Conceptos erróneos y hechos interesantes sobre el teflón

A pesar de las afirmaciones persistentes en sentido contrario, el teflón no surgió como un subproducto del programa espacial. «Teflón» es una marca registrada de politetrafluoroetileno (PTFE), una resina fluoropolimérica. El teflón fue descubierto de manera completamente accidental por el Dr. Roy Plunkett en 1938. Se comercializó en 1946.

Politetrafluoroetileno, o fluoroplástico-4, más conocido por la marca comercial «Teflon», es un polímero de tetrafluoroetileno (PTFE), un plástico con propiedades físicas y químicas únicas, ampliamente utilizado en la industria y en el hogar.

La palabra «Teflón» es una marca registrada de la compañía química estadounidense Chemours, una escisión de la corporación DuPont.

En abril de 1938, el científico químico de 27 años Roy Plunkett, de la compañía «Kinetic Chemicals», experimentaba con gases relacionados con los refrigerantes (como el freón) cuando descubrió que una muestra dejada bajo el efecto del frío se había convertido en una sustancia sólida cerosa de color blanquecino con propiedades bastante interesantes. No solo el material tenía una superficie extremadamente resbaladiza, sino que también resultó ser sorprendentemente resistente a casi todos los químicos y solventes, incluyendo ácidos altamente corrosivos.

En 1941, a Kinetic Chemicals se le otorgó una patente para el teflón, y en 1949 se convirtió en una división de la compañía estadounidense «DuPont». Rápidamente se encontró una aplicación práctica para el nuevo descubrimiento: primero en el «Proyecto Manhattan» (el nombre en clave del programa para desarrollar armas nucleares entre 1942 y 1946), y luego para utensilios de cocina.

Hasta el día de hoy, nadie ha podido señalar el origen del mito de la «astronáutica», excepto, quizás, por el hecho de que el programa espacial «Apolo» dependía en gran medida del teflón, que se utilizaba para aislar cables.

Otro concepto erróneo relacionado con el teflón es el mito de que las balas recubiertas de teflón penetran los chalecos antibalas mucho mejor que cualquier otra. En realidad, la función del recubrimiento de teflón es reducir el desgaste interno del cañón del arma, lo que no tiene nada que ver con la efectividad de la bala en sí.

El teflón realmente tiene el coeficiente de fricción más bajo en comparación con otros materiales sólidos conocidos, por eso funciona tan bien como revestimiento antiadherente para sartenes de cocina.

Pero si el teflón es tan resbaladizo, ¿cómo se adhiere a la sartén? El proceso requiere un tratamiento previo con chorro de arena, lo que crea muchas pequeñas rayas en la superficie de la sartén, sobre las cuales se rocía una fina capa de teflón líquido. Todo esto se seca bajo altas temperaturas, el teflón se solidifica y se adhiere firmemente. Luego se cubre con un sellador especial y se somete a un segundo tratamiento térmico.

A continuación, examinaremos en detalle en qué áreas de la actividad humana se utiliza el teflón y cuán seguro es para nuestra salud.

¿Dónde más se utiliza el teflón?

Teflón es una sustancia blanca, transparente en capas delgadas, que se asemeja a la parafina o al polietileno. Posee alta resistencia al calor y al frío, permanece flexible y elástico a temperaturas de −70 a +270 °C, y es un excelente material aislante. El teflón tiene una tensión superficial y una adhesión muy bajas, y no se moja ni con agua, ni con grasas, ni con la mayoría de los solventes orgánicos.

El fluoroplástico es un material blando y fluido, por lo que tiene un uso limitado en estructuras cargadas. Tiene una adhesión muy baja (pegajosidad). La compañía DuPont indica una temperatura de inicio de fusión para diferentes tipos de teflón entre 260 °C y 327 °C.

