El cobre cuaternario alcalino , abreviado habitualmente como ACQ , es un tipo de producto conservante de madera a base de agua que contiene un complejo soluble de cobre (II) y compuestos de amonio cuaternario sustituidos con alquilo o arilo ("quats"). Por ello, el producto se denominó originalmente cobre amoniacal/amonio cuaternario . [1] [2]
El cobre presente en la preparación se encuentra en forma de un complejo soluble con amoniaco NH 3 o una amina como la etanolamina N(C 2 H 5 )H 2 . En cualquier caso, el contenido de cobre se expresa habitualmente como un porcentaje en peso de la cantidad de óxido de cobre CuO que explicaría el cobre presente. [2]
Como portador de cobre, el amoníaco tiene la ventaja de que penetra mejor en especies occidentales difíciles de tratar que otros conservantes a base de agua. De lo contrario, se prefiere la etanolamina como portador de cobre. [3]
Cationes de amonio cuaternario
El catión amonio cuaternario en algunas formulaciones es didecildimetilamonio (DDA) N + (CH 3 ) 2 (C 10 H 21 ) 2 . [2]
El DDA se produce comercialmente en forma de carbonato, con el nombre comercial de "Carboquat". El carbonato se utiliza en lugar del cloruro para reducir la corrosión del equipo de tratamiento. [2]
El carbonato de DDA no es volátil y es altamente soluble en agua, con un coeficiente de partición octanol-agua cercano a cero . [2]
Otro catión de amonio cuaternario utilizado en algunas formulaciones es el alquildimetilbencilamonio (ADBA). La fórmula es N + (CH 2 ) 2 (C 6 H 5 )(C n H 2 n +1 ) , [4] donde n varía entre 8 y 18. [5]
Tanto el complejo de cobre como los quats son cationes positivos . Los contraiones (los aniones que equilibran sus cargas positivas) son típicamente hidróxido HO − , cloruro Cl − , carbonato CO 2−3o bicarbonato HCO−3. [2] [4]
Las formulaciones de ACQ difieren en el "transportador" (agente complejante para el cobre), ya sea amoníaco o etanolamina; y en el catión amonio cuaternario presente. Tipos registrados en los EE. UU. [3] y Canadá : [4]
La formulación ACQ Tipo D también contiene dos mohocidas: 2-metil-4-isotiazolin-3-ona y 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona . [2]
El portador de amoniaco ACQ-B mejora su capacidad de penetración en maderas difíciles de tratar, como algunas maderas del oeste de EE. UU. Las formulaciones con etanolamina, especialmente ACQ-D, se utilizan generalmente para maderas más fáciles (como el pino del sur ) porque proporciona una apariencia superficial más uniforme. [3]
Durante el proceso de tratamiento de la madera, el cobre soluble en agua y los cationes de amonio cuaternario se inmovilizan mediante la formación de compuestos insolubles estables con lignina , celulosa , hemicelulosa y otros componentes de la madera. [2]
El cobre es el principal agente bactericida y fungicida .
El catión de amonio cuaternario se agrega para prevenir el crecimiento de bacterias, hongos y moho tolerantes al cobre, [2] como insecticida .
El ACQ se aplica en plantas de tratamiento de madera mediante impregnación industrial al vacío y a presión. [ cita requerida ] Se cargan troncos de madera seca en un contenedor cilíndrico largo (de hasta 150 pies) de siete pies de diámetro. Los troncos se desplazan sobre un sistema de rieles en la parte inferior del cilindro. Una vez lleno, el contenedor se somete a un fuerte vacío, extrayendo todo el aire y la humedad restante de la madera. Luego, el cilindro se llena casi por completo con la solución de ACQ y se aplica una presión de 150 PSI durante varias horas para forzar la solución a penetrar completamente en la madera. Después de que se haya bombeado la solución, se aplica nuevamente un vacío para eliminar el exceso de solución de la madera. {https://extension.okstate.edu/fact-sheets/basics-of-pressure-treatment-of-wood.html} 2022-4-13
Tamaños de literas: 2×4 tiene 294 piezas, 2×6 tiene 189 piezas, 2×8 YP tiene 96 piezas, 2×10 YP tiene 80 piezas y 2×12 YP tiene 64 piezas. (YP = pino amarillo) La madera suele tener ocho, doce o dieciséis pies de largo, pero puede ser más larga.
El producto ACQ-C normalmente se envía desde el fabricante como una solución concentrada que se diluye en la planta de tratamiento de madera. El ACQ-D y el ACQ-A se envían como dos soluciones separadas que se mezclan y diluyen en la última. [4]
En los EE. UU. y otros países, el ACQ está registrado para su uso en madera, vigas de madera, durmientes, postes de cercas, postes de construcción y servicios públicos, pilotes terrestres, de agua dulce y marinos , muros marinos, cubiertas, tejas de madera y otras estructuras de madera. [6]
La madera tratada con ACQ tiene un color marrón verdoso que puede desvanecerse a marrón y puede tener un ligero olor a amoníaco hasta que la madera se seque. [3] [4]
En la madera tratada, el cobre es relativamente inofensivo y no supone un problema para el medio ambiente ni para la salud. [2]
El cloruro de DDA está aprobado como germicida , fungicida y algicida para productos desinfectantes que se han utilizado durante décadas en hospitales y otros establecimientos comerciales e industriales. [2]
El cloruro de ADBA se ha utilizado en productos comerciales en los EE. UU. desde 1947. La EPA emitió una norma de registro en 1985. [5]
Una desventaja del ACQ es que las plantas de tratamiento y la madera recién tratada en los patios de almacenamiento liberan cantidades significativas de contaminación del aire, en forma de amoníaco. Si bien los componentes del CCA son mucho más tóxicos en términos de peso, al ser sólidos no volátiles, se pueden contener de manera efectiva. [1]
El cobre presente en la madera tratada con ACQ acelera la corrosión de los elementos de fijación de acero galvanizado (como clavos y tornillos) 10 veces o más en comparación con la madera tratada con CCA. El acero inoxidable (AISI 316) no se ve afectado. [7] Se deben evitar los elementos de fijación de aluminio y Galvalum. [8] Se deben utilizar elementos de fijación hechos de acero galvanizado en caliente, cobre o acero inoxidable. [3] [9]
La tecnología ACQ fue desarrollada y patentada en Canadá y mejorada en los EE. UU. Se ha producido comercialmente en Europa, Japón y los EE. UU. desde fines de la década de 1980. Los productos de madera tratados con conservante ACQ se produjeron comercialmente en Canadá por primera vez en 2004. [4] [1]
El ACQ se convirtió en un conservante de madera ampliamente utilizado después de que surgieran preocupaciones sobre la posible contaminación ambiental por cromo y arsénico de la madera tratada con arseniato de cobre cromado (CCA), a través del contacto (especialmente en áreas de juegos ), lixiviación, aserrado y lijado, o quema. [9] Estas preocupaciones llevaron a la prohibición virtual del CCA para fines residenciales por parte de la EPA de EE. UU. en 2003-2004.
Chemical Specialties, Inc (CSI, ahora Viance) recibió el Premio Presidencial de Química Verde de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU . en 2002 por la introducción comercial de ACQ.