Industrias Químicas

Gases Refrigerantes: Pasado, presente y futuro

gases refrigerantes

Un gas refrigerante es una sustancia que puede absorber y transportar grandes cantidades de calor gracias a sus cambios de estado físico, el líquido absorbe calor cuando tiene una baja presión y cambia de fase (líquido a vapor) y lo libera cuando está en alta presión y en fase gaseosa. En la refrigeración mecánica se requiere un proceso que pueda transmitir grandes cantidades de calor, económica y eficientemente, y que pueda repetirse continuamente. Para seleccionar un gas refrigerante, se debe considerar la absorción de calor a la temperatura requerida por la carga del producto y se debe usar el mismo refrigerante constantemente, para evitar el gasto y el enfriamiento continuo. Por ello es que se usa una amplia variedad de gases refrigerantes para aplicaciones específicas.

gas refrigerante

En las primeras instalaciones de refrigeración se empleaban por lo general el amoniaco, el bióxido de azufre, propano, etano y cloruro de etilo los cuales aún se siguen usando para diversas aplicaciones industriales. Sin embargo, este tipo de sustancias se caracterizan por su alta toxicidad y en la década de los 20´s se presentaron varios accidentes con ellos por lo que tuvieron que ser reemplazadas por otros creadas específicamente para su uso en refrigeración.1

Fue así como en 1928 Thomas Midgley y C.F. Kettering de la empresa DuPont patentaron un gas refrigerante al que llamaron “freón” teniendo diversas variantes en su composición como por ejemplo los gases R-12, R-22 y R-502 que contienen carbono, flúor, cloro y, en algunos casos, hidrógeno. Este tipo de gases también llamados clorofluorocarbonos (CFCs), son químicamente muy estables, inclusive cuando son liberados a la atmósfera y tampoco son tóxicos. Pero debido a que contienen cloro y otros halógenos en su composición, provocan serios daños en la capa de ozono pudiendo permanecer en la atmósfera de 60 a 1700 años. 2
Este tipo de sustancias están reguladas por el Protocolo de Montreal desde 1987, su consumo en los países en desarrollo se debió haber eliminado al 100% en el año 2010, logro que al día de hoy no ha sido reportado aunque se han conseguido importantes avances en diferentes países.

En el Protocolo de Montreal están listadas y clasificadas las sustancias que agotan la capa de ozono, entre las que se encuentran algunos gases refrigerantes como los Clorofluorocarbonos (CFCs), Halones, Hidroclorofluorocarbonos (HCFCs) y Bromuro de Metilo, entre otros. 3

 

Las sustancias que agotan la capa de ozono (SAOs) están compuestas de elementos químicos que tienen el potencial de reaccionar con las moléculas de ozono de la estratósfera. Las SAOs son básicamente hidrocarburos clorados, fluorados o bromados. La habilidad que estas sustancias químicas tienen para agotar la capa de ozono se conoce como Potencial de Agotamiento del Ozono (PAO).
En la mayoría de los países en desarrollo, el sector más grande que aún sigue empleando SAOs es el de mantenimiento de equipos de refrigeración y aire acondicionado, aunque también se emplean como agentes espumantes en la fabricación de espumas, como solventes de limpieza en la industria de la electrónica, como propulsores en los productos en aerosol, como esterilizantes, como agentes para combatir el fuego, como fumigantes para controlar pestes y enfermedades y como materias primas.
Debido a las evidencias científicas del grave impacto ambiental que los freones realizan a la capa de ozono, afortunadamente hoy en día los refrigerantes CFC se están reemplazando gradualmente por otros que son menos nocivos para el ambiente como son los Refrigerantes Hidroclorofluorocarbonos (HCFC) con PAO>0, Los hidrofluorocarbonos (HFC) con PAO=0 y Refrigerantes Hidrocarburos como por ejemplo el isobutano (mezclado con agua para reducir su inflamabilidad) con PAO=0 también.

Este cambio ha sido veloz afortunadamente en varias aplicaciones, aunque ha sido un poco más lento para los sistemas de refrigeración por lo que es necesario seguir aplicando investigación en esta área a fin de generar el menor impacto posible. Por ejemplo, muchos refrigeradores domésticos emplean habitualmente el gas freón CFC-12. Los sistemas de refrigeración comercial que se usan para exhibir y almacenar alimentos frescos y congelados, pueden utilizar como refrigerantes R-12 y R-502 (mezcla de CFC-115 y HCFC-22) que son ambientalmente más limpios.

La reducción de sustancias que agotan la capa de ozono en la atmósfera se está realizando poco a poco en los países industrializados a partir del año 1990 mediante compromisos como el Protocolo de Montreal realizando capítulos generales cada cinco años en donde se ha mostrado la efectividad de las medidas propuestas.

Referencias:

1. Bellis Mary. Freón. En Inglés. Disponible en: http://inventors.about.com/library/inventors/blfreon.htm
2. Doyle Jack. Comportamiento ético de DuPont. En inglés. Disponible en:
http://multinationalmonitor.org/hyper/issues/1991/10/doyle.html
3. Manual del Protocolo de Montreal relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono. Disponible en: http://www.unep.ch/ozone/spanish/Publications/MP-Handbook-07-es.pdf