.jpg/1280px-Flame_Retardant_Research_-_LDH_materials_(16241017250).jpg)
El término retardante de llama incluye un grupo diverso de productos químicos que se agregan a materiales manufacturados, como plásticos y textiles , y acabados y revestimientos de superficies . [1] Los retardantes de llama se activan por la presencia de una fuente de ignición e impiden o retardan el desarrollo de las llamas mediante una variedad de mecanismos físicos y químicos diferentes. Pueden agregarse como un copolímero durante el proceso de polimerización, o agregarse posteriormente al polímero en un proceso de moldeo o extrusión o (particularmente para textiles) aplicarse como un acabado tópico. [2] Los retardantes de llama minerales suelen ser aditivos, mientras que los compuestos organohalogenados y organofosforados pueden ser reactivos o aditivos.
Tanto los tipos de retardantes de llama reactivos como los aditivos se pueden separar en cuatro clases distintas: [1]
Los mecanismos básicos de los retardantes de llama varían según el retardante de llama específico y el sustrato. Los productos químicos retardantes de llama aditivos y reactivos pueden funcionar tanto en fase de vapor (gaseosa) como en fase condensada (sólida). [1]
Algunos compuestos se descomponen endotérmicamente cuando se someten a altas temperaturas. Los hidróxidos de magnesio y aluminio son un ejemplo, junto con diversos carbonatos e hidratos como mezclas dehuntita e hidromagnesita . [3] [6] [7] La reacción elimina calor del sustrato, enfriando así el material. El uso de hidróxidos e hidratos está limitado por su temperatura de descomposición relativamente baja, que limita la temperatura máxima de procesamiento de los polímeros (normalmente utilizados en poliolefinas para aplicaciones de alambres y cables). [11] [12] [13]
Una forma de detener la propagación de la llama sobre el material es crear una barrera de aislamiento térmico entre las partes ardiendo y las no quemadas. [14] A menudo se emplean aditivos intumescentes ; su función es convertir la superficie del polímero en carbonilla, lo que separa la llama del material y ralentiza la transferencia de calor al combustible no quemado. Los retardantes de llama de fosfato orgánicos e inorgánicos no halogenados normalmente actúan a través de este mecanismo generando una capa polimérica de ácido fosfórico carbonizado. [8]
Los gases inertes (más a menudo dióxido de carbono y agua ) producidos por la degradación térmica de algunos materiales actúan como diluyentes de los gases combustibles, reduciendo sus presiones parciales y la presión parcial de oxígeno, y ralentizando la velocidad de reacción. [5] [7]
Los materiales clorados y bromados sufren degradación térmica y liberan cloruro de hidrógeno y bromuro de hidrógeno o, si se usan en presencia de un sinergista como el trióxido de antimonio, haluros de antimonio. Estos reaccionan con los radicales H · y OH · altamente reactivos en la llama, dando como resultado una molécula inactiva y un radical Cl · o Br · . El radical halógeno es mucho menos reactivo en comparación con el H · o el OH · y, por lo tanto, tiene un potencial mucho menor para propagar las reacciones de oxidación radicalaria de la combustión .
El algodón retardante de llama es algodón que ha sido tratado para prevenir o retardar la ignición mediante diferentes tratamientos aplicados durante el proceso de fabricación. El algodón generalmente se vuelve resistente al fuego mediante aplicaciones químicas de híbridos poliméricos, no poliméricos e híbridos poliméricos/no poliméricos que se componen de uno o más elementos como nitrógeno , sodio , fósforo , silicio , boro o cloro . [15]
Si bien las telas no orgánicas generalmente se hacen resistentes al fuego incorporando retardantes de llama en sus matrices , la modificación de la superficie es más conveniente para telas orgánicas como el algodón. [dieciséis]
Los tejidos de algodón se han utilizado con frecuencia en todo el mundo debido a sus propiedades ventajosas en cuanto a aislamiento térmico, biocompatibilidad y gran absorción de humedad y transpirabilidad. Estas ventajas indican aplicaciones potenciales de los tejidos de algodón en ropa de protección [17] y en la salud humana. Sin embargo, la tela de algodón natural es altamente inflamable y se quemará rápidamente. Este fatal inconveniente revela un peligro potencial y limita el uso de tejidos de algodón. [18] Por lo tanto, es importante tratar los tejidos de algodón para obtener tejidos de algodón resistentes al fuego. [19]
Los bomberos, o aquellas personas expuestas a las llamas con regularidad, confían en el algodón retardante de llama tanto para protección como para comodidad. Por lo general, su ropa interior debajo del equipo más pesado resistente al fuego está hecha de algodón ignífugo u otro tejido orgánico transpirable que ha sido tratado para resistir la ignición. [20]