El teflón se utiliza en las industrias química, eléctrica y alimentaria, para la producción de ropa de membrana, en medicina, en vehículos, con fines militares, principalmente como revestimientos. Los fluoropolímeros ganaron mayor fama debido a su amplio uso en la producción de utensilios de cocina con revestimiento antiadherente. Entonces, veamos las principales áreas de aplicación de esta sustancia única.

1. Industria alimentaria y hogar

Gracias a su baja adhesión, no humectabilidad y resistencia al calor, el teflón en forma de revestimiento antiadherente se utiliza ampliamente para la fabricación de moldes de extrusión y moldes para hornear, así como sartenes y ollas.

El teflón también se utiliza en la producción de otros electrodomésticos. El revestimiento de teflón en forma de una película muy delgada se aplica a las hojas de afeitar, lo que prolonga significativamente su vida útil y facilita el afeitado.

Cuidado de los utensilios con revestimiento de teflón

El revestimiento de teflón no es muy resistente, por lo que al cocinar en estos utensilios solo se deben usar utensilios blandos — de madera, plástico o recubiertos con una capa de plástico — (espátulas, cucharones, etc.). Los utensilios con revestimiento de teflón deben lavarse en agua tibia con una esponja suave, con la adición de un detergente líquido, sin usar esponjas abrasivas o pastas limpiadoras, y también evitar sobrecalentarlos por encima de 415 °C y freír a fuego alto.

La interesante historia de la marca Tefal

En 1954, el ingeniero francés Marc Grégoire descubrió un método para aplicar politetrafluoroetileno (teflón) sobre aluminio. Así se inventó la primera sartén con revestimiento antiadherente. Dos años después, en 1956, se fundó la compañía Tefal en Sarcelles (Francia).

A finales de 1956, la nueva producción fabricaba 100 sartenes al día. La invención se vendió bajo el lema «La sartén TEFAL — la primera sartén que realmente no se pega». Para 1961, la demanda de sartenes Tefal alcanzó 1 millón de unidades al mes.

En 1968, Tefal se convirtió en el principal fabricante de utensilios de cocina en Francia, con un volumen de ventas de 49 millones de francos. Y en ese mismo año, el grupo francés de empresas de electrodomésticos Groupe SEB llegó a un acuerdo para adquirir Tefal. A lo largo de su historia, la compañía SEB ha ampliado la gama de productos de la marca Tefal con nuevas tecnologías y electrodomésticos para el hogar.

En 2009, Tefal lanzó su sartén número mil millones.

2. Industria y tecnología

En varias industrias, las fibras obtenidas del politetrafluoroetileno (teflón) han encontrado un amplio uso como filtros de bolsa de alta temperatura, diferentes tipos de juntas resistentes al calor, hilos para telas textiles, así como en equipos automotrices, filtros industriales de uso general, elementos de válvulas de cierre y regulación, agitadores y bombas, equipos de filtración y separación.

En la aviación, por ejemplo, el teflón se utiliza para fabricar tuberías flexibles de metal-plástico para sistemas hidráulicos que operan bajo alta presión (más de 200 kgf/cm²) y con alta temperatura del fluido de trabajo.

Con fluoroplástico de la marca F-4 se pueden fabricar: columnas de rectificación, bombas, tuberías, válvulas, fuelles, baldosas de revestimiento, empaquetaduras. Como dieléctrico, el politetrafluoroetileno se utiliza con éxito en equipos de alta y ultra alta frecuencia. La película de fluoroplástico laminada se utiliza en la fabricación de cables, alambres, condensadores de alta calidad, para el aislamiento de bobinas, ranuras de máquinas eléctricas. Como material estructural, el politetrafluoroetileno se utiliza en la fabricación de varias piezas de máquinas. El teflón encuentra un uso especialmente amplio en la fabricación de cojinetes que funcionan sin lubricante, con una cantidad limitada de lubricante y en presencia de un medio corrosivo.

Gracias a su inercia química, hidrofobicidad (ángulo de contacto de 108±2°), oleofobicidad y fluidez, el teflón se ha generalizado para sellar uniones roscadas y de brida (cinta FUM o cinta de teflón).

