Etilenglicol

Información básica: etilenglicol

Monoetilenglicol, comúnmente conocido como anticongelante de etilenglicol, pero también conocido como etano-1,2-diol, MEG, EG y glicol industrial.

El etilenglicol se formuló por primera vez en la década de 1850 y ahora se produce comercialmente a través de una reacción química entre el óxido de etileno y un catalizador. La producción a gran escala de etilenglicol comenzó a principios de 1900 en los Estados Unidos y ahora se produce en grandes volúmenes en todo el mundo.

Etilenglicol - usos principales

• Fluidos de transferencia de calor a base de agua-glicol, que requieren una función anticongelante.
• Formulaciones de glicol enfriador, para su uso en procesos de enfriamiento de alimentos y bebidas.
• Refrigerantes secundarios (líquidos) en grandes sistemas de refrigeración, donde el refrigerante primario (gas) y la planta asociada se colocan en una ubicación central.
• Formulaciones anticongelantes para motores sin agua y a base de agua
• Líquido de deshielo para aeronaves y pistas.
• Intermedio en la producción de fibras de poliéster para botellas de plástico fabricadas en PET.
• Humectante, para absorber la humedad (agua) en los procesos de fabricación.
• Inhibidor de hidratos de gas, en gasoductos.

Etilenglicol - características

• Miembro más simple de la familia de compuestos orgánicos de glicol.
• Agua clara-líquido blanco, ligeramente dulce, ligeramente viscoso.
• El etilenglicol puro hierve a 198 °C y se congela a -52 °C cuando se mezcla con 28% de agua.
• Higroscópico y miscible con agua en todas las proporciones.
• Fácilmente biodegradable y no se bioacumula.
• Las concentraciones superiores al 22% v/v en agua proporcionan una función biostática.

Etilenglicol: beneficios clave

• Las mejores tasas de transferencia de calor de todos los glicoles y, a menudo, se seleccionan por delante del propilenglicol por esta razón.
• Significativamente menos viscoso que el propilenglicol, especialmente a temperaturas bajo cero. Los fluidos de menor viscosidad requieren una mayor energía de bombeo y, por lo tanto, cuestan más para funcionar.
• Se requiere menos volumen porcentual de etilenglicol, cuando se mezcla con agua, en comparación con el propilenglicol para lograr la misma protección del punto de congelación.
• Fabricado en volúmenes mucho mayores que el propileno y otros glicoles, posteriormente el coste unitario suele ser menor y la disponibilidad más fiable.

Etilenglicol: desventajas

• El principal inconveniente asociado al etilenglicol es su toxicidad para humanos y animales. Si bien la gran mayoría de las fichas de datos de seguridad declaran que el etilenglicol es (solo) «nocivo», existe una gran cantidad de pruebas que confirman que cantidades relativamente pequeñas pueden resultar fatales. En los Estados Unidos, el tema de la intoxicación por etilenglicol se ha debatido recientemente en el Senado de los Estados Unidos.

  Hasta 2010 solo el propilenglicol se clasificaba como no tóxico, ese ya no es el caso. En 2010, Hydratech, en asociación con Jack Evans y Tom Light de Connecticut, EE. UU., desarrolló una gama de fluidos de transferencia de calor no tóxicos que se basan en etilenglicol, mezclado con un aditivo de desintoxicación. La gama de productos DTX ofrece la eficiencia térmica y la baja viscosidad asociadas al etilenglicol junto con la clasificación no tóxica del propilenglicol.

  Para obtener información más detallada sobre la gama DTX, seleccione la pestaña Sector correspondiente o llame y hable con uno de nuestros expertos técnicos.

• El etilenglicol tiene una tendencia natural a degradarse en presencia de oxígeno. Durante la degradación se forman varios subproductos ácidos, incluidos los ácidos glicólico, fórmico, acético y oxálico. Estos ácidos corroerán rápidamente el acero al carbono y otros metales a menos que se tomen las medidas adecuadas. Específicamente; minimizando la disponibilidad de oxígeno, amortiguación del pH de los subproductos ácidos y prevención proactiva de la corrosión a través de inhibidores.

Volúmenes mínimos recomendados de etilenglicol para minimizar la contaminación biológica.

A menudo se plantea la cuestión de la concentración mínima recomendada de etilenglicol que se debe utilizar en una solución de agua. Hydratech recomienda un mínimo de 22% v/v, lo que proporciona una protección contra la congelación inferior a -10°C, pero a menudo el operador solo requiere protección contra la congelación a, por ejemplo, -2°C, lo que requeriría significativamente menos etilenglicol por volumen.

