La brea

La brea es un residuo de la pirólisis de un material orgánico o destilación de alquitranes. Es sólida a temperatura ambiente y está constituida por una mezcla compleja de muchos hidrocarburos de las siguientes clases: hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) (alquil sustituidos, con el grupo ciclopentadieno, parcialmente hidrogenados, heterosustituidos, con grupos carbonilo, etc.), oligoarilos y ologoarilmetanos, compuestos policíclicos heteroaromáticos (benzólogos de pirrol, furano, tiofeno y piridina). Las breas presentan un amplio intervalo de ablandamiento en vez de una temperatura definida de fusión. Cuando se enfría el fundido las breas solidifican sin cristalización.

 Los HAP constituyen el grupo de compuestos más abundantes en las breas. Según su estructura, pueden clasificarse en cata-condensados y peri-concensados. Los cata-condensados presentan átomos de carbono terciario comunes, como máximo, a dos anillos aromáticos, mientras que, en los peri-condensados, algún átomo de carbono terciario pertenece a tres unidades aromáticas. La diferente tipología de esas dos clases de compuestos poliaromáticos afecta a su comportamiento, por ejemplo a su reactividad térmica.

 Existen varios tipos de breas según so origen:

 Breas de alquitrán de hulla: Es un residuo de la destilación o tratamiento térmico del alquitrán de hulla. Están constituidas por mezclas complejas de numerosos HAP y compuestos heterocíclicos.

Esquema de la obtención de brea de alquitrán de hulla como subproducto de la coquización

 Brea de petróleo:  Son un residuos del tratamiento térmico y destilación de distintas fracciones del petróleo. En estas breas abundan los hidrocarburos aromáticos con sustituyentes alquilo y grupos nafténicos.  

 Brea Vegetal o de Biomasa: Se obtienen a partir de alquitranes de origen vegetal por procedimientos similares a los empleados en la fabricación de breas de alquitrán de hulla o petróleo.

 Brea sintética: Se obtiene mediante “polimerización” de compuestos aromáticos puros como el naftaleno, o mediante pirólisis de polímeros. Su estructura y propiedades depende del compuesto de partida.  

Brea de mesofase: La brea de mesofase es un material con las características de un cristal líquido. Está formada por unas unidades básicas con forma de esferas que poseen una estructura similar a la del grafito aunque la forma de apilamiento de los planos grafíticos es muy diferente a la de éste. Se obtiene por diversos tratamientos térmicos  en los que partiendo de otras breas, con características adecuadas, se consigue separar o concentrar la fracción rica en mesofase.

Las breas son pues subproductos de procesos de conversión de carbones, petróleo o biomasa. Es decir, son productos de, relativamente, poco valor añadido, que sin embargo son los precursores de de productos con un gran valor añadido como son los materiales de carbón.

 

Usos de las breas

 Las principales materias primas para la fabricación de los materiales de carbón son las breas, principalmente las de alquitrán de hulla y petróleo y sus coques. La transformación de estos precursores en un material de carbón implica un proceso de tratamiento térmico denominado carbonización. De las condiciones de este proceso y de las características del precursor dependerán las propiedades o prestaciones del material de carbón resultante. Las breas son también precursores de algunos tipos de fibras de carbono o de grafito. Para la obtención de este tipo de fibras la brea se somete a un tratamiento térmico para obtener la brea de mesofase. Ésta se somete a un hilado para obtener una fibra de brea (termoplástico, con algo grado de orientación de las moléculas a lo largo del eje de la fibra). Esta fibra se somete a una oxidación para obtener una fibra de brea de mesofase termoestable (con enlaces cruzados de oxigeno entre las moléculas que mantienen y bloquean la orientación). Finalmente, se someten a un proceso de tratamiento térmico en gas inerte que puede variar entre 1500 ºC y 3000 ºC para producir fibras de carbón o grafito, respectivamente.

