Pensándolo bien...

El envejecimiento fotoquímico es un proceso de degradación que ocurre cuando los materiales son expuestos a la luz, especialmente la luz ultravioleta del sol y al oxígeno del aire, provocando reacciones químicas que alteran sus propiedades físicas, químicas y/o mecánicas. Este fenómeno es especialmente relevante en polímeros, pinturas, textiles, papel, productos fotográficos, alimentos, entre otros.

El envejecimiento fotoquímico se basa en reacciones fotooxidativas, es decir: absorción de radiación UV o visible por las moléculas del material que  absorben energía lumínica; generación de radicales libres, ya que la energía rompe enlaces químicos, formando radicales altamente reactivos; reacción con el oxígeno, dado que: los radicales reaccionan con el oxígeno, generando nuevas especies químicas, como peróxidos y propagación y degradación, por la que estas reacciones se multiplican, provocando ruptura de cadenas moleculares, cambio de color, pérdida de flexibilidad, etc.

Los principales factores que afectan el envejecimiento fotoquímico se concretan en el tipo de material (plástico, celulosa, tintas, etc.), la presencia de aditivos, como los antioxidantes, estabilizantes UV, la intensidad y duración de la luz, especialmente UVB y UVA; la presencia de oxígeno y ozono atmosférico; la temperatura ambiental y la humedad relativa

Ejemplos ilustrativos los encontramos en los plásticos expuestos al sol (como el polietileno o PVC) cuyo fenómeno es el amarilleamiento, agrietamiento, pérdida de flexibilidad. Lo detectamos en aplicaciones comunes, como tuberías, juguetes, mobiliario urbano, bolsas. La solución industrial se concerta en el uso de estabilizantes UV como benzofenonas o HALS (Hindered Amine Light Stabilizers). Otra área relevante es en el campo de las fotografías antiguas, en cuyo caso se da el fenómeno de decoloración, pérdida de nitidez, virado de colores y la causa es la oxidación de colorantes orgánicos y degradación del soporte de celulosa o gelatina. La prevención consiste en la conservación en condiciones de baja luz, temperatura y humedad controladas.

También se da en los textiles teñidos o estampados, cuya apariencia es de pérdida de color (desvanecimiento), debilitamiento de las fibras. Lo observamos en las camisetas que pierden intensidad cromática tras varios lavados y exposición solar. Los materiales que resultan ser más sensibles son el a algodón, rayón, seda, poliéster teñido con colorantes no resistentes. También se da el fenómeno en los documentos en papel, con el típico amarilleamiento, fragilidad, pérdida de legibilidad. La Causa es la degradación de la celulosa (reacción con radicales libres inducida por UV). La forma dew prevenirlo consiste en disponer de archivos con control lumínico (filtros UV), atmósferas con bajo contenido de oxígeno, uso de papel libre de ácido. También se da en pinturas y barnices, con el típico craquelado, pérdida de brillo, cambio de color. Se observa en las fachadas exteriores o carteles pintados expuestos al sol. La reacción que lo motiva es la fotoxidación de resinas alquídicas o acrílicas y pigmentos orgánicos. lo encontramos también en los cauchos y elastómeros con el endurecimiento, formación de grietas, pérdida de elasticidad. Lo observamos en los neumáticos, juntas de goma, sellos industriales. La prevención consiste en la inclusión de antioxidantes (como fenoles sustituidos) y protectores UV.

Finalmente, citaremos los alimentos fotosensibles, cuya presencia se evidencia con el enranciamiento, decoloración y pérdida de nutrientes. Observable en aceites, productos lácteos o bebidas en envases transparentes y cuya solución consiste en emplear envases opacos o con 
filtros UV; atmósfera modificada en el interior.

                                               Imagen creada con ayuda de ChatGPT con DALL-E

Las tecnologías con las que se estudian estos fenómenos de envejecimiento fotoquímico consisten en el empleo de cámaras de intemperismo acelerado en las que se simulan años de exposición solar en días o semanas; la espectroscopía UV-Vis y transformada de Fourier en IR (FTIR), con objeto de estudiar cambios en enlaces químicos y la microscopía y análisis mecánico, con los que se evalúan los cambios físicos.