Hay varias razones para la concentración mínima recomendada; 

1) Corrosión, escala y control biológico. Los fluidos de transferencia de calor a base de etilenglicol de Hydratech están formulados para funcionar tanto en sistemas de refrigeración como de calefacción en una amplia gama de concentraciones. Para proporcionar protección durante un largo período de tiempo, la mezcla inicial también debe tener el equilibrio adecuado de corrosión, incrustaciones e inhibidores biológicos para mantener un control adecuado de la corrosión en varias concentraciones. P. ej. Los inhibidores en CoolFlow IGE y CoolFlow DTX están formulados para brindar el mejor rendimiento posible y la vida útil del fluido a niveles de etilenglicol entre 25 y 60% v/v. La reducción de la concentración de etilenglicol por debajo del 22% reduce las concentraciones de inhibidor a un nivel que puede no proporcionar una corrosión, escala y protección biológica adecuadas para un sistema.

2) Aumento del pH amortiguador contra la degradación ácida. Tanto el etileno como el propilenglicol se descomponen al exponerse a altas temperaturas. Con una mayor concentración de líquido, también hay una mayor concentración de inhibidor presente en la solución. La mayor concentración de inhibidores proporciona una mayor amortiguación del pH para contrarrestar los subproductos ácidos, que pueden formarse debido a la degradación del etilenglicol.

3) Integridad biológica del fluido. La tercera razón para usar al menos 22% de etilenglicol en el sistema se refiere a la posibilidad de crecimiento bacteriano. Con concentraciones iguales o superiores al 20%, tanto el etilenglicol como el propilenglicol inhiben el crecimiento y la proliferación de la mayoría de los microbios y hongos. La tensión superficial reducida en la solución de glicol interrumpe las paredes celulares de las bacterias, lo que resulta en un ambiente que no apoyará el crecimiento bacteriano. A concentraciones de glicol muy bajas, por ejemplo, por debajo del 1%, tanto el etilenglicol como el propilenglicol actúan como nutrientes para las bacterias. A estas concentraciones, las bacterias biodegradarán el propilenglicol causando un rápido crecimiento de la contaminación bacteriana. A niveles por encima del 1 y por debajo del 20%, algunas bacterias pueden sobrevivir con un crecimiento limitado, especialmente a temperaturas moderadas.

La presencia de bacterias no siempre implica crecimiento bacteriano. Las soluciones de 22% o más de etilenglicol son biostáticas, no biocidas. Por lo tanto, si se introduce una fuente de bacterias en las soluciones de etilenglicol, el líquido puede mostrar la presencia de bacterias. Por esta razón, Hydratech recomienda la limpieza previa a la puesta en servicio de las nuevas instalaciones y las pruebas periódicas del fluido del sistema para verificar cualquier actividad biológica; consulte el Programa de mantenimiento de fluidos SureFlow para obtener más orientación. Para minimizar aún más la posibilidad de contaminación por contaminación externa, todas las formulaciones de Hydratech incluyen biocidas tanto a corto como a largo plazo.

Información técnica sobre el etilenglicol desinhibido

Tomada de "Process Cooling & Equipment usa, julio de 2002". Autor. Sr. Keith Wheeler.

Cuando se usa como fluido de transferencia de calor en aplicaciones de enfriadores, el etilenglicol desinhibido puede degradarse, causando problemas y aumentando los costos. Aprenda la ciencia detrás de sus propiedades y por qué un etilenglicol inhibido podría ser una solución.

El etilenglicol desinhibido ha sido una opción popular de fluido de transferencia de calor en enfriadores durante muchos años debido a su bajo costo inicial y excelente protección contra la congelación y el calor en un amplio rango de temperaturas. También tiene buenas capacidades de transferencia de calor y baja conductividad, sin mencionar que es completamente miscible con agua, un solvente económico y abundante. Esos son los pros. Sin embargo, existen desventajas inherentes al etilenglicol desinhibido, que incluyen:

• Es relativamente fácil de degradar.
• Promueve la corrosión después de que se degrada.
• Es difícil de controlar.
• Absorbe el agua de la atmósfera.

Estas desventajas pueden llevar a un cambio frecuente de fluidos, lo que puede costar a los usuarios dinero en mano de obra y piezas. También puede haber pérdida de costes de producción debido a la parada y posible fallo prematuro del sistema.

Degradación de etilenglicol desinhibido

Dow Chemical Co., Midland, Mich., distribuye un boletín técnico titulado "Degradación térmica ácida de etilenglicol y propilenglicol". Este boletín de asesoramiento hace referencia a la investigación del Dr. Walter Rossiter y su equipo de la Oficina Nacional de Estándares, ahora llamado Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST).