Los polímeros que contienen átomos de nitrógeno , sodio y fósforo pueden funcionar como materiales para textiles celulósicos resistentes al fuego , como el algodón o el rayón . Específicamente, los polímeros orgánicos pueden funcionar como retardantes de llama debido a la presencia de uno o los tres tipos de estos elementos. Estos átomos pueden estar en los polímeros originales o pueden incorporarse mediante modificación química. [15] Se están desarrollando materiales y recubrimientos retardantes de llama que son de fósforo y de base biológica. [21]
Los retardantes de llama generalmente se agregan a productos industriales y de consumo para cumplir con los estándares de inflamabilidad para muebles, textiles, productos electrónicos y productos de construcción como el aislamiento. [22]
En 1975, California comenzó a implementar el Boletín Técnico 117 (TB 117), que exige que materiales como la espuma de poliuretano utilizada para rellenar muebles puedan resistir una pequeña llama abierta, equivalente a una vela, durante al menos 12 segundos. [22] [23] En la espuma de poliuretano, los fabricantes de muebles suelen cumplir con TB 117 con aditivos retardantes de llama orgánicos halogenados. Aunque ningún otro estado de EE. UU. tiene un estándar similar, debido a que California tiene un mercado tan grande, muchos fabricantes cumplen con TB 117 en los productos que distribuyen en todo Estados Unidos. La proliferación de retardantes de llama, y especialmente de retardantes de llama orgánicos halogenados, en muebles en todo Estados Unidos está fuertemente relacionada con TB 117.
En respuesta a las preocupaciones sobre los impactos en la salud de los retardantes de llama en muebles tapizados, en febrero de 2013 California propuso modificar TB 117 para exigir que la tela que cubre los muebles tapizados cumpla con una prueba de combustión lenta y eliminar los estándares de inflamabilidad de la espuma. [24] El gobernador Jerry Brown firmó el TB117-2013 modificado en noviembre y entró en vigor en 2014. [25] El reglamento modificado no exige una reducción de retardantes de llama.
En Europa, los estándares de retardantes de llama para muebles varían y son los más estrictos en el Reino Unido e Irlanda. [26] En general, la clasificación de las diversas pruebas de retardantes de llama comunes en todo el mundo para muebles y artículos textiles indicaría que la prueba de California Cal TB117 - 2013 es la más sencilla de aprobar; cada vez es más difícil aprobar Cal TB117 -1975, seguida por la Prueba británica BS 5852 y seguida de Cal TB133. [27] Una de las pruebas de inflamabilidad más exigentes en todo el mundo es probablemente la prueba de la Autoridad Federal de Aviación de EE. UU. para asientos de aviones, que implica el uso de un quemador de queroseno que dispara llamas hacia la pieza de prueba. El estudio de Greenstreet Berman de 2009, realizado por el gobierno del Reino Unido, mostró que en el período comprendido entre 2002 y 2007 las normas de seguridad contra incendios de muebles y muebles del Reino Unido representaron 54 muertes menos por año, 780 víctimas no fatales menos por año y 1065 incendios menos. cada año tras la introducción de las normas de seguridad de muebles del Reino Unido en 1988. [28]
Se discute la eficacia de los productos químicos retardantes de llama para reducir la inflamabilidad de los productos de consumo en incendios domésticos. Los defensores de la industria de los retardantes de llama, como la Alianza Norteamericana de Retardantes de Llama del American Chemistry Council, citan un estudio de la Oficina Nacional de Normas que indica que una habitación llena de productos retardantes de llama (una silla acolchada con espuma de poliuretano y varios otros objetos, incluidos gabinetes y componentes electrónicos) ofrecían a los ocupantes un margen de tiempo 15 veces mayor para escapar de la habitación que una habitación similar libre de retardantes de llama. [29] [30] Sin embargo, los críticos de esta posición, incluido el autor principal del estudio, argumentan que los niveles de retardante de llama utilizados en el estudio de 1988, aunque se encuentran comercialmente, son mucho más altos que los niveles requeridos por TB 117 y utilizados ampliamente en Estados Unidos en muebles tapizados. [22]
Otro estudio concluyó que los retardantes de llama son una herramienta eficaz para reducir los riesgos de incendio sin generar emisiones tóxicas. [31]
Varios estudios realizados en la década de 1980 probaron la ignición en muebles enteros con diferentes tapizados y tipos de relleno, incluidas diferentes formulaciones retardantes de llama. [32] En particular, observaron la liberación máxima de calor y el tiempo hasta la liberación máxima de calor, dos indicadores clave del peligro de incendio. Estos estudios encontraron que el tipo de cubierta de tela tenía una gran influencia en la facilidad de ignición, que los rellenos de algodón eran mucho menos inflamables que los rellenos de espuma de poliuretano y que un material entre revestimiento reducía sustancialmente la facilidad de ignición. [33] [34] También encontraron que aunque algunas formulaciones retardantes de llama disminuyeron la facilidad de ignición, la formulación más básica que cumplía con TB 117 tenía muy poco efecto. [34] En uno de los estudios, los rellenos de espuma que cumplían con TB 117 tenían tiempos de ignición equivalentes a los mismos rellenos de espuma sin retardantes de llama. [33] Un informe de las Actas de la Asociación de Espuma de Poliuretano tampoco mostró ningún beneficio en pruebas de llama abierta y cigarrillos con cojines de espuma tratados con retardantes de llama para cumplir con TB 117. [35] Sin embargo, otros científicos apoyan esta prueba de llama abierta. [36]