Debido a sus características cualitativas, las cintas autoadhesivas de teflón son muy populares y se utilizan a menudo en las industrias textil y alimentaria, así como en la actividad cotidiana de las personas. Estas pueden ser: cinta de teflón, cinta de teflón para selladora al vacío, tela de vidrio con revestimiento de teflón, cinta de teflón para selladora, cinta autoadhesiva de teflón, etc.

Material lubricante

El fluoroplástico-4 (teflón) es un excelente material antifricción con un coeficiente de fricción por deslizamiento, el más bajo entre los materiales estructurales disponibles (incluso menor que el del hielo derretido). Debido a su suavidad y fluidez, rara vez se utilizan cojinetes de deslizamiento enteros de fluoroplástico. En unidades altamente cargadas, se utilizan cojinetes de metal-fluoroplástico y bandas de soporte de metal-fluoroplástico. Tal elemento de deslizamiento soporta decenas de kilogramos por milímetro cuadrado y consiste en una base metálica sobre la cual se aplica un revestimiento de teflón.

El teflón también se utiliza como material de relleno antifricción (material lubricante sólido), mejorando las propiedades de deslizamiento de los polímeros base, como el poliéter éter cetona (inglés PEEK) o el polifenileno sulfuro (inglés PPS), para obtener una composición de «cojinete» que posee alta resistencia, resistencia al desgaste, resistencia a la fluencia y buenas propiedades antifricción.

Se conocen materiales lubricantes con teflón finamente disperso introducido en su composición. Se distinguen por el hecho de que el relleno, que se deposita en las superficies metálicas de fricción, permite en algunos casos que los mecanismos funcionen durante algún tiempo con un sistema de lubricación completamente fallido, solo debido a las propiedades antifricción del teflón.

Electrónica

El teflón se utiliza ampliamente en equipos de alta frecuencia, ya que, a diferencia de materiales similares como el polietileno o el polipropileno, tiene un coeficiente de permitividad dieléctrica que varía muy poco con la temperatura, un alto voltaje de ruptura y pérdidas dieléctricas extremadamente bajas. Estas propiedades, junto con la resistencia al calor, determinan su amplio uso como aislamiento de cables, especialmente de alto voltaje, varias piezas eléctricas, en la fabricación de condensadores de alta calidad, placas de circuito impreso.

En equipos electrónicos de propósito especial, se utiliza ampliamente el cableado con aislamiento de fluoroplástico, resistente a medios agresivos y altas temperaturas — cables de las marcas MGTF, MS y varias otras. Es imposible derretir un cable con aislamiento de teflón con un soldador. La desventaja del fluoroplástico es su alta fluidez en frío: si se mantiene un cable con aislamiento de fluoroplástico bajo carga mecánica (por ejemplo, se coloca una pata de mueble sobre él), el cable puede quedar expuesto después de un tiempo.

3. Medicina

Gracias a su biocompatibilidad con el cuerpo humano, el teflón se utiliza con éxito para fabricar implantes para cirugía cardiovascular y general, odontología y oftalmología. El politetrafluoroetileno se considera el material más adecuado para la producción de vasos sanguíneos artificiales y marcapasos.

En odontología, las membranas no reabsorbibles de teflón con refuerzo de marco de titanio o sin él se utilizan en técnicas de regeneración ósea guiada (ROG). También existe un material de sutura de PTFE.

En 2011, el teflón se utilizó por primera vez para la reparación de tabiques nasales dañados y paredes de los senos paranasales en lugar de mallas de titanio. Después de 12 a 15 meses, el implante se disuelve completamente y es reemplazado por el propio tejido del paciente.

4. Ropa

En la producción de ropa moderna de alta tecnología, se utilizan materiales de membrana basados en politetrafluoroetileno expandido.

