FLUIDOS REFRIGERANTES - Cuales son seguros y ecológicos?

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Responsables por el intercambio de calor entre el ambiente interno y externo.

En las ediciones anteriores ya tratamos de varios componentes del sistema de refrigeración: el compresor, el condensador, el evaporador y los elementos de control. Ahora le toca la vez a los fluidos refrigerantes.

En equipos que operan a partir de la compresión mecánica de vapor, el ciclo de refrigeración incluye el proceso de cambio de estado o de fase de los fluidos refrigerantes: de líquido para gas y de gas para líquido. Esas alteraciones de fase ocurren en las condiciones de operación de los sistemas de refrigeración.

También es necesario que tales sustancias atiendan a criterios de flamabilidad, toxicidad, impactos ambientales y de desempeño. Es así que se eligen los fluidos refrigerantes.

El proceso de refrigeración empieza con el fluido refrigerante en la forma de gas, a baja presión. Ese fluido proviene del evaporador, de donde retiró calor, pasando de líquido para gas, y entra en el compresor por succión.

A continuación, el compresor aumenta la presión y temperatura del gas, impulsándolo para el condensador, donde se transforma en líquido por el intercambio de calor con el aire.

Cuando pasa por el elemento de control (tubo capilar o válvula de expansión), el fluido se vuelve líquido a baja presión, ya dentro del ambiente que será refrigerado, en el evaporador. Cuando sale del evaporador, regresa al compresor y el ciclo recomienza, repitiéndose indefinidamente.

Los tipos existentes

Diversas sustancias han sido utilizadas como fluidos refrigerantes hasta que, hacia 1930, se empezó el uso de los CFCs (clorofluorcarbonos), como R12. Durante muchos años, esos gases han sido considerados la solución ideal para la refrigeración, por sus características técnicas, flamabilidad y toxicidad cero.

Sin embargo, décadas después, investigadores demostraron que esa sustancia tenía impacto directo en la reducción de la capa de ozono de la atmósfera, responsable por filtrar la radiación solar y fundamental para la vida terrestre. Ese descubrimiento llevó a un acuerdo internacional para controlar su uso y establecer metas para su eliminación gradual: el Protocolo de Montreal, que resultó en la interrupción de la producción de CFCs en todo el mundo.

Con eso, se inició la búsqueda de alternativas. Entre los fluidos refrigerantes sintéticos, ganaron fuerza:

• HCFCs (hidroclorofluorcarbonos), como R22;
  HFCs (hidrofluorcarbonos), como R134a;
  Blends, que son mesclas de varios fluidos refrigerantes, como:
  - Blends de HCFCs y HFC s: R401a, R401b, R409a;
  - Blends sólo de HFCs: R404A, R407C, R410A, R508b.

Los HCFCs han sido muy utilizados y todavía se ven muchos sistemas de refrigeración con R22, por ejemplo. Sin embargo, los HCFCs dañan la capa de ozono, debido a su ODP (véase box).

Los HFCs, por su turno, aunque no generen impacto sobre la capa de ozono, empezaron a enfrentar restricciones por causa de otra característica negativa: su alto potencial de calentamiento global (GWP).

Los mismos problemas valen para los diversos tipos de blends (mezclas), porque se componen de fracciones de HCFCs y HFCs.

Evaluando los refrigerantes del futuro, se buscaron alternativas con ODP cero y bajo GWP. Las mejores opciones encontradas fueron los fluidos refrigerantes naturales, que incluyen:

CONCEPTOS CLAVE PARA ENTENDER LOS RUMBOS DE LOS FLUIDOS REFRIGERANTES

ODP: sigla de ozone depletion potential, o potencial de destrucción de la capa de ozono. El ODP de una sustancia muestra cuál es el daño que puede causar a la capa de ozono, en relación al CFC -11. Ese índice varía de 0 a 1. Cuanto más cerca de cero, menor su impacto en la capa de ozono.

GWP: sigla de global warming potential, o potencial de calentamiento global. Es la medida que muestra cuanto una determinada masa de un gas de efecto invernadero contribuye al calentamiento global (o cuál es su capacidad de retener calor en la atmósfera), en relación a la misma masa de gas equivalente de CO₂ . El valor del GWP siempre se calcula para un determinado período de tiempo (como 20, 50 o 100 años). El CO₂ es el gas de referencia para el cálculo, siendo su GWP definido como 1. Los demás se calculan en relación al CO₂ . Cuanto mayor el GWP, mayor será el impacto sobre el calentamiento global.

• HCs (hidrocarburos), como R600a, R290 y R170;
• CO₂ (dióxido de carbono), o R744;
• Amoníaco (NH₃), o R717;
• Ar, o R729.

Entre esas opciones, debido a sus propiedades físico-químicas, el uso de los hidrocarburos se está consolidando, conquistando espacio creciente en todo el mundo. Son una buena solución desde el punto de vista técnico y que se vuelve aún mejor por no provocar impacto al medio ambiente.

R600a, o isobutano, es recomendado para equipos domésticos y aplicaciones comerciales pequeñas, y ya viene reemplazando al R134a. Por su turno, el R290, o propano, es una alternativa para las aplicaciones comerciales ligeras, y está sustituyendo diversas aplicaciones con R134a, R404A y, en algunos casos, R22.

Además de proporcionar una mejora en la eficiencia del sistema de refrigeración, las cargas de R600a y R290 son de 40% a 60% menores que las cargas de R134a y R404A.

Todavía existe resistencia a su uso, principalmente por la preocupación con su flamabilidad, pero todo el circuito eléctrico de esos productos es adecuado a los gases inflamables para evitar la generación de chispas, y la carga de gas está limitada a 150 g. Con la diseminación de más informaciones, es está superando esa desconfianza.

Hidrocarburos: utilización es segura

Es suficiente acordar que, en mercados exigentes como Europa, esos gases se utilizan hace muchos años, sin que se hayan registrado accidentes.

El hecho es que la carga de hidrocarburo en un refrigerador es muy pequeña, algo como 80 gramas para sistemas domésticos y hasta 150 g para sistemas comerciales. Para comparar: la masa de hidrocarburo de un refrigerador es de cerca del 1% del total que existe en un cilindro de gas de 13 kg, utilizado en muchas residencias.

Al hacer el mantenimiento en sistemas con fluidos inflamables, acuérdese de algunas precauciones:

• En las operaciones de soldadura, se debe liberar todo el fluido refrigerante del sistema en un ambiente ventilado o recogerlo en un recipiente cerrado. La tubería debe estar totalmente exenta de isobutano o propano antes de usarse el soplete. O estar lacrada con alicate de presión, para sellar el tubo de proceso.
• También es necesario quedarse atento a los dispositivos eléctricos, que deben ser adecuados a la flamabilidad de esos fluidos refrigerantes.

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Fuente: Club de la Refrigeracion