Obtención de materiales de carbón y materiales grafíticos a partir de brea

 

Caracterización de las breas

Las breas son los principales precursores de los materiales ce carbón y su caracterización estructural juega un papel muy importante en la predición de su comportamiento térmico. Los métodos mas utilizados por los fabricantes y usuarios para la caracterización de una brea son:


 

Eres como una mujer perfumadita de brea

"... Y te acercas, y te vas
después de besar mi aldea.
Jugando con la marea
te vas, pensando en volver.
Eres como una mujer
perfumadita de BREA
"

Joan Manuel Serrat (Mediterráneo)

¿A quien se refiere Serrat con "perfumadita de brea", a la mar con olor a brea o a una mujer perfumadita de brea?. El caso es que, si bien sobre gustos no hay nada escrito, el olor a brea no es precisamente agradable. Así, de ser la mar la que desprendiese el olor a brea, quizás se pudiese especular con algún tipo de vertido de crudo, aceite pesado o marea negra, como la causa de dicho olor. Ahora bien, caso de ser la mujer, el perfume a brea podría ser debido al uso de algún champú o jabón conteniendo brea en su composición. Este tipo de cosméticos, basados en la brea, fueron muy populares en otros tiempos, en los que la variedad de champús se limitaba, fundamentalmente, a los de huevo y los de brea; también estaban los de fresa, pero estos resultaban algo casi exótico. Hoy en día la variedad es mucho mayor, pero aun se comercializan champús y jabones usando brea de pino y hulla principalmente. Estos champús y jabones son recomendados para combatir la caspa, dermatitis seborreica, eczema, picores, etc. Sin embargo, y curiosamente, en las breas existen varios compuestos potencialmente cancerígenos. No obstante es de suponer que estos productos no contienen estos compuestos en proporciones que pudieran resultar peligrosas. En algunas publicidades de este tipo de productos, de cierto corte naturalista, puede leerse: "a base de extracto de brea de hulla natural". ¿Que será entonces la hulla artificial?.

Champú medicinal.( CHAMPÚ DE BREA ). Composición: cada 100 mL contiene: 5 mL de liquor picis carbonis; 5 g de resorcinol monoacetato; vehículo apropiado c.s. Indicaciones: caspa. Dermatosis generalizada persistente, como psoriasis, eczema, dermatitis atópica y dermatitis seborreica. Contraindicaciones: hipersensibilidad a alguno de los componentes del medicamento, inflamación aguda, heridas abiertas, infecciones de la piel. Precauciones: embarazo: no se han realizado estudios que garanticen su seguridad. Lactancia materna: no se sabe si la brea de hulla se excreta en la leche materna; no se han descrito problemas en humanos. Niños: los productos de brea de hulla no deben usarse en lactantes, a no ser bajo la atenta supervisión del médico. Evitar el contacto con los ojos. Carcinogenicidad: Estudios en pacientes con psoriasis que han sido tratados con brea de hulla no indicaron un aumento en la evidencia de cáncer de la piel. Reacciones adversas: ocasionales: irritación y erupción cutánea (foliculitis, dermatitis de contacto alérgica o irritante). Interacciones: medicamentos fotosensibilizadores: puede producir efectos fotosensibilizadores aditivos; no se recomienda el uso simultáneo de brea de hulla con metoxaleno o trioxisaleno sistémicos o tópicos. Posología: debe humedecerse el cuero cabelludo con agua tibia, y dar masajes al cuero cabelludo con una cantidad abundante de champú, después enjuagar. La aplicación se repite y se deja actuar el champú sobre el cuero cabelludo durante 5 min, después se enjuaga a fondo, el champú puede volverse a aplicar según necesidades o según las indicaciones del médico. Su uso es tópico, en el cuero cabelludo, 2 v/semana o según prescripción. Tratamiento de sobredosis y de efectos adversos graves: medidas generales.

El párrafo anterior está extraído de del prospecto de un champú de brea comercializado como champú medicinal. La lista de contraindicaciones, precauciones, reacciones adversas, interacciones y demás, resulta cuando menos un tanto inquietante. En cualquier caso, y elucubraciones aparte, gracias Joan Manuel por habernos regalado la canción.

 

Sellado de juntas con brea

En mayo de 2006, en un viaje a Budapest, fotografié esta escena en las calles del casco histórico de Buda. Un empleado estaba sellando con brea fundida las juntas entre los adoquines de las aceras. Para dar fluidez a la brea previamente se fundía en en un recipiente calentado por una resistencia eléctrica.

 




 

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© 2006  J. Ángel Menéndez