El
paso de las generación de los fluidos refrigerantes tiene detalles que vale la pena mencionar y que son destacados en el siguiente artículo.
Ing. Ernesto Sanguinetti Remusgo*
En consecuencia con la evolución de los fluidos refrigerantes, en la parte inicial de este artículo presentamos las tres primeras generaciones de estos. Continuamos ahora desarrollando la cuarta generación.
La cuarta generación de refrigerantes es el resultado de la búsqueda de aquellos que no produzcan “Calentamiento Global” o “Aumento del Efecto Invernadero”. Se propicia el uso de refrigerantes inorgánicos como el Amoníaco (R-717) y el Anhidrido Carbónico (R-744) que son de la primera generación, refrigerantes inflamables como los hidrocarburos (HC), nuevas sustancias puras y sobre todo nuevas mezclas de refrigerantes. Mostramos algunos de ésta nueva generación:
- Propano C3H8 ó R-290, para refrigeración doméstica
- Isobutano CH (CH3)3 ó R-600a, para refrigeración doméstica
- Propileno C3H6 ó R-1270
- Tetrafluoropropileno C3H2F4 ó R-1234yf, R-1234ze, R-1234zd
- Mezcla de 41.5%R-32 + 10%R-152a + 48.5%R-1234ze ( R-444B)
- Mezcla de 24.3%R-32 + 24.7%R-125 + 25.3%R-134a + 27.5%R-1234yf (R-449A)
- Mezcla de 42%R-134a + 58% R-1234ze (R-450A)
- Mezcla de 11% R-32 + 59%R-125 + 30%R-1234yf (R-452A)
- Mezcla de 44% R-134a + 56% R-1234yf (R-513A)
Dentro de ésta ésta nueva generación de refrigerantes se puede apreciar al R-1234 con sus diversos isomeros (cambio de posición de los átomos que conforman su molécula ) usando para diferenciarlos los subfijos yf, ze, zd. Se obtienen a partir del propileno ( C3H6 ) o (R-1270) al reemplazar algunos de sus átomos de hidrógeno por átomos de flúor. A estos refrigerantes también los conocen como Hidrofluoro Olefinas (HFO) y se emplean como sustancia pura o como mezcla de HFO con HFC (en le párrafo anterior se aprecian algunas mezclas) y como ejemplo mostramos la estructura química de sus moléculas:
Gráfico 1.
Como explicación a la aparición de ésta cuarta generación de refrigerantes diremos lo siguiente:
El denominado “ efecto invernadero “ es el proceso mediante el cual la absorción y emisión de radiación térmica (principalmente infrarroja ) por los gases que conforman la atmósfera de nuestro planeta se calientan y calientan la superficie terrestre. El comportamiento de la atmósfera se empezó a analizar hace muchísimos años (Svante Arrhenius en 1896 ) y fue en 1960 que un científico (Guy Stewart Callendar) llamó la atención de que se estaba produciendo un aumento anormal de la temperatura promedio de la atmósfera.
Sin la atmósfera, la temperatura a través de casi toda la superficie de la tierra estaría bajo cero grados centígrados. La atmósfera deja pasar radiación térmica solar hacia la superficie de la tierra y permite que también salga radiación térmica desde la superficie de la tierra hacia el universo logrando mantener un equilibrio para que la temperatura varíe muy poco de acuerdo a la ubicación geográfica y de acuerdo a las estaciones del año, proporcionando con ello las condiciones de vida a las cuales estamos acostumbrados los seres humanos y toda la flora y fauna.
Pero cuando hay desequilibrio empezará el aumento de la temperatura promedio fuera de los límites acostumbrados y ese