La reciente legislación propuesta por el estado de Nueva York en Estados Unidos para prohibir la venta de negro de humo en un plazo de dos años, incluye qué es el negro de humo, por qué se debe restringir su uso, su uso en la industria gráfica y otras industrias, cómo se produce, su impacto potencial en el medio ambiente y la viabilidad de las alternativas.
Con el tiempo, se han desarrollado diversos métodos para producir negro de humo, adaptados a su nivel tecnológico y a las condiciones geográficas. El proceso de negro de humo en horno es actualmente el más eficiente y utilizado, pero también analizaremos otros procesos.
Proceso de ennegrecimiento del horno
Este proceso utiliza hidrocarburos procedentes del petróleo y el gas natural como materia prima para producir la mayor parte del negro de humo del mundo. Las materias primas se inyectan en el reactor para su descomposición térmica. Sin embargo, en entornos con temperatura y oxígeno controlados, la combustión es solo parcial. En esta reacción controlada, se generan y recogen partículas de negro de humo. En los sistemas de reactores actuales, se puede aplicar un tratamiento superficial durante la generación de pigmentos para mejorar el rendimiento en aplicaciones específicas (por ejemplo, dispersión de pigmentos y fabricación de tintas).
El negro de humo se presenta en forma de polvo aglomerado, con tamaños de partícula primaria que oscilan entre 10 y 80 nm. Para facilitar su procesamiento, el polvo se puede comprimir en partículas. Además de la modificación del tratamiento superficial, también se pueden modificar las condiciones del proceso para controlar características como la estructura y el área superficial.

pirólisis catalítica
El proceso de craqueo térmico del negro de humo requiere bombear gas natural al horno de precalentamiento en condiciones inertes. Allí, el gas se descompone en negro de humo e hidrógeno. En condiciones anaeróbicas, el negro de humo generado se forma lentamente, y las partículas resultantes suelen ser muy puras. En comparación con el negro de humo producido en horno, el tamaño de partícula es mayor y la estructura es de peor calidad. Este proceso utiliza dos hornos. Mientras uno se precalienta, el otro descompone el gas natural en negro de humo. El hidrógeno generado durante la descomposición se puede utilizar para precalentar el segundo horno y producir el siguiente lote de producto en este proceso discontinuo.

Proceso de negro de gas (proceso Degussa)
El proceso de negro de humo se desarrolló en Europa utilizando fracciones de alquitrán de hulla. El aceite se calienta hasta su evaporación. El aceite evaporado puro se transporta a la cámara de combustión mediante un gas portador rico en hidrógeno. Debido a la presencia de oxígeno, la superficie del negro de humo resultante presenta un alto grado de funcionalidad, compuesta por grupos funcionales de oxígeno. Este proceso permite obtener negro de humo de alta pureza y tamaño de partícula pequeño. Al igual que el negro de horno, las características del negro de humo lo convierten en una opción ideal para tintas y recubrimientos.

Otros procesos históricos para producir negro de humo incluyen el negro de humo de lámpara, el negro de humo de ranura y el negro de acetileno. Si quieres producirlo tú mismo, es muy sencillo. Coloca una olla con agua fría sobre la vela, pero dentro de la llama anaranjada. Parte de la cera quemada se depositará en forma de negro de humo en el fondo de la olla. Básicamente, si enciendes velas, haces barbacoa, quemas incienso o usas velas de hierba limón para repeler mosquitos, estás produciendo negro de humo.

Cuestiones regulatorias
Cuando hablamos de cuestiones normativas relacionadas con el negro de humo, el primer paso es hacer una distinción crucial. ¿Nos referimos al negro de humo en polvo seco como pigmento, o al negro de humo presente en las películas de tinta seca? Analicemos primero el negro de humo en polvo que reciben los fabricantes de tinta.
Riesgos para la salud
El mayor peligro oculto del negro de humo reside en que, si no se manipula correctamente, pueden producirse explosiones de polvo. Si la concentración de polvo generado supera los 50 gramos por metro cúbico, existe riesgo de explosión o combustión en presencia de una fuente de ignición. Si se realiza una gestión adecuada y se eliminan cuidadosamente las fuentes de ignición, este riesgo puede minimizarse.
El segundo problema es la inhalación. Las partículas de negro de humo son muy pequeñas y, si no están cubiertas, se dispersan fácilmente. La inhalación breve de polvo de negro de humo puede causar irritación y molestias en las vías respiratorias superiores, como tos y sibilancias. Sin embargo, no hay evidencia que indique que el contacto agudo pueda ser mortal.
La inhalación prolongada de negro de humo en animales puede provocar sobrecarga pulmonar e inflamación. Si bien la inflamación puede tener efectos genotóxicos, el negro de humo en sí mismo no se considera mutagénico. Además, estos resultados son similares a los de otros estudios sobre partículas inorgánicas insolubles en estudios de inhalación. Debido a que la exposición prolongada al negro de humo y otras partículas insolubles reduce la capacidad pulmonar, se recomienda siempre el uso de equipo de protección personal (EPP) y el mantenimiento de buenos hábitos de salud laboral al manipular polvo de negro de humo.
El negro de humo no irrita los ojos ni la piel. Sin embargo, puede causar irritación mecánica y, al igual que otros polvos, puede resecar la piel.
La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) clasifica el negro de humo como un carcinógeno de clase 2B. La Asociación Internacional del Negro de Humo considera que esta clasificación se basa en la particular sensibilidad de las ratas de laboratorio a la inhalación de altas dosis de partículas de baja solubilidad. No existen pruebas suficientes para demostrar la relación entre el negro de humo y el cáncer de pulmón en humanos. La Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH), una organización sin fines de lucro, ha concluido que el negro de humo es un carcinógeno animal confirmado, pero su relación con los humanos aún no está clara.
Una vez que el negro de humo se incorpora a la tinta o la pintura, se eliminan todos los riesgos asociados a su uso como partículas insolubles. Esta es una diferencia importante, y el proyecto de ley del Senado parece pasarla por alto, refiriéndose erróneamente al negro de humo como una sustancia tóxica. George Fuchs, director de Asuntos Regulatorios y Tecnología de NAPIM, declaró: «Estamos muy preocupados por esto y nos hemos unido a diversas organizaciones industriales y empresariales para oponernos a esta legislación irreflexiva y contraproducente».
efecto ambiental
Se estima que durante la producción de más de 15 millones de toneladas de negro de humo, se emitirán entre 29 y 79 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono. Si se utiliza hidrógeno en lugar de gas natural, es posible reducir la huella de carbono en un 19%. Otros posibles impactos ambientales incluyen la liberación de monóxido de carbono.

Como ya comentamos, los pigmentos de negro de humo se elaboran principalmente a partir de fracciones de petróleo. El negro de humo se produce a partir de materiales de desecho como neumáticos, y algunas empresas utilizan actualmente recursos renovables para su producción. Living Ink produce negro de humo a partir de residuos de biomasa mediante un proceso con balance de carbono negativo. Han mejorado el proceso de producción de tinta para serigrafía, impresión offset y flexografía. En un futuro próximo, es probable que veamos productos aptos para inyección de tinta. Al igual que el negro de humo tradicional, los pigmentos de negro de humo derivados de biomasa se producen mediante combustión en ambientes anaeróbicos. Lamentablemente, estas formas renovables de negro de humo también estarán prohibidas por la legislación estatal propuesta.

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