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¿Cuales són los efectos de la silicona en la naturaleza?

Efectos de la silicona

Polímeros de silicona – Información Ambiental – Salud Medio Ambiente y Asuntos Regulatorios (HERA)

Muchos productos de consumo de silicona, o polidimetilsiloxano (PDMS), se utilizan de tal manera que les permite entrar en las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales.

Debido a que los polímeros de silicona (PDMS) son tan insolubles en agua, se deshacen en forma de lodo, no causando ningún efecto adverso en las operaciones de la planta de tratamiento [1]. El lodo es entonces destruido por incineración, enterrado en un vertedero, o esparcido en campos de golf, bosques y campos agrícolas como fertilizante. Esta última técnica de eliminación permite que el PDMS entre en el suelo.

En el suelo, el polímero PDMS puede hidrolizar a pequeños siloxanoles solubles en agua [2, 3, 4], siendo el producto final el dimetilsilanodiol monomérico (DMSD) [4, 5]. Esta hidrólisis es probablemente abiótica, ya que puede tardar meses o años en suelo húmedo, pero sólo días a medida que el suelo se seca [3, 6].

El fenómeno se ha documentado en una amplia gama de suelos de los Estados Unidos [7] y en 12 minerales comunes del suelo [8], lo que significa que el catalizador está muy extendido en la naturaleza.

Aunque estos experimentos se realizaron con PDMS puro, la incorporación de PDMS en lodos no impide la hidrólisis. Sin embargo, hace el proceso más gradual [9], posiblemente porque el PDMS primero debe difundir fuera de los lodos antes de que pueda entrar en contacto con las superficies del suelo y comenzar a hidrolizar.

Si el lodo se compostó por primera vez, el PDMS permanecerá intacto sin efecto en el proceso de compostaje [10], y luego se degradará después de que el compost se mezcle con el suelo.

Efectos de la silicona Efectos de la silicona


El producto de hidrólisis, DMSD, puede degradarse microbialmente a CO2 [5, 11, 12] y silicato inorgánico [13], este último debe fusionarse con el silicato ya presente en el suelo [14]. La producción de CO2 a partir de la degradación DMSD varió de 0,4-1,6% por semana [11].

Además, el DMSD se volatiliza a partir del suelo en aproximadamente 1-7% por semana [15], con las pérdidas más altas ocurriendo en los suelos arenosos. Estos mecanismos de pérdida sugieren que el DMSD no persistirá en el ambiente del suelo.

Por ejemplo, sólo se encontraron pequeñas cantidades de DMSD en los suelos después de la hidrólisis del lodo aplicado PDMS [9], mientras que un extenso programa de campo de monitoreo ha encontrado menos DMSD de lo esperado en suelos de lodos modificados mostrando la pérdida de PDMS [16].

Una vez en la atmósfera, el DMSD se espera que se degrade por las reacciones inducidas por la luz solar, al igual que otras siliconas volátiles [17, 18, 19]. Si se elimina el aire en la lluvia, el DMSD puede oxidarse en el agua mediante una reacción similar inducida por la luz solar [20], o puede oxidarse microbialmente en el suelo [5].

No se espera movimiento descendente a través del perfil del suelo porque no se observó en microcosmos agrícolas durante la degradación de PDMS [9]. Por otra parte, ni el PDMS ni sus productos de degradación dañaron los microorganismos del suelo o afectado el crecimiento del trigo y la soja [21].


Los conceptos anteriores fueron probados en parcelas de campos rociados emulsiones de PDMS [22]. Se observaron pérdidas extensas de PDMS (semivida de 1-2 meses), junto con disminuciones dramáticas en el peso molecular, durante una temporada típica de verano en Michigan.

Sólo se encontraron pequeñas cantidades de DMSD (correspondiente a <5% de la silicona original), y un muestreo más profundo reveló que el DMSD no se había desplazado simplemente hacia abajo en el perfil del suelo. Este resultado es, por lo tanto, consistente con estudios de laboratorio que muestran la hidrólisis del polímero seguida de biodegradación y / o volatilización del monómero a componentes naturales (CO2 y silicato inorgánico).

La reacción general de los polímeros de silicona es:

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Una aparente contradicción con la degradación de las siliconas en la naturaleza es que estos polímeros se utilizan para muchas aplicaciones al aire libre debido a su estabilidad a altas temperaturas y su resistencia a la exposición a UV y O3. Esta estabilidad durante el uso previsto del polímero es un fenómeno en masa.

Sin embargo, cuando el PDMS se tira al final de su uso y entra al suelo como un componente del lodo, se dispersa a concentraciones bajas en los minerales del suelo.

Esto permite que el PDMS se ponga en contacto con los catalizadores necesarios para comenzar su despolimerización, lo que finalmente conduce a su conversión completa en componentes naturales. Las conclusiones de este artículo se están examinando más a fondo en un programa continuo de investigación de laboratorio y de campo.

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