En comparación con el algodón, los retardantes de llama aumentan la toxicidad del fuego. Tienen un gran efecto en las pruebas de inflamabilidad a escala de laboratorio, pero un efecto insignificante en las pruebas de incendio a gran escala. Los muebles fabricados con materiales naturalmente ignífugos son mucho más seguros que los de espuma con retardantes de fuego. [37]
El comportamiento medioambiental de los retardantes de llama se estudia desde los años 1990. Se encontraron principalmente retardantes de llama bromados en muchos compartimentos ambientales y organismos, incluidos los seres humanos, y se descubrió que algunas sustancias individuales tenían propiedades tóxicas . Por ello, las autoridades, las ONG y los fabricantes de equipos han exigido alternativas. El proyecto de investigación colaborativa ENFIRO (proyecto de investigación de la UE FP7: 226563, finalizado en 2012), financiado con fondos europeos, partió de la suposición de que no se conocían suficientes datos ambientales y de salud sobre alternativas a los retardantes de llama bromados establecidos. Para que la evaluación fuera completamente exhaustiva, se decidió comparar también el comportamiento del material y del fuego, así como intentar una evaluación del ciclo de vida de un producto de referencia que contenga retardantes de llama libres de halógenos versus retardantes de llama bromados. Se estudiaron alrededor de una docena de retardantes de llama libres de halógenos que representan una gran variedad de aplicaciones, desde plásticos de ingeniería, placas de circuito impreso, encapsulantes hasta revestimientos textiles y intumescentes .
Se encontró que un gran grupo de los retardantes de llama estudiados tenían un buen perfil ambiental y de salud: polifosfato de amonio (APP), dietilfosfinato de aluminio (Alpi), hidróxido de aluminio (ATH), hidróxido de magnesio (MDH), polifosfato de melamina (MPP), dihidrooxafosfafenantreno (DOPO), estannato de zinc (ZS) e hidroxestannato de zinc (ZHS). En general, se encontró que tenían una tendencia mucho menor a bioacumularse en el tejido adiposo que los retardantes de llama bromados estudiados.
Las pruebas sobre el comportamiento al fuego de materiales con diferentes retardantes de llama revelaron que los retardantes de llama libres de halógenos producen menos humo y emisiones tóxicas al fuego, a excepción de los arilfosfatos RDP y BDP en polímeros estirénicos. Los experimentos de lixiviación demostraron que la naturaleza del polímero es un factor dominante y que el comportamiento de lixiviación de los retardantes de llama bromados y libres de halógenos es comparable. Cuanto más porosos o “ hidrófilos ” son los polímeros, más retardantes de llama se pueden liberar. Sin embargo, las placas moldeadas que representan productos plásticos del mundo real mostraron niveles de lixiviación mucho más bajos que los gránulos de polímero extruidos. Los estudios de evaluación de impacto reconfirmaron que el tratamiento inadecuado de residuos y reciclaje de productos electrónicos con retardantes de llama bromados puede producir dioxinas , lo que no ocurre con las alternativas libres de halógenos. Además, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (US EPA) ha estado llevando a cabo una serie de proyectos relacionados con la evaluación ambiental de retardantes de llama alternativos, los proyectos de “diseño para el medio ambiente” sobre retardantes de llama para placas de cableado impreso y alternativas al éter decabromodifenilo y hexabromociclododecano (HBCD).
En 2009, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los EE. UU. (NOAA) publicó un informe sobre los éteres de difenilo polibromados (PBDE) y descubrió que, a diferencia de informes anteriores, se encontraban en toda la zona costera de los EE. UU. [38] Este estudio a nivel nacional encontró que el estuario Hudson Raritan de Nueva York tenía las concentraciones generales más altas de PBDE, tanto en sedimentos como en mariscos. Los sitios individuales con las mediciones más altas de PBDE se encontraron en mariscos extraídos de la Bahía de Anaheim, California, y en cuatro sitios en el estuario de Hudson Raritan. También se encontró que las cuencas hidrográficas que incluyen la ensenada del sur de California, Puget Sound, el golfo de México central y oriental frente a la costa de Tampa y San Petersburgo, en Florida, y las aguas del lago Michigan cerca de Chicago y Gary, Indiana, tienen altas Concentraciones de PBDE.