El Dr. Rossiter y su equipo realizaron experimentos que mostraron que el etilenglicol desinhibido se degradará en cinco ácidos orgánicos: glicólico, glioxílico, fórmico, carbónico y oxálico, en presencia de calor, oxígeno, cobre y aluminio. El cobre y el aluminio actúan como catalizadores en presencia de etilenglicol desinhibido. Los ácidos orgánicos atacarán químicamente el cobre y el aluminio en tan solo tres semanas en las condiciones adecuadas para formar compuestos orgánicos metálicos en el fluido.

John Beavers y Ronald Diegle de Battelle, Columbus Laboratories, realizaron otro extenso estudio sobre la degradación del etilenglicol desinhibido. Llegaron a la conclusión de que la degradación del etilenglicol desinhibido ocurría en ausencia de contacto con varios metales, pero la degradación se aceleraba por la presencia de los metales.

Muchas guías de resistencia química enumeran que el cobre, el aluminio y otros metales son aceptables para su uso con etilenglicol desinhibido. Por lo general, sus recomendaciones se basan en un estudio de compatibilidad química de dos semanas que expone varios metales al etilenglicol desinhibido a varias temperaturas. La investigación anterior indica que el etilenglicol desinhibido no comienza a degradarse y volverse ácido hasta después de tres semanas en condiciones extremas (212°F [100°C] y burbujeo de oxígeno en la solución de etilenglicol desinhibido). Por lo tanto, las guías de resistencia química se basan en los efectos de "solvencia" del etilenglicol desinhibido en lugar de los efectos degradados y ácidos del etilenglicol desinhibido sobre los metales. Este último es mucho más corrosivo para los metales.

La corrosión de los metales comenzará en lugares donde los iones metálicos se eliminan del metal base mediante etilenglicol ácido y desinhibido. La sección de metal a la que se le ha quitado el metal de su superficie ahora se convierte en un óxido metálico. Además, una vez que los iones metálicos están en solución, pueden unirse a metales con cargas opuestas para formar una celda de corrosión galvánica. La corrosión rápida puede comenzar en estos sitios en el circuito de enfriamiento. Los subproductos de corrosión (óxidos metálicos) pueden ser arrastrados para causar daños aguas abajo. Los problemas típicos asociados con la corrosión en un sistema de circuito de enfriamiento del enfriador son la obstrucción de un filtro de partículas, el daño a los sellos mecánicos y la falla prematura del sistema.

El mantenimiento preventivo se vuelve difícil Debido a que el etilenglicol desinhibido puede degradarse y volverse corrosivo en tan solo tres semanas, el mantenimiento preventivo puede llevar mucho tiempo y ser costoso.

Es casi imposible lograr una lectura precisa del pH del etilenglicol 100 por ciento desinhibido porque es un líquido orgánico. Los medidores de pH son susceptibles a errores e inestabilidad cuando se exponen a productos químicos orgánicos. Según varios fabricantes de etilenglicol desinhibido, afirman que este producto químico tiene un pH de 5,5 a 8,0. La mayoría de los fabricantes de etilenglicol desinhibido no especifican un pH para este producto químico; indican que no es aplicable o no está disponible (NA) en la hoja de datos del producto o en la hoja de datos de seguridad del material (MSDS). Otros afirman diluir el producto químico con agua para lograr una lectura de pH. Pero, al diluir con agua, ¿se mide el pH del agua añadida o el pH de la solución de etilenglicol/agua desinhibida?

Una lectura de pH de una solución de etilenglicol/agua desinhibida se vuelve menos precisa con un aumento en la concentración de etilenglicol desinhibido. El aumento de la concentración de agua en el etilenglicol desinhibido permite una lectura del pH más estable y fiable.

Algunos problemas inherentes asociados con el uso de un medidor de pH para medir el pH de un producto químico orgánico son:

• Tanto el electrodo de referencia como las soluciones tampón internas son acuosas.
• La actividad del ion hidrógeno puede variar drásticamente entre un producto químico acuoso y orgánico.
• La disociación de un compuesto puede variar drásticamente entre un producto químico acuoso y orgánico.
• Las soluciones tampón externas (para la calibración de la sonda) son soluciones acuosas.

Determinar cuándo cambiar su etilenglicol desinhibido midiendo el pH para detectar un aumento de la acidez es una herramienta de medición poco fiable.

La espectroscopia de absorción atómica (AAS) y el plasma acoplado inductivamente (ICP) son dos herramientas analíticas que detectan metales específicos y sus concentraciones en un fluido. Se puede extraer una muestra del etilenglicol desinhibido de una aplicación y analizarla mediante AAS o ICP para detectar los metales que han sido atacados químicamente por el etilenglicol desinhibido ácido. Sin embargo, este es un enfoque reactivo porque si hay una alta concentración de metales encontrados en el fluido, esto significa que el etilenglicol desinhibido ya se ha degradado y se ha vuelto ácido. Ya se ha producido corrosión y es probable que haya daños en el sistema interno.