Mediante la deformación física del teflón, se obtiene una película delgada y porosa que se aplica a las telas y se utiliza en la confección de ropa. Los materiales de membrana, dependiendo de las características de su fabricación, pueden tener propiedades de protección contra el viento o de impermeabilización, mientras que el tamaño de los poros de la membrana de politetrafluoroetileno permite que el material transpire eficazmente.

Existe un material de membrana de teflón con base de tela que permite el paso del aire pero no del viento.

El teflón también se utiliza en la fabricación de alfombras, paraguas, impermeables, chaquetas, pelotas y muchos otros artículos.

5. Otros productos en los que se utiliza teflón

• Lámparas de calefacción
• Calentadores portátiles (mantas eléctricas)
• Placas de planchas
• Revestimientos de tablas de planchar
• Hornillas de cocina
• Bandejas para horno
• Parrillas eléctricas
• Dispositivos para hacer palomitas de maíz
• Cafeteras
• Rodillos (con revestimiento antiadherente)
• Máquinas para hacer pan
• Bandejas para asados o parrillas
• Moldes para helados
• Inodoros con revestimiento de teflón
• Hervidores
• Sacacorchos
• Superficies de cocinas
• Utensilios de cocina
• Ollas y sartenes para freír
• Woks (ollas chinas para freír verduras y carne)
• Moldes para hornear
• Prensas para sándwiches calientes
• Gofreras
• Criostatos ópticos
• Hojas de afeitar
• Revestimientos internos de cañones de tanques
• Motores de cohetes eléctricos
• Juntas de mecanismos articulados (bisagras)
• Materiales de pintura

¿Cómo afecta el teflón al cuerpo humano?

El posible impacto negativo del politetrafluoroetileno en la salud humana ha sido objeto de opiniones controvertidas durante muchos años. El polímero en sí es muy estable e inerte en condiciones normales. El politetrafluoroetileno no reacciona con los alimentos, el agua ni los productos químicos domésticos.

Cuando se ingiere, el politetrafluoroetileno es inofensivo. La Organización Mundial de la Salud solicitó a la Organización Internacional para la Investigación del Cáncer que realizara un experimento con ratas. El experimento mostró que al consumir hasta un 25 % de politetrafluoroetileno con los alimentos, no se observa ningún efecto. Este estudio se realizó en la década de 1960 y se repitió en la década de 1980 en una población común de ratas que consumían PTFE diariamente en una cantidad equivalente al 25 % de su ingesta total de alimentos.

Investigaciones de expertos franceses, publicadas en la revista «60 Millions de Consommateurs», confirman la seguridad del revestimiento antiadherente. La revista francesa informa que, como resultado de las pruebas, se demostró la seguridad total de las sartenes. Todas las muestras pasaron con éxito las pruebas después de frotar las superficies mil veces con un material abrasivo durante dos ciclos.

El teflón es biológicamente peligroso principalmente en dos casos: durante su producción y cuando el polímero terminado se sobrecalienta (a temperaturas superiores a 200 °C).

Cuando el fluoroplástico se sobrecalienta, se produce una descomposición térmica con la liberación de sustancias tóxicas.

Contaminación en la producción

La principal fuente de riesgos biológicos en la producción de fluoropolímeros es el ácido perfluorooctanoico (PFOA, en inglés), conocido como «C8». Este compuesto se utilizó en la producción de teflón en los Estados Unidos desde la década de 1950. Los primeros informes sobre su impacto en la salud se obtuvieron en las plantas de 3M y DuPont en la década de 1960. En la década de 1980, grupos científicos comenzaron a estudiar los efectos biológicos. A finales de la década de 1990, las autoridades reguladoras de los Estados Unidos prestaron atención al problema, lo que resultó en el reconocimiento de la peligrosidad de la sustancia y la regulación de sus concentraciones máximas. Los procesos tecnológicos en los Estados Unidos se modificaron para eliminar por completo el C8. Se lanzaron campañas a gran escala para controlar las concentraciones de PFOA y aclarar su impacto en la salud humana.