Los primeros retardantes de llama, los bifenilos policlorados (PCB), fueron prohibidos en Estados Unidos en 1977 cuando se descubrió que eran tóxicos. [39] Las industrias utilizaron retardantes de llama bromados en su lugar, pero ahora están siendo objeto de un escrutinio más detenido. En 2004 y 2008, la UE prohibió varios tipos de éteres de difenilo polibromados (PBDE). [40] Negociaciones entre la EPA y los dos productores estadounidenses de DecaBDE (un retardante de llama que se ha utilizado en electrónica, aislamiento de alambres y cables, textiles, automóviles y aviones, y otras aplicaciones), Albemarle Corporation y Chemtura Corporation , y las mayores El importador estadounidense, ICL Industrial Products , Inc., dio lugar a que estas empresas se comprometieran a eliminar el decaBDE para la mayoría de los usos en los Estados Unidos antes del 31 de diciembre de 2012, y a poner fin a todos los usos a finales de 2013. [41] El estado de California ha incluido el químico retardante de llama Tris clorado (tris(1,3-dicloro-2-propil)fosfato o TDCPP) como un químico conocido por causar cáncer. [42] En diciembre de 2012, el Centro para la Salud Ambiental, una organización sin fines de lucro de California, presentó avisos de intención de demandar a varios minoristas y productores líderes de productos para bebés [43] por violar la ley de California al no etiquetar los productos que contienen este retardante de llama que causa cáncer. Si bien la demanda de retardantes de llama bromados y clorados en América del Norte y Europa occidental está disminuyendo, está aumentando en todas las demás regiones. [44]
Existe una asociación potencial entre la exposición a los retardantes de llama de fósforo (PFR) en el polvo interior residencial y el desarrollo de alergias, asma y dermatitis. Araki, A. et al. realizaron un estudio en 2014. en Japón para evaluar esta relación. Encontraron una asociación significativa entre el Tris (2-cloro-iso-propil) fosfato (TCIPP) y la dermatitis atópica con un odds ratio de 2,43. También encontraron que el tributil fosfato se asociaba con el desarrollo de rinitis alérgica y asma con un odds ratio de 2,55 y 2,85 respectivamente. [45]
Otro estudio realizado por Chevrier et al. 2010 [46] midió la concentración de 10 congéneres de PBDE, tiroxina libre (T4), T4 total y hormona estimulante de la tiroides (TSH) en 270 mujeres embarazadas alrededor de la semana 27 de gestación. Se encontró que las asociaciones entre los PBDE y la T4 libre y total eran estadísticamente insignificantes. Sin embargo, los autores encontraron una asociación significativa entre la exposición a PBDE y niveles más bajos de TSH durante el embarazo, lo que puede tener implicaciones para la salud materna y el desarrollo fetal.
Herbstman et al. llevaron a cabo un estudio de cohorte longitudinal prospectivo iniciado después del 11 de septiembre de 2001 , que incluyó a 329 madres que dieron a luz en uno de los tres hospitales del bajo Manhattan, Nueva York. 2010. [47] Los autores de este estudio analizaron 210 muestras de sangre del cordón umbilical para detectar congéneres de PBDE seleccionados y evaluaron los efectos en el desarrollo neurológico en niños de 12 a 48 y 72 meses de edad. Los resultados mostraron que los niños que tenían concentraciones más altas de éteres de polibromodifenilo (PBDE) en la sangre del cordón umbilical obtuvieron puntuaciones más bajas en pruebas de desarrollo mental y motor entre 1, 4 y 6 años de edad. Este fue el primer estudio que informó tales asociaciones en humanos.
Roze et al. realizaron un estudio similar. 2009 [48] en los Países Bajos con 62 madres y niños para estimar las asociaciones entre 12 compuestos organohalogenados (OHC), incluidos bifenilos policlorados (PCB) y retardantes de llama de éter de difenilo bromado (PBDE), medidos en el suero materno durante la semana 35 de embarazo y rendimiento motor (coordinación, motricidad fina ), cognición (inteligencia, percepción visual, integración visomotora , control inhibitorio, memoria verbal y atención) y puntuaciones de conducta a los 5 a 6 años de edad. Los autores demostraron por primera vez que la transferencia transplacentaria de retardantes de llama polibromados estaba asociada con el desarrollo de los niños en edad escolar.