Se utiliza un espectrómetro de cromatografía de gases/masas (GC/Espectro de masas) para detectar compuestos orgánicos en una solución. Esta herramienta analítica puede medir los ácidos orgánicos que se desarrollan cuando el etilenglicol desinhibido comienza a degradarse.

Absorción de agua

El etilenglicol desinhibido, como otros glicoles, es higroscópico; absorberá la humedad de su entorno. La cantidad de agua absorbida de su entorno es proporcional al porcentaje de humedad relativa (figura 1). A una humedad relativa del 50 por ciento, el etilenglicol 100 por ciento desinhibido absorberá el 20 por ciento de agua en equilibrio. Esto reduce la concentración de etilenglicol desinhibido del 100 por ciento al 83,3 por ciento.

Debido a esta propiedad, el etilenglicol se utiliza como humectante para fibras textiles, papel, cuero, adhesivos y pegamento. Esta propiedad deseable ayuda a que estos productos sean más suaves, más flexibles y más duraderos. Sin embargo, la absorción de agua puede causar muchos problemas en las aplicaciones de los enfriadores.

Muchos usuarios de etilenglicol desinhibido desconocen su propiedad higroscópica y, a menudo, dejan la tapa fuera del recipiente. Una vez que esto ocurre, el etilenglicol desinhibido iniciará inmediatamente la absorción de agua.

Supongamos que tiene un enfriador nuevo y lo llena con lo que cree que es etilenglicol 100 por ciento desinhibido de existencias de piso. La humedad relativa dentro de su edificio es del 75 por ciento y la temperatura de aplicación es de -4 ° F (-20 ° C). De acuerdo con su guía de protección contra la congelación, puede llenar el enfriador con un 35,5 por ciento de etilenglicol desinhibido y un 64,5 por ciento (en volumen) de agua desionizada (DI) o destilada para lograr una protección contra la congelación a -4 ° F. Para estar seguro, llene el enfriador con un 38,5 por ciento de etilenglicol desinhibido y un 61,5 por ciento de DI o agua destilada para lograr una protección contra la congelación de hasta -10 ° F (-23 ° C). Si el ambiente en el piso es de 75 por ciento de humedad relativa y la tapa se ha mantenido fuera del contenedor, el etilenglicol 100 por ciento desinhibido puede convertirse en 71.4 por ciento de etilenglicol desinhibido y 28.6 por ciento de agua. Ahora, diluya esta solución con 61.5 por ciento de agua (pensando que tendrá una solución de 38.5 por ciento de etilenglicol desinhibido y 61.5 por ciento de agua) y su verdadera concentración se convierte en 27.5 por ciento de etilenglicol desinhibido y 72.5 por ciento de agua. Esta concentración solo permite la protección contra la congelación hasta 7 °F (-14 °C). Ahora tiene una solución que pensó que proporcionaría protección contra la congelación a -10°F, pero en realidad, solo proporciona protección contra la congelación a 7°F. La disminución en la protección contra la congelación es de 17 °F (9 °C). Este error puede provocar un fallo del sistema.

Por el contrario, el etilenglicol 100 por ciento desinhibido se utiliza para la protección contra el calor. La misma propiedad higroscópica puede afectar gravemente la capacidad del fluido para funcionar correctamente a altas temperaturas.

Hay muchas maneras en que el aire circundante puede encontrar su camino en un sistema de circuito cerrado. El aire (humedad) puede entrar en un enfriador cuando se retira la tapa del tanque para su llenado. Además, puede entrar aire cuando se retira la tapa del tanque para inspeccionar visualmente el nivel de líquido y durante los rellenos posteriores con etilenglicol desinhibido. El aire también entra en el enfriador a través de cualquier válvula abierta a la izquierda o cualquier fuga (abrazaderas de manguera sueltas) en el sistema. Finalmente, el etilenglicol desinhibido es viscoso y atrapará el aire cuando se vierta.

Una alternativa

El etilenglicol inhibido industrialmente contiene aproximadamente un 93 por ciento de etilenglicol desinhibido, un 3 por ciento de agua y un 3 por ciento de inhibidores. Los inhibidores tienen dos propósitos: proteger varios metales en el circuito de enfriamiento de la corrosión y amortiguar el etilenglicol desinhibido para que retrase el proceso de degradación.

El anticongelante automotriz generalmente contiene silicatos y, por lo tanto, no debe usarse en enfriadores. Los silicatos pueden gelificar, reduciendo la eficiencia del intercambiador de placas contenido en el enfriador. Además, los silicatos pueden dañar el sello mecánico de una bomba que se encuentra en un enfriador, haciendo que la bomba tenga fugas.

