considerados uma alternativa mais ecológica aos seus antecessores químicos.
Embora se saiba que os HFOs se decompõem em produtos químicos como trifluoroacetaldeído, houve uma discussão persistente sobre se esse composto se decompõe ainda mais na fluorofórmica – o hidrofluorocarboneto mais ambientalmente prejudicial (HFC) que eles foram utilizados para substituir.
Um artigo liderado pelo Dr. Christopher Hansen, da UNSW Chemistry, e publicado no Jornal da American Chemical Society, demonstrou que os HFOs se decompõem em uma pequena quantidade de fluorofórmio. Esta nova pesquisa sugere que precisamos examinar mais de perto o impacto ambiental dos HFOs, levantando questões sobre sua segurança a longo prazo.
“Não entendemos completamente os impactos ambientais dos HFOs neste momento”, diz o Dr. Hansen. “Mas, diferentemente de exemplos anteriores, como os CFCs e a gasolina, estamos tentando descobrir as consequências da emissão em larga escala antes de potencialmente prejudicar o meio ambiente e a saúde humana de uma maneira irreversível. Estamos tentando mudar a maneira como a ciência introduz novos produtos”.
A história até agora
O orifício na camada de ozônio é resultado de atividades humanas que liberaram produtos químicos que destacam ozônio, incluindo clorofluorocarbonetos (CFCs)-alguns dos primeiros produtos químicos sintéticos usados como refrigerantes e em latas de aerossol.
Graças ao protocolo de Montreal, a sociedade começou a eliminá -los internacionalmente e eles foram amplamente substituídos por HFCs, que foram usados em escala world a partir de meados dos anos 90.
Embora os HFCs não causem depleção de camada de ozônio, eles acabaram sendo gases potentes de efeito estufa. “No remaining, os cientistas descobriram que 1 kg de fluorofórmio – um HFC que antes period usado hoje emitido hoje contribuirá para o aquecimento da superfície do planeta no próximo século, mais de 14.000 kg de dióxido de carbono”, diz o Dr. Hansen.
Depois de perceber o potencial extremo de aquecimento da estufa dos HFCs, sua faseout world começou em 2016.
Os HFOs, que têm uma vida útil atmosférica mais curta, agora são os principais substitutos sintéticos e estão sendo rapidamente proliferados como refrigerantes, agentes de espuma-como os usados em espuma isolante-e propulsores de aerossol.
Embora os cientistas conheçam algumas informações sobre as vias químicas da decomposição da HFO, houve um debate de longa knowledge sobre se eles realmente se dividem em alguns dos HFCs mais ambientais.
Experimentos simulando a atmosfera
Os HFOs são compostos de unidades químicas que são mais reativas do que seus colegas anteriores, para que não subam à atmosfera superior e se tornem gases de estufa de longa duração.
“Mas, como químicos, olhamos para as estruturas dessas moléculas e começamos a tentar imaginar o que elas são transformadas”, diz o Dr. Hansen. “Então, em vez de apenas ir, oh, isso tem apenas uma vida inteira de duas semanas, não pode ser um gás de efeito estufa, devemos ver no que se transformou.
“E a maioria dos químicos analisará essas estruturas e pode desenhar reações que realmente levam a HFCs”.
Mas confirmar se os HFOs se dividem em HFCs em baixos rendimentos requer experimentos difíceis e a maioria das técnicas e instrumentos existentes não possui sensibilidade e especificidade para fazê -lo.
O Dr. Hansen e sua equipe usaram várias técnicas, incluindo duas inventadas apenas para este estudo, para medir e avaliar a reação química em toda a gama de pressões esperadas na atmosfera.
“Utilizamos uma variedade de técnicas espectroscópicas para observar a reação. E criamos uma mistura de gás a várias pressões para simular uma atmosfera poluída com uma quantidade de rastreamento do produto de decomposição de HFO imediato. Depois, usamos um laser para simular os fótons que, de outra forma, viriam do sol, para dirigir a reação”, diz Dr Hansen.
Novos dados para modelos climáticos
Sabemos que os HFOs se decompõem em carbonilos fluorados, como trifluoroacetaldeído, com um rendimento até, ou maior que 100%. Isso significa que todas as moléculas de HFO se transformam no primeiro produto e, para alguns HFOs, você pode obter duas moléculas desse produto para cada molécula de HFO que quebra. Este estudo revela que a próxima etapa da reação, impulsionada pela luz, produz uma pequena quantidade de fluorofórmio a partir da decomposição de trifluoroacetaldeído. O fluorofórmio é o HFC com o maior potencial de aquecimento world.
“Demonstramos de maneira abrangente que alguns dos HFOs mais importantes se dividem nos HFCs e forneceram os primeiros dados científicos necessários para modelar e prever as consequências da emissão em larga escala”, diz o Dr. Hansen. “Embora a reação produza apenas uma pequena quantidade de fluorofórmio, o produto químico pode existir na atmosfera por até 200 anos e com um potencial de aquecimento world mais de 14000 vezes maior que o CO2, Um pequeno rendimento ainda pode ter um impacto significativo “.
Muitas crises atmosféricas nos pegaram de surpresa. “Pense que liderou a gasolina, os eventos letais de poluição do século XX, a crise do orifício de ozônio”, explica o Dr. Hansen. “Mas isso não foi porque nossos modelos não eram bons o suficiente, mas porque a química importante estava faltando nos modelos”, diz ele.
Agora, este estudo resolve uma controvérsia de longa knowledge e fornece os dados científicos e difíceis necessários para modelar e prever o impacto da emissão em larga escala de HFOs, antes que os formuladores de políticas possam precisar reagir a uma crise ambiental emergente.
Grupos de modelagem climática na UNSW, assim como cientistas em todo o mundo, agora estão prontos para inserir esses dados nos modelos, para ajudar a elaborar o impacto ambiental de continuar a usar HFOs.
“Embora as perguntas permaneçam, este artigo oferece evidências cruciais que devem informar as próximas etapas para abordar o impacto ambiental dos produtos químicos que liberamos na atmosfera”, diz Hansen.
O Dr. Hansen e sua equipe estão planejando um novo trabalho experimental. “Para este artigo, realizamos os experimentos em um único comprimento de onda, o comprimento de onda usado em estudos que atualmente estão orientando reguladores, indústria e governos”, diz ele. “Planejamos estudar essa química usando outros comprimentos de onda da luz, onde o rendimento pode ser maior ou menor”.