Otro estudio fue realizado por Rose et al. en 2010 [49] para medir los niveles circulantes de PBDE en 100 niños de entre 2 y 5 años de California. Según este estudio, los niveles de PBDE en niños de California de 2 a 5 años eran de 10 a 1000 veces más altos que los de los niños europeos, 5 veces más altos que los de otros niños estadounidenses y de 2 a 10 veces más altos que los de los adultos estadounidenses. También encontraron que la dieta, el ambiente interior y los factores sociales influían en los niveles de carga corporal de los niños. El consumo de carne de ave y cerdo contribuyó a una carga corporal elevada de casi todos los tipos de retardantes de llama. El estudio también encontró que una menor educación materna se asociaba de manera independiente y significativa con niveles más altos de la mayoría de los congéneres de retardantes de llama en los niños.
Declaración de San Antonio sobre retardantes de llama bromados y clorados de 2010 : [50] Un grupo de 145 científicos destacados de 22 países firmaron la primera declaración de consenso que documenta los peligros para la salud derivados de sustancias químicas retardantes de llama que se encuentran en altos niveles en muebles , productos electrónicos , aislamientos y materiales del hogar. otros productos. Esta declaración documenta que, con un beneficio limitado de seguridad contra incendios, estos retardantes de llama pueden causar problemas de salud graves y, como los tipos de retardantes de llama están prohibidos, se debe demostrar que las alternativas son seguras antes de usarse. El grupo también quiere cambiar las políticas generalizadas que exigen el uso de retardantes de llama.
Muchos retardantes de llama halogenados con anillos aromáticos, incluidos la mayoría de los retardantes de llama bromados, probablemente sean disruptores de la hormona tiroidea . [22] Las hormonas tiroideas triyodotironina (T3) y tiroxina (T4) transportan átomos de yodo, otro halógeno, y son estructuralmente similares a muchos retardantes de llama halogenados aromáticos, incluidos PCB, TBBPA y PBDE. Por lo tanto, estos retardantes de llama parecen competir por los sitios de unión en el sistema tiroideo, interfiriendo con la función normal de las proteínas transportadoras de la tiroides (como la transtiretina ) in vitro [51] y los receptores de la hormona tiroidea . Un estudio en animales in vivo realizado en 2009 por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) demostró que la desyodación, el transporte activo, la sulfatación y la glucuronidación pueden estar involucrados en la alteración de la homeostasis de la tiroides después de la exposición perinatal a PBDE durante momentos críticos del desarrollo en el útero y poco después. nacimiento. [52] La alteración de la desyodasa como se informó en el estudio in vivo de Szabo et al., 2009 fue respaldada en un estudio in vitro de seguimiento . [53] Se ha demostrado que los efectos adversos sobre el mecanismo hepático de la alteración de la hormona tiroidea durante el desarrollo persisten hasta la edad adulta. La EPA señaló que los PBDE son particularmente tóxicos para los cerebros en desarrollo de los animales. Estudios revisados por pares han demostrado que incluso una sola dosis administrada a ratones durante el desarrollo del cerebro puede provocar cambios permanentes en el comportamiento, incluida la hiperactividad.
Según estudios de laboratorio in vitro , varios retardantes de llama, incluidos los PBDE, TBBPA y BADP, probablemente también imitan otras hormonas, incluidos los estrógenos , la progesterona y los andrógenos . [22] [54] Los compuestos de bisfenol A con grados más bajos de bromación parecen exhibir una mayor estrogenicidad. [55] Algunos retardantes de llama halogenados, incluidos los PBDE menos bromados, pueden ser neurotóxicos directos en estudios de cultivos celulares in vitro : al alterar la homeostasis y la señalización del calcio en las neuronas , así como la liberación y absorción de neurotransmisores en las sinapsis , interfieren con la neurotransmisión normal. . [54] Las mitocondrias pueden ser particularmente vulnerables a la toxicidad de los PBDE debido a su influencia sobre el estrés oxidativo y la actividad del calcio en las mitocondrias. [54] La exposición a los PBDE también puede alterar la diferenciación y migración de las células neurales durante el desarrollo. [54]
Muchos retardantes de llama se degradan en compuestos que también son tóxicos y, en algunos casos, los productos de degradación pueden ser el principal agente tóxico:
Las personas pueden estar expuestas a los retardantes de llama a través de varias vías, incluida la dieta; productos de consumo en el hogar, vehículo o lugar de trabajo; ocupación; o contaminación ambiental cerca de su hogar o lugar de trabajo. [61] [62] [63] Los residentes en América del Norte tienden a tener niveles corporales de retardantes de llama sustancialmente más altos que las personas que viven en muchas otras áreas desarrolladas, y en todo el mundo los niveles de retardantes de llama en el cuerpo humano han aumentado en los últimos 30 años. . [64]
La exposición a los PBDE es la que se ha estudiado más ampliamente. [22] A medida que los PBDE han dejado de utilizarse debido a problemas de salud, con frecuencia se han utilizado retardantes de llama organofosforados, incluidos los retardantes de llama organofosforados halogenados, para reemplazarlos. En algunos estudios, se ha descubierto que las concentraciones de retardantes de llama de fósforo en el aire interior son mayores que las concentraciones de PBDE en el aire interior. [8] La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) emitió en 2011 dictámenes científicos sobre la exposición al HBCD y al TBBPA y sus derivados en los alimentos y concluyó que la exposición dietética actual en la Unión Europea no plantea un problema de salud. [65] [66]
La carga corporal de PBDE en los estadounidenses se correlaciona bien con el nivel de PBDE medido en hisopos de sus manos, probablemente recogidos del polvo. [67] [68] La exposición al polvo puede ocurrir en el hogar, el automóvil o el lugar de trabajo. Los niveles de PBDE pueden ser hasta 20 veces mayores en el polvo de los vehículos que en el polvo doméstico, y el calentamiento del interior del vehículo en los calurosos días de verano puede descomponer los retardantes de llama en productos de degradación más tóxicos. [69] Sin embargo, los niveles séricos de PBDE parecen correlacionarse más estrechamente con los niveles encontrados en el polvo doméstico. [68] Entre el 60% y el 80% de las exposiciones se deben a la inhalación o ingestión de polvo. [70] [71] Además de esto, entre el 20 % y el 40 % de la exposición de los adultos estadounidenses a los PBDE se produce a través de la ingesta de alimentos, ya que los PBDE se bioacumulan en la cadena alimentaria. Se pueden encontrar altas concentraciones en la carne, los lácteos y el pescado [72] y la exposición restante se debe en gran medida a la inhalación o ingestión del polvo. [70] [71] Las personas también pueden estar expuestas a través de dispositivos electrónicos y eléctricos. [73] Los niños pequeños en los Estados Unidos tienden a portar niveles más altos de retardantes de llama por unidad de peso corporal que los adultos. [74] [75] Los bebés y los niños pequeños están particularmente expuestos a retardantes de llama halogenados que se encuentran en la leche materna y el polvo. Debido a que muchos retardantes de llama halogenados son solubles en grasa, se acumulan en áreas grasas como el tejido mamario y se movilizan en la leche materna, liberando altos niveles de retardantes de llama a los lactantes. [71] Los PBDE también atraviesan la placenta, lo que significa que los bebés quedan expuestos en el útero. [76] El nivel de la hormona tiroidea (T4) de la madre puede verse alterado [77] y se ha demostrado que la exposición en el útero en estudios con ratas altera el control motor, retrasa el desarrollo sensorial y la pubertad. [78]
Otra razón para los altos niveles de exposición en niños pequeños se debe al envejecimiento de los productos de consumo, pequeñas partículas de material se convierten en partículas de polvo en el aire y caen sobre las superficies alrededor de la casa, incluido el piso. Los niños pequeños que gatean y juegan en el suelo con frecuencia se llevan las manos a la boca, ingiriendo aproximadamente el doble de polvo doméstico por día que los adultos en los Estados Unidos. [79] Los niños también tienen una mayor ingesta de alimentos por kilogramo de peso corporal en comparación con los adultos. Los niños pequeños también están expuestos a retardantes de llama a través de su ropa, asientos de automóvil y juguetes. La introducción de estos químicos se produjo después de la trágica muerte de niños que vestían telas de rayón cepillado que se inflamaban fácilmente. Estados Unidos promulgó la Ley de Tejidos Inflamables aprobada en 1953, después de la cual se ordenó agregar retardantes de llama a muchos artículos infantiles, incluidos los pijamas. Si bien se ha demostrado que los retardantes de llama disminuyen el riesgo de quemaduras en los niños, no se superan los riesgos de alteración de la tiroides, así como de retrasos en el desarrollo físico y cognitivo.
Carignan realizó un estudio en 2013, C. et al. descubrió que las gimnastas están más expuestas a algunos productos retardantes de llama como PentaBDE y TBB que la población general en los Estados Unidos. Después de analizar muestras de toallitas de manos antes y después del ejercicio, descubrieron que la concentración de BDE-153 era de cuatro a seis veces mayor entre las gimnastas que en la población de Estados Unidos. Además, la concentración de pentaBDE fue mayor hasta tres veces después del ejercicio en comparación con el nivel anterior; lo que indica un nivel más alto de retardantes de llama en el equipo de entrenamiento. Además, también encontraron varios productos retardantes de llama con diferentes concentraciones en el aire y el polvo que eran mayores en el gimnasio que en las residencias. [80] Sin embargo, el estudio se realizó con un tamaño de muestra pequeño; y se recomiendan más estudios para evaluar la asociación.
Algunas ocupaciones exponen a los trabajadores a niveles más altos de retardantes de llama halogenados y sus productos de degradación. Un pequeño estudio de recicladores de espuma e instaladores de alfombras de EE. UU., que manipulan acolchados a menudo hechos de espuma de poliuretano reciclada, mostró niveles elevados de retardantes de llama en sus tejidos. [63] Los trabajadores de plantas de reciclaje de productos electrónicos de todo el mundo también tienen niveles corporales elevados de retardantes de llama en relación con la población general. [73] [81] Los controles ambientales pueden reducir sustancialmente esta exposición, [82] mientras que los trabajadores en áreas con poca supervisión pueden ingerir niveles muy altos de retardantes de llama. Los recicladores de productos electrónicos en Guiyu, China, tienen algunos de los niveles de PBDE en el cuerpo humano más altos del mundo. [73] Un estudio realizado en Finlandia determinó la exposición ocupacional de los trabajadores a retardantes de llama bromados y clorados (TBBPA, PBDE, DBDPE, HBCD, hexabromobenceno y declorano plus). En 4 sitios de reciclaje de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE), el estudio concluyó que las medidas de control implementadas en el sitio redujeron significativamente la exposición. [83] Los trabajadores que fabrican productos que contienen retardantes de llama (como vehículos, productos electrónicos y productos para bebés) pueden estar igualmente expuestos. [84] Los bomberos estadounidenses pueden tener niveles elevados de PBDE y altos niveles de furanos bromados , productos tóxicos de degradación de los retardantes de llama bromados. [85]
Se han liberado en entornos de todo el mundo retardantes de llama fabricados para su uso en productos de consumo. La industria de los retardantes de llama ha desarrollado una iniciativa voluntaria para reducir las emisiones al medio ambiente (VECAP) [86] mediante la promoción de mejores prácticas durante el proceso de fabricación. Las comunidades cercanas a fábricas de productos electrónicos e instalaciones de eliminación de desechos, especialmente áreas con poca supervisión o control ambiental, desarrollan altos niveles de retardantes de llama en el aire, el suelo, el agua, la vegetación y las personas. [84] [87]
Se han detectado retardantes de llama organofosforados en aguas residuales de España y Suecia, y algunos compuestos no parecen eliminarse completamente durante el tratamiento del agua. [88] [89] También se encontraron retardantes de llama organofosforados en el agua potable embotellada y del grifo en China. [90] Lo mismo ocurre en el río Elba en Alemania. [91]
Cuando los productos con retardantes de llama llegan al final de su vida útil, normalmente se reciclan, se incineran o se depositan en vertederos. [22]
El reciclaje puede contaminar a los trabajadores y las comunidades cercanas a las plantas de reciclaje, así como a los nuevos materiales, con retardantes de llama halogenados y sus productos de degradación. Los desechos electrónicos , vehículos y otros productos a menudo se funden para reciclar sus componentes metálicos, y dicho calentamiento puede generar dioxinas y furanos tóxicos. [22] Cuando se usa equipo de protección personal (EPI) y cuando se instala un sistema de ventilación, la exposición de los trabajadores al polvo se puede reducir significativamente, como lo demuestra el trabajo realizado por la planta de reciclaje Stena-Technoworld AB en Suecia. [92] Los retardantes de llama bromados también pueden cambiar las propiedades físicas de los plásticos, lo que da como resultado un rendimiento inferior en los productos reciclados y un "reciclaje" de los materiales. Parece que los plásticos con retardantes de llama bromados se están mezclando con plásticos sin retardantes de llama en la corriente de reciclaje y ese reciclaje se está produciendo. [22]
De manera similar, la incineración de mala calidad genera y libera grandes cantidades de productos de degradación tóxicos. La incineración controlada de materiales con retardantes de llama halogenados, si bien es costosa, reduce sustancialmente la liberación de subproductos tóxicos. [22]
Muchos productos que contienen retardantes de llama halogenados se envían a los vertederos. [22] Los retardantes de llama aditivos, a diferencia de los reactivos, no están unidos químicamente al material base y se filtran más fácilmente. Se ha observado que retardantes de llama bromados, incluidos los PBDE, se filtran en los vertederos de países industrializados, incluidos Canadá y Sudáfrica. Algunos diseños de vertederos permiten la captura de lixiviados, que deberían ser tratados. Estos diseños también se degradan con el tiempo. [22]
Poco después de que California modificara el TB117 en 2013 para exigir únicamente revestimientos de muebles resistentes al fuego (sin restricciones en los componentes interiores), los fabricantes de muebles de todo Estados Unidos escucharon una mayor demanda de muebles sin retardantes de fuego. Es de destacar que las telas resistentes a las llamas utilizadas en revestimientos resistentes al fuego no contienen PBDE, organofosforados u otras sustancias químicas históricamente asociadas con efectos adversos en la salud humana. Varios responsables de la toma de decisiones en el sector de la salud, que representa casi el 18% del PIB de EE. UU. [91] , se han comprometido a comprar dichos materiales y muebles. Los primeros en adoptar esta política fueron Kaiser Permanente, Advocate Health Care, Hackensack University Hospital y University Hospitals. En total, el poder adquisitivo de muebles de estos hospitales ascendió a 50 millones de dólares. [93] Todos estos hospitales y sistemas hospitalarios se adscriben a la Iniciativa de Hospitales más Saludables, que cuenta con más de 1300 hospitales miembros y promueve la sostenibilidad ambiental y la salud comunitaria dentro de la industria de la salud.
Nueva legislación en California ha servido para educar al público sobre los retardantes de llama en sus hogares, reduciendo de hecho la demanda de los consumidores de productos que contienen estos químicos. Según una ley (Proyecto de ley del Senado, 1019) firmada por el gobernador Jerry Brown en 2014, todos los muebles fabricados después del 1 de enero de 2015 deben contener una etiqueta de advertencia para el consumidor que indique si contiene o no productos químicos retardantes de llama [93]
En septiembre de 2017, el tema atrajo la atención regulatoria federal en la Comisión de Seguridad de Productos de Consumo, que votó a favor de formar un Panel Asesor de Peligros Crónicos centrado en describir ciertos riesgos de varios productos de consumo, específicamente productos de cuidado de bebés y niños (incluyendo ropa de cama y juguetes). muebles tapizados para el hogar, colchones, colchones y cubrecolchones, y carcasas de plástico que rodean los aparatos electrónicos. Este panel asesor está encargado específicamente de abordar los riesgos de los retardantes de llama organohalogenados (OFR) aditivos y no poliméricos. Aunque estos productos químicos no han sido prohibidos, este fallo pone en marcha una investigación en profundidad sobre la seguridad del consumidor que eventualmente podría conducir a la eliminación completa de estas sustancias de la fabricación para el consumidor. [94]
De conformidad con la Ley de Control de Sustancias Tóxicas de 1976, la Agencia de Protección Ambiental también está evaluando activamente la seguridad de varios retardantes de llama, incluidos ésteres de fosfato clorados, tetrabromobisfenol A, bromuros alifáticos cíclicos y ftalatos bromados. [95] Otras regulaciones dependen de los hallazgos de la EPA a partir de este análisis, aunque cualquier proceso regulatorio podría tomar varios años.
En un programa de pruebas de 1988, realizado por la antigua Oficina Nacional de Estándares (NBS), ahora Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), para cuantificar los efectos de los productos químicos retardantes de fuego sobre el riesgo total de incendio. Se utilizaron cinco tipos diferentes de productos, cada uno fabricado con un tipo diferente de plástico. Los productos se fabricaron en variantes análogas retardantes de fuego (FR) y no retardadas (NFR). [96]
El impacto de los materiales FR (retardantes de llama) en la supervivencia de los ocupantes del edificio se evaluó de dos maneras:
En primer lugar, comparar el tiempo hasta que un espacio doméstico no es apto para ser ocupado en la sala en llamas, lo que se conoce como “insostenibilidad”; esto es aplicable a los ocupantes de la sala en llamas. En segundo lugar, comparar la producción total de calor, gases tóxicos y humo del incendio; esto es aplicable a los ocupantes del edificio alejados de la habitación donde se originó el incendio. [96]
El tiempo hasta la insostenibilidad se juzga por el tiempo disponible para los ocupantes antes de que (a) se produzca una combustión súbita en la habitación o (b) se produzca la insostenibilidad debido a la producción de gases tóxicos. Para las pruebas de FR, el tiempo promedio de escape disponible fue más de 15 veces mayor que para los ocupantes de la habitación sin retardantes de fuego.
Por tanto, con respecto a la producción de productos de combustión, [96]
Por lo tanto, en estas pruebas, los aditivos retardantes de fuego disminuyeron el riesgo de incendio general. [96]
En 2013, el consumo mundial de retardantes de llama superó los 2 millones de toneladas. El ámbito de aplicación comercialmente más importante es el sector de la construcción. Necesita retardantes de llama, por ejemplo, para tuberías y cables de plástico. [44] En 2008, Estados Unidos, Europa y Asia consumieron 1,8 millones de toneladas, por un valor de entre 4.200 y 4.250 millones de dólares. Según Ceresana, el mercado de retardantes de llama está aumentando debido al aumento de los estándares de seguridad en todo el mundo y al mayor uso de retardantes de llama. Se espera que el mercado mundial de retardantes de llama genere 5.800 millones de dólares. En 2010, Asia-Pacífico fue el mayor mercado de retardantes de llama, representando aproximadamente el 41% de la demanda mundial, seguido de América del Norte y Europa Occidental. [97]