El etilenglicol inhibido comparte la misma propiedad higroscópica que el etilenglicol desinhibido. Se deben seguir medidas preventivas para garantizar una exposición mínima al aire. Sin embargo, una desventaja del etilenglicol inhibido es su coste inicial.

El uso de etilenglicol inhibido en lugar de etilenglicol desinhibido puede ahorrar dinero durante la vida útil del enfriador y la herramienta. Si no se permite que el etilenglicol desinhibido se degrade (usando inhibidores), entonces se ahorra dinero con un mantenimiento menos frecuente del sistema de circuito de enfriamiento (mano de obra, piezas y costos de producción perdidos) y el cambio del fluido (mano de obra, fluido de reemplazo y costos de producción perdidos).

Información de salud, seguridad y medio ambiente sobre el etilenglicol

Perfil de evaluación del conjunto de datos de detección de la OCDE (SIDS) para el etilenglicol

Nombre químico Etilenglicol (etano-1,2-diol)  N.^o CAS 107-21-1
Fórmula estructural  HOCH2CH2OH
Recomendaciones  El producto químico es actualmente de baja prioridad para futuros trabajos.

Conclusiones resumidas

Categoría Justificación
Los miembros de la categoría (de la familia del etilenglicol) están representados por la estructura molecular genérica, HO(CH2 CH2 O) n H, donde n = 1-5. Por lo tanto, todos los miembros de la categoría poseen dos grupos hidroxi terminales y los miembros difieren entre sí solo en el número de unidades de oxietileno. Debido a esto, es apropiado clasificar el etilenglicol y los glicoles superiores (hasta e incluyendo n=5) como un solo grupo. A n = 6-8, la absorción por ingestión disminuye y ciertos atributos fisicoquímicos cambian significativamente. Se dispone de estudios adecuados para la mayoría de los criterios de valoración de SMSL requeridos para los miembros de la categoría. Se utiliza un enfoque de categorías cuando no se dispone de datos experimentales.

Los miembros de la categoría etilenglicol y los glicoles superiores (di-, tri-, tetra- y penta-) están estrechamente relacionados en estructura y tienen propiedades fisicoquímicas que difieren de una manera regular y esperada como resultado del aumento del peso molecular y la funcionalidad consistente de un resto hidroxi relativamente menos estable en cada extremo de la molécula. Por lo tanto, también se espera que el perfil de peligro y la respuesta a la dosis cambien constantemente, disminuyendo el potencial de efectos adversos con el aumento del peso molecular. Los datos disponibles y el modelado cuantitativo de la actividad estructural para la categoría para varios criterios de valoración toxicológicos confirman esta expectativa, lo que indica que es razonable suponer cambios consistentes en los efectos toxicológicos para los relativamente pocos casos en los que faltan datos experimentales para la categoría. Los datos y modelos disponibles confirman que a medida que aumenta el peso molecular, disminuye el potencial de toxicidad sistémica, reproductiva y del desarrollo. Los datos disponibles para varios criterios de valoración ecotoxicológicos demuestran que el potencial de estos efectos es consistentemente bajo en toda la categoría, ya que los LOEL son mayores que la dosis límite. El polietilenglicol 200 (PEG 200, n .º CAS 25322-68-3), que no es un miembro de la categoría, es una mezcla de EG (n=2 a 8, conteniendo así miembros de la categoría y otros etilenglicoles de mayor peso molecular) con un peso molecular promedio de aproximadamente 200 y un promedio de 4 unidades de oxietileno. Tiene algunas propiedades similares a los miembros de la categoría y los datos de esta mezcla se utilizan para apoyar la tendencia de que a medida que aumenta el peso molecular, la toxicidad disminuye dentro de la categoría de cinco miembros.

Salud humana
El etilenglicol, el dietilenglicol y el trietilenglicol son absorbidos casi por completo por los animales de laboratorio por vía oral, como se esperaría de su miscibilidad total con el agua. Como el tetraetilenglicol y el pentaetilenglicol también son completamente miscibles con agua y tienen un peso molecular relativamente bajo, es razonable suponer que también se absorben ampliamente por vía oral. La estimación de absorción para la EG inhalada es de aproximadamente el 100 por ciento. No se dispone de medidas directas de absorción por inhalación para DEG, TEG, tetra-EG y penta-EG. En estudios de absorción dérmica in vivo en roedores, se absorbió 1-51% de EG. La biodisponibilidad dérmica de DEG se estimó en 9%. No hay medidas directas de absorción dérmica disponibles para TEG, tetra-EG y penta-EG. Dado que los etilenglicoles son completamente solubles en agua, se espera que estén bien distribuidos en todos los tejidos acuosos del cuerpo con concentraciones más bajas en el tejido adiposo; Se ha demostrado una distribución uniforme en una medida limitada para el etilenglicol.

