Ethanol

El etanol (también llamado alcohol etílico, alcohol de grano o simplemente alcohol) es un compuesto químico, un alcohol simple con la fórmula química C2H6O. La fórmula también se puede escribir como CH3-CH2-OH o C2H5OH (un grupo etilo unido a un grupo hidroxilo) y a menudo se abrevia como EtOH. El etanol es un líquido volátil, inflamable e incoloro con un olor ligeramente característico. Es una sustancia psicoactiva y es el principal ingrediente activo de las bebidas alcohólicas.

El etanol se produce naturalmente a partir de la fermentación de azúcares mediante levaduras o mediante procesos petroquímicos, y a menudo se consume como una droga recreativa popular. También tiene usos médicos como antiséptico y desinfectante. El compuesto se usa ampliamente como solvente químico, ya sea para pruebas químicas científicas o para la síntesis de otros compuestos orgánicos, y es una sustancia esencial que se usa en muchos tipos diferentes de industrias manufactureras. El etanol también se utiliza como combustible alternativo.

Aplicaciones

Médico

-Antiséptico
El etanol se usa en toallitas médicas y principalmente en geles desinfectantes de manos antibacterianos como antiséptico por sus efectos bactericidas y antifúngicos. El etanol mata los microorganismos al disolver la bicapa lipídica de su membrana y desnaturalizar sus proteínas, y es eficaz contra la mayoría de las bacterias, hongos y virus. Sin embargo, no es eficaz contra las esporas bacterianas, pero eso puede aliviarse usando peróxido de hidrógeno. Una solución de etanol al 70% es más eficaz que el etanol puro porque el etanol depende de las moléculas de agua para una actividad antimicrobiana óptima. El etanol absoluto puede inactivar microbios sin destruirlos porque el alcohol no puede penetrar completamente la membrana del microbio. El etanol también se puede utilizar como desinfectante y antiséptico porque provoca la deshidratación de las células al alterar el equilibrio osmótico a través de la membrana celular, lo que hace que el agua salga de la célula y provoque la muerte celular.

-Antídoto
El etanol se puede administrar como antídoto contra la intoxicación por metanol, alcohol isopropílico y etilenglicol.

-Solvente médico
El etanol, a menudo en altas concentraciones, se usa para disolver muchos fármacos insolubles en agua y compuestos relacionados. Las preparaciones líquidas de, por ejemplo, analgésicos, medicamentos para la tos y el resfriado y enjuagues bucales pueden contener hasta un 25% de etanol y es posible que deban evitarse en personas con efectos secundarios del etanol, como reacciones respiratorias inducidas por el alcohol. El etanol está presente principalmente como conservante antimicrobiano en más de 700 preparados de fármacos líquidos, incluidos acetaminofén, suplementos de hierro, ranitidina, furosemida, manitol, fenobarbital, trimetoprim / sulfametoxazol y medicamentos para la tos de venta libre.

-Farmacología
Cuando se toma por vía oral, el etanol se metaboliza ampliamente en el hígado, principalmente a través de la enzima CYP450. El alcohol etílico aumenta la secreción de ácidos en el estómago. El metabolito acetaldehído es responsable de gran parte de los efectos a corto y largo plazo de la toxicidad del alcohol etílico.

Recreativo

Como depresor del sistema nervioso central, el etanol es uno de los fármacos psicoactivos más utilizados.

Combustible

El uso individual más grande del etanol es como combustible de motor y como aditivo de combustible. Brasil, en particular, depende en gran medida del uso de etanol como combustible de motor, gracias en parte a su papel como uno de los principales productores mundiales de etanol. La gasolina vendida en Brasil contiene al menos un 25% de etanol anhidro. El etanol hidratado (aproximadamente un 95% de etanol y un 5% de agua) se puede utilizar como combustible en más del 90% de los automóviles nuevos a gasolina vendidos en el país. El etanol brasileño se produce a partir de la caña de azúcar y es conocido por su alto almacenamiento de carbono. Los EE. UU. Y muchos otros países usan principalmente mezclas de etanol / gasolina E10 (etanol al 10%, también conocido como gasohol) y E85 (etanol al 85%).

El etanol se ha utilizado como combustible para cohetes y actualmente se encuentra en aviones de carreras ligeros propulsados ​​por cohetes.

La ley australiana limita el uso de etanol puro de los desechos de la caña de azúcar al 10% en los automóviles. Los autos más viejos (y los autos antiguos diseñados para usar combustible de combustión más lenta) deberán mejorar o reemplazar las válvulas del motor.

Según un grupo de interés de la industria, el etanol como combustible reduce las emisiones de escape nocivas de monóxido de carbono, partículas, óxidos de nitrógeno y otros contaminantes que forman ozono. El Laboratorio Nacional Argonne analizó las emisiones de gases de efecto invernadero de muchas combinaciones diferentes de motores y combustibles y encontró que la mezcla de biodiesel / petrodiesel (B20) mostró una reducción del 8%, la mezcla de etanol E85 convencional una reducción del 17% y el etanol celulósico del 64%, en comparación con gasolina de etanol puro.

La quema de etanol en un motor de combustión interna produce muchos de los productos de combustión incompletos de la gasolina y cantidades significativamente más altas de formaldehído y especies relacionadas como el acetaldehído. Esto conduce a una reactividad fotoquímica significativamente mayor y más ozono a nivel del suelo. Estos datos se compilan en la comparación de emisiones de combustible en The Clean Fuels Report y muestran que los gases de escape de etanol producen 2,14 veces más ozono que los gases de escape de gasolina. Cuando se agrega al Índice de contaminación localizada (LPI) ajustado de The Clean Fuels Report, la contaminación localizada por etanol (contaminación que contribuye al smog) se califica como 1.7, donde la gasolina es 1.0 e indica números más altos. para una mayor contaminación. La Junta de Recursos del Aire de California formalizó este problema en 2008 al reconocer las normas de control de formaldehído como un grupo de control de emisiones, al igual que los NOx convencionales y los gases orgánicos reactivos (ROG).