Hecho interesante

La compañía DuPont recibió demandas judiciales (sobre las cuales se hizo la película «Dark Waters», 2019) por cientos de millones de dólares de parte de sus propios empleados y residentes cercanos debido a daños a la salud y encubrimiento de los peligros de la producción. Durante muchos años, el abogado corporativo Robert Bilott, quien descubrió la conexión entre una serie de muertes misteriosas y una gran cantidad de enfermedades en un pequeño pueblo y la compañía química DuPont, litigó contra el fabricante por la contaminación del agua en los alrededores de Parkersburg con PFOA, una sustancia cuyos niveles no estaban regulados por la ley en ese momento.

En 2006, la empresa DuPont, en ese momento el único productor de PFOA en los Estados Unidos, acordó eliminar los residuos del reactivo de sus plantas para 2015. Según información oficial de la compañía, desde enero de 2012, DuPont no utiliza PFOA en la producción de utensilios de cocina y moldes para hornear.

Investigaciones independientes en Europa han demostrado que los revestimientos antiadherentes no contienen PFOA en cantidades que excedan los límites seguros. La Academia China de Control de Calidad, Inspección y Cuarentena (GAQSIQ), así como el Instituto Tecnológico de Dinamarca, confirman que no se ha detectado exposición a PFOA utilizada en la producción de utensilios de cocina.

Descomposición térmica del teflón

En general, los signos de descomposición (pirólisis) del teflón se detectan a una temperatura de 200 °C. Sin embargo, este proceso ocurre relativamente lento hasta una temperatura de 420 °C. Pero a temperaturas superiores a 380 °C, aparece perfluoroisobutileno (un gas extremadamente tóxico, aproximadamente 10 veces más tóxico que el fosgeno) y otros productos de pirólisis.

Los experimentos muestran que los productos de descomposición térmica al calentar el teflón por encima de 350 °C causan síntomas de intoxicación, similares a la fiebre de los fundidores, conocida como «fiebre del teflón».

Para obtener más información sobre estos experimentos y los posibles peligros del sobrecalentamiento del teflón, vea el video al final de este artículo.

Conclusión

Dado que la liberación masiva de sustancias tóxicas del teflón comienza a temperaturas superiores a 450 °C, los utensilios con revestimiento antiadherente se consideran seguros, ya que es imposible alcanzar tales temperaturas durante su uso normal.

Debe tenerse en cuenta que los fabricantes consideran normal solo el calentamiento con agua o aceite en la sartén. El agua evita el sobrecalentamiento del teflón, y su evaporación completa indica un calentamiento significativo del utensilio, que ahora no se visualiza y puede volverse crítico. Los aceites alimentarios se descomponen a temperaturas de hasta 200 °C con liberación de humo, lo que facilita la identificación del sobrecalentamiento.

El calentamiento de utensilios vacíos en la estufa se considera anormal, y en este caso es fácil alcanzar temperaturas de pirólisis del teflón. Para facilitar su uso, algunos modelos de utensilios de teflón están equipados con indicadores visuales de temperatura integrados.

En general, ¡use los utensilios de teflón correctamente!

El peligro de los productos de descomposición del teflón para las aves

La estructura única del sistema respiratorio de las aves las hace extremadamente sensibles a las sustancias tóxicas en el medio ambiente. Se ha establecido que incluso una cantidad mínima de ácido perfluorooctanoico, al ingresar al cuerpo de un ave a través del aire inhalado, afecta su sistema respiratorio, causando la muerte después de un tiempo (desde unos minutos hasta varias horas).

Las aves pequeñas son más sensibles a las sustancias tóxicas; solo unos segundos de inhalación de los vapores del teflón son suficientes para que mueran dentro de las 24 horas siguientes. Hay muchos informes sobre la muerte de aves domésticas (por ejemplo, loros) debido a los vapores de sartenes de teflón que se dejaron desatendidas y se sobrecalentaron por encima de la temperatura segura.

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¿Son peligrosas las sartenes de teflón?