La principal vía metabólica para el metabolismo de los etilenglicoles es la oxidación a través de alcohol deshidrogenasas y aldehído deshidrogenasas. Los principales metabolitos del etilenglicol son el dióxido de carbono, el ácido oxálico y el ácido glicólico. Los metabolitos identificados de DEG y TEG incluyen dióxido de carbono, ácido oxálico y otros metabolitos ácidos. El etilenglicol, DEG y TEG pueden eliminarse directamente por excreción urinaria. Los metabolitos ácidos de etilenglicol, DEG y TEG también se eliminan en la orina y también pueden metabolizarse en dióxido de carbono y eliminarse en el aliento exhalado. Los resultados de los estudios de mortalidad aguda en roedores indican que los etilenglicoles son generalmente de baja toxicidad aguda por las vías de exposición oral, inhalación y dérmica, siendo los valores para los criterios de valoración informados mayores que una dosis límite. La letalidad aguda por vía oral es mayor que la de los otros miembros de la categoría. Los efectos tóxicos agudos del etilenglicol en animales de laboratorio y humanos pueden incluir efectos narcóticos, acidosis metabólica y toxicidad renal. La toxicidad oral aguda en ratas (medida como DL50 en mg/kg) varió de 5890 en etilenglicol a más de 16000 en penta-EG. Los miembros probados de la categoría de etilenglicol tienen LOAEL mayores que una dosis límite para estudios de toxicidad de dosis repetidas por vía dérmica, inhalación y oral. No se observaron efectos adversos en los estudios dérmicos realizados con etilenglicol y tetra-EG. La toxicidad oral a dosis repetidas (NOAEL en mg/kg/día) varió de aproximadamente 150 para etilenglicol y DEG a más de 2000 para tetra-EG y penta-EG. Los estudios por vía oral demuestran que la exposición oral repetida a los miembros de la categoría de menor peso molecular (EG y DEG) induce toxicidad renal. Sin embargo, la TEG solo tuvo efectos menores en el riñón y, a medida que el número de unidades de oxietileno aumenta a cuatro y cinco unidades de oxietileno, no se observa toxicidad renal incluso a dosis altas. Debido a las similitudes estructurales y físicas de penta-EG con los otros miembros de la categoría y los datos para la mezcla de etilenglicol PEG 200, se puede suponer razonablemente que penta-EG también tendrá un bajo potencial de toxicidad en mamíferos a dosis repetidas.

El etilenglicol puede producir irritación de la piel, pero los otros EG probados en humanos (DEG, TEG y tetra-EG) producen una irritación mínima, y el índice de irritación primaria de la piel humana disminuye con un número creciente de unidades de oxietileno. Todos los miembros de la categoría producen solo irritación ocular leve. Si bien DEG causó depresión respiratoria, las características no eran típicas de un irritante "puro" de las vías respiratorias (WIL, 2001). En un estudio clínico en humanos de etilenglicol, todos los participantes encontraron que la exposición a 0.14mg/L era irritante para la garganta y que no se podían tolerar exposiciones superiores a 0.20mg/L debido a una irritación severa. El etilenglicol, DEG, TEG y tetra-EG no han inducido sensibilización cutánea.

Se han realizado estudios de mutagenicidad en bacterias para todos los miembros de la categoría, y se han realizado estudios de mutagenicidad in vitro en células de mamíferos para etilenglicol, DEG, TEG y tetra-EG. Los resultados han sido uniformemente negativos (activación ± S9). Los resultados de los ensayos in vitro de etilenglicol, DEG y TEG para aberraciones cromosómicas y en ensayos de intercambio de cromátidas hermanas también han sido uniformemente negativos. Penta-EG no se ha probado in vitro para aberraciones cromosómicas, pero no produjo daño cromosómico biológicamente significativo en la prueba de micronúcleos de médula ósea de ratón. La evidencia indica que el tetra-EG causa aberraciones cromosómicas in vitro. Sin embargo, los resultados de los estudios de genotoxicidad in vivo han sido negativos (prueba letal dominante) o equívocos (aberraciones cromosómicas de la médula ósea en ratas, prueba de micronúcleos de sangre periférica en ratones). En varios estudios realizados para etilenglicol, DEG y TEG, algunos de los cuales fueron limitados, no hubo evidencia de carcinogenicidad en animales. Los resultados de QSAR de múltiples modelos de mutagenicidad in vitro (Salmonella, linfoma de ratón) y cáncer fueron negativos. No se han identificado alertas estructurales.

No se considera que la información sobre la genotoxicidad de PEG 200 contribuya a la interpretación de los resultados para los compuestos de la categoría, debido a la falta de evaluación de algunos de sus componentes para la mutagenicidad. El etilenglicol, DEG y TEG se han evaluado utilizando el protocolo de evaluación reproductiva mediante reproducción continua. El etilenglicol y DEG produjeron una disminución en el número de camadas por pareja fértil y crías vivas por camada. No se observaron efectos reproductivos para los ratones expuestos a TEG. Tetra-EG fue negativo en el ensayo letal dominante en roedores y la dosificación repetida con tetra-EG durante 4 semanas en ratas no produjo cambios notables en la histopatología de los testículos y epidídimos. Se dispone de datos exhaustivos de toxicidad para el desarrollo para etilenglicol, DEG y TEG. Los efectos observados incluyen pesos corporales fetales reducidos y variaciones esqueléticas para etilenglicol, DEG y TEG y malformaciones a niveles de dosis más altos y tasas de dosis para etilenglicol y DEG. Por vía oral, DEG y TEG no causan ningún efecto en el desarrollo por debajo de una dosis límite. Existe una clara tendencia a que los NOAEL aumenten con el número de unidades de oxietileno en los estudios en ratas. El análisis de la dosis de referencia indicó que la tendencia también se mantuvo para el ratón. Los NOAEL para la exposición oral repetida oscilaron entre aproximadamente 150 mg/kg/día para etilenglicol (estudio de 16 semanas) y una estimación de más de 2000 mg/kg/día para penta-EG. Si bien los estudios de exposición dérmica repetida a los EG son limitados, los dos estudios relevantes indican que estos compuestos son de baja toxicidad por vía dérmica. No se observó ningún efecto en animales maternos expuestos dérmicamente a etilenglicol a 3549 mg/kg/d durante 10 días y no se encontró toxicidad en animales expuestos dérmicamente a 3360 mg/kg/d de tetra-EG durante 13 semanas. Estos hallazgos son consistentes con la baja biodisponibilidad dérmica determinada para DEG y asumida para EG de mayor peso molecular.

Medio ambiente
La categoría de etilenglicol consiste en líquidos de baja volatilidad y alta solubilidad en agua. Los coeficientes de partición (Log Kow) varían de –1.20 para etilenglicol a –2.3 para penta-EG. Toda la evidencia indica que el etilenglicol es fácilmente biodegradable. La tasa de degradación, sin embargo, disminuye para otros miembros de esta categoría. La biodegradación de los GE puede agotar los niveles de oxígeno disuelto en los cuerpos de agua receptores cerca de los aeropuertos donde estos productos químicos se utilizan en gran volumen para las actividades de descongelación. El agotamiento del oxígeno disuelto puede provocar efectos adversos en los organismos acuáticos que pueden estar presentes cerca de los puntos de descarga de efluentes. Existe un potencial limitado para que los miembros de la categoría se bioacumulen. Se ha probado la toxicidad aguda de los peces (medida como LC50 en mg/L) para todos los miembros de la categoría y varía de 22,800 para etilenglicol a más de 50,000 para penta-EG. También se ha probado la toxicidad aguda de los miembros de la categoría para los invertebrados. La toxicidad para Daphnia (medida como LC50 en mg/L) es superior a 20,000 para todos los miembros de la categoría, excepto tetra-EG (LC50=7,800 mg/L), lo que indica una baja toxicidad, pero la toxicidad no fue tan uniforme como en los peces. Las evaluaciones de toxicidad en otro invertebrado, el camarón de salmuera (Artemia salina) fueron imprecisas, pero parecen ser más consistentes que los valores de toxicidad de Daphnia medidos (no se observó toxicidad a la dosis más alta probada, 20 g/l para etilenglicol, 10 g/l para DEG, TEG y tetra-EG). Se ha probado la toxicidad de las algas para etilenglicol, DEG, TEG y Penta-EG, y no se encontró toxicidad a concentraciones inferiores o iguales a 100 mg/L. En base a la baja toxicidad de los miembros de la categoría probados, se puede suponer razonablemente que el tetra-EG tampoco representa un peligro apreciable para las algas. Las predicciones de QSAR indican que los miembros de la categoría deben exhibir baja toxicidad, con tendencias a disminuir la toxicidad con el aumento de la longitud de la cadena y respaldan los datos experimentales disponibles.

Exposición
La capacidad de producción global total estimada para cada miembro de la categoría en 2001 fue la siguiente: etilenglicol - 15.841.000 toneladas métricas; DEG - 1.584.000 toneladas métricas; TEG - 150.000 toneladas métricas; Tetra-EG - 10.000 toneladas métricas; y Penta-EG - 3.000 toneladas métricas. Aproximadamente el 78% del etilenglicol se consume en la fabricación de tereftalato de polietileno (PET) con un 13% adicional utilizado como ingrediente en refrigerantes para automóviles. El mayor uso de DEG es en la producción de resinas de poliéster insaturado, polioles y poliuretanos. La mayor parte del consumo de TEG es para la deshidratación de gas natural. Las mezclas comerciales de tetra y penta-EG sobrantes de la destilación de etilenglicol, DEG y TEG de bajo punto de ebullición a menudo se procesan en líquidos de frenos y también se pueden usar como ayuda en la molienda de cemento. La exposición ocupacional a los miembros de la categoría de etilenglicol está limitada durante la fabricación por la naturaleza cerrada y continua del proceso de fabricación. Las vías más probables de exposición ocupacional al etilenglicol son la dérmica y la inhalación de vapores y nieblas. El uso con el mayor potencial de exposición es en aviones y pistas de deshielo. Existe cierto potencial de exposición del consumidor a EG de menor peso molecular. Los consumidores pueden entrar en contacto dérmico con etilenglicol y DEG con poca frecuencia y por períodos cortos, al completar el anticongelante del radiador en vehículos personales. Los consumidores también pueden entrar en contacto dérmico con bajas concentraciones de etilenglicol presentes en una variedad de productos comerciales y DEG en productos de consumo limitados. La exposición humana al etilenglicol en productos comerciales puede ocurrir a través del contacto dérmico y la inhalación de aire y la ingestión de suelo cerca de fuentes puntuales. La exposición en el lugar de trabajo a DEG puede ocurrir durante la fabricación o el uso como producto intermedio industrial. La exposición también puede ocurrir durante su uso como disolvente. Casi todos los DEG se utilizan industrialmente. La exposición humana más probable a TEG es en el entorno industrial. La vía de exposición más probable es a través del contacto dérmico (por ejemplo, durante el muestreo de control de calidad). Los usos principales de tetra-EG, penta-EG o mezclas que contienen estas sustancias son industriales. Por lo tanto, es más probable que la exposición humana ocurra en el lugar de trabajo, durante usos como disolvente, extractante industrial, plastificante o humectante. La vía más probable de exposición industrial es dérmica, ya que los tetraetilenglicoles y pentaetilenglicoles poseen una presión de vapor extremadamente baja (6 x 10-5 hPa o menos).

Recomendación

Medio ambiente: los productos químicos de esta categoría son actualmente de baja prioridad para futuros trabajos.

Salud humana: el etilenglicol y el pentaetilenglicol son candidatos para seguir trabajando. Los productos químicos restantes en esta categoría son actualmente de baja prioridad para futuros trabajos.

Justificación de la recomendación y naturaleza del trabajo adicional recomendado

Entorno:
los datos disponibles para varios criterios de valoración ecotoxicológicos demuestran que es poco probable que se produzcan efectos ecotoxicológicos debido a la exposición directa a los etilenglicoles. Sin embargo, la biodegradación de los etilenglicoles puede agotar los niveles de oxígeno disuelto en los cuerpos de agua receptores cerca de los aeropuertos donde estos productos químicos se utilizan en grandes volúmenes para actividades de descongelación. El agotamiento del oxígeno disuelto puede provocar efectos adversos en los organismos acuáticos que pueden estar presentes cerca de los puntos de descarga de efluentes. Los países miembros (en particular los países nórdicos) que utilizan etilenglicol para descongelar en los aeropuertos deben verificar su perfil de exposición y las medidas de gestión de riesgos de este producto químico para determinar si es necesario aplicar medidas adicionales.

Salud humana:
según los estudios realizados por diferentes vías (oral frente a dérmica) y diferentes regímenes (alimentación forzada frente a dieta), la exposición al etilenglicol por debajo de la dosis límite produce toxicidad para el desarrollo en animales solo por vía oral y solo cuando se ingiere rápidamente (bolo). Dependiendo del uso y la exposición, los países miembros deben evaluar el posible riesgo asociado con la toxicidad renal y del desarrollo para los EG de menor peso molecular. En este contexto, se ha iniciado un estudio adicional sobre la respuesta a la dosis para los efectos renales después de la exposición a largo plazo al etilenglicol en el país patrocinador. Se ha iniciado un ensayo adicional de mutación génica in vitro para penta-EG en células de mamífero, la prueba CHO/HPRT, para ampliar el perfil de genotoxicidad de esta sustancia. Las pruebas de efectos renales de etilenglicol y los resultados de las pruebas penta-EG CHO/HPRT se proporcionarán a la OCDE cuando estén disponibles.

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