La producción mundial de etanol en 2006 fue de 51 gigalitros (1,3 x 1010 galones estadounidenses), con el 69% del suministro mundial de Brasil y Estados Unidos. Más del 20% de los automóviles brasileños pueden usar etanol al 100% como combustible, incluidos los motores de combustible flexible y de solo etanol. Los motores de combustible flexible en Brasil pueden operar con etanol, gasolina o cualquier mezcla de ambos. En los EE. UU., Los vehículos de combustible flexible pueden funcionar con 0% a 85% de etanol (15% de gasolina) porque las mezclas de etanol más altas aún no están permitidas ni son eficientes. Brasil apoya esta flota de autos que queman etanol con una gran infraestructura nacional que produce etanol a partir de caña de azúcar cultivada en el país. La caña de azúcar no solo tiene una mayor concentración de sacarosa que el maíz (alrededor del 30%), sino que también es mucho más fácil de extraer. La biomasa generada por el proceso no se desperdicia sino que se utiliza en centrales eléctricas para producir electricidad.

En los Estados Unidos, la industria del combustible de etanol se basa principalmente en el maíz. Según la Asociación de Combustibles Renovables, al 30 de octubre de 2007, 131 bio-refinerías de etanol en los Estados Unidos tienen la capacidad de producir 7.0 mil millones de galones estadounidenses (26.000.000 m3) de etanol por año. 72 proyectos de construcción adicionales en curso (en los Estados Unidos) podrían agregar 6.400 millones de galones estadounidenses (24.000.000 m3) de nueva capacidad durante los próximos 18 meses. Con el tiempo, se cree que una parte importante de los 150.000 millones de galones estadounidenses (570.000.000 m3) de gasolina al año será reemplazada por etanol combustible.

El sorgo dulce es otra fuente potencial de etanol y es adecuado para el cultivo en condiciones secas. El Instituto Internacional de Investigación de Cultivos para los Trópicos Semiáridos (ICRISAT) está investigando la posibilidad de cultivar sorgo como fuente de combustible, alimentos y piensos en las zonas áridas de Asia y África. El sorgo dulce necesita un tercio del agua.

Combustible para cohetes
El etanol se usaba a menudo como combustible en los primeros vehículos de misiles bi-propulsores (propulsados ​​por líquido), en combinación con un oxidante como el oxígeno líquido. El misil balístico alemán A-4, más conocido por su nombre de propaganda de la Segunda Guerra Mundial, el misil V-2, al que se le atribuye el comienzo de la era espacial, usaba etanol como componente principal de B-Stoff, bajo tal nomenclatura se mezclaba el etanol con 25% de agua para bajar la temperatura en la cámara de combustión. El equipo de diseño del V-2 ayudó a desarrollar misiles estadounidenses posteriores a la Segunda Guerra Mundial, incluido el cohete Redstone propulsado por etanol que lanzó el primer satélite estadounidense. El alcohol se volvió cada vez más obsoleto a medida que se desarrollaron más combustibles para cohetes de alta energía.

Celdas de combustible
Las pilas de combustible comerciales funcionan con gas natural reformado, hidrógeno o metanol. El etanol es una alternativa atractiva por su amplia disponibilidad, bajo costo, alta pureza y baja toxicidad. Se ha probado una amplia variedad de conceptos de pilas de combustible, incluidas las pilas de combustible de etanol directo, los sistemas de reforma automática térmica y los sistemas térmicamente integrados. La mayor parte del trabajo se lleva a cabo a nivel de investigación, aunque hay varias organizaciones al comienzo de la comercialización de celdas de combustible de etanol.

Calefacción doméstica
Las chimeneas de etanol se pueden utilizar para la calefacción del hogar o para la decoración.

Materia prima
El etanol es un ingrediente industrial importante. Se utiliza ampliamente como precursor de otros compuestos orgánicos como haluros de etilo, ésteres etílicos, éter dietílico, ácido acético y etilaminas.

Solvente
El etanol se considera un solvente universal porque su estructura molecular permite la disolución de compuestos hidrofóbicos polares, hidrofílicos y apolares. Dado que el etanol también tiene un punto de ebullición bajo, se elimina fácilmente de una solución que se ha utilizado para disolver otros compuestos, lo que lo convierte en un extractante popular para aceites botánicos. Los métodos de extracción de aceite de cannabis a menudo utilizan etanol como extractante y también como disolvente de acabado para eliminar aceites, ceras y clorofila de la solución en un proceso conocido como preparación para el invierno.

El etanol se encuentra en pinturas, tinturas, marcadores y productos para el cuidado personal como enjuagues bucales, perfumes y desodorantes. Sin embargo, los polisacáridos precipitan de una solución acuosa en presencia de alcohol, y por esta razón se usa la precipitación con etanol en la purificación de ADN y ARN.

Líquido a baja temperatura
Debido a su bajo punto de congelación (−114,14 ° C) y baja toxicidad, el etanol a veces se usa en laboratorios (con hielo seco u otros refrigerantes) como baño de enfriamiento para mantener los recipientes a temperaturas por debajo del punto de congelación del agua. Por la misma razón también se usa como líquido activo en termómetros de alcohol.