El envejecimiento fotoquímico es un problema transversal en muchas industrias, desde la conservación del patrimonio cultural hasta la fabricación de productos duraderos. Entender los mecanismos de degradación y aplicar soluciones como aditivos estabilizantes, mejoras en el diseño de envases, o estrategias de conservación ambiental, es esencial para prolongar la vida útil de los materiales.

Recientemente se ha desvelado el papel del envejecimiento fotoquímico en una faceta que, además de sorprender, incide en lo que realmente respiramos. Resulta ser que las emisiones filtradas de los coches se vuelven tóxicas tras la exposición a la luz solar. Como tantas otras cosas, guiadas por afán comercial siempre, no han tenido el debido reposo y reflexión y nos hemos lanzado al consumo masivo sin la debida evidencia de su bondad. Viene sucediendo desde tiempo inmemorial con todo lo que tiene que ver con el medio ambiente. Ahora vuelve a ocurrir de nuevo con la IA, que desde la vertiente comercial nos a sumergido, sin las debidas garantías de bondad, además de la despreocupación de los humanos en el interés que pueda tener desvelar todos los aspectos positivos y negativos, pero conscientemente, que puede aportar.

La historia de los escapes de los vehículos impulsados por motores de explosión es truculenta. En un estudio publicado en Science Advances, liderado por la Dra. Mathilde Delaval del Instituto Helmholtz de Múnich y la Universidad de Rostock, se ha evidenciado que las emisiones de los automóviles modernos de gasolina, aquellos que dan cumplimiento estricto a las estrictas normas de emisión europeas, resultan ser potencialmente más nocivos cuando se liberan a la atmósfera. Los gases de los escapes, generan partículas secundarias que en la atmósfera se transforman en radicales hidroxilo y ozono, como consecuencia de reacciones fotoquímicas. Las partículas primarias quedan eliminadas por los filtros y reducidas drásticamente, como fueron diseñados, y esas emisiones no tienen efectos citotóxicos detectables en las células de los tejidos pulmonares humanos. Pero como consecuencia del envejecimiento fotoquímico, impulsado por la luz solar y los oxidantes atmosféricos las partículas secundarias vertidas a la atmosfera se vuelven sustancialmente tóxicas. Se detectaron desde estrés oxidativo en células alveolares o epiteliales bronquiales o cancerosas y daños perceptibles en el ADN. Lo peor, incluso, es que la toxicidad no estaba asociada solo a las partículas recién generadas, como son los aerosoles orgánicos e inorgánicos secundarios, sino también a los volátiles oxigenados, como carbonilos que se generan al permanecer aquellos en la atmósfera. Un auténtico desiderátum.

Parece evidente que las actuales pruebas y normativas no han sido diseñadas a la luz de una reflexión científica apropiada. La actual legislación sobre emisiones de vehículos a motor de explosión, no tiene en cuenta la incidencia en las transformaciones químicas que tienen lugar en el medio ambiente. Los gases se ven alterados por reacciones fotoquímicas, que producen compuestos todavía más nocivos que los originales. Las Normas EUR 6d, no son realistas y todos los controles actuales no son apropiados. La forma de operar provoca la aparición de contaminantes tóxicos no previstos. No se está valorando adecuadamente la incidencia sobre la salud de la contaminación atmosférica derivada de los vehículos a motor de explosión. Los motores más limpios según la legislación actual siguen siendo incluso más tóxicas una vez liberados los compuestos en la atmósfera. No es suficiente con controlar los escapes de los automóviles, sino que hay que tener en cuenta cómo evolucionan una vez fuera en la atmosfera. ¡Patético!

Sopa de letras: ENVEJECIMIENTO FOTOQUÍMICO

Soluciones: EL LENGUAJE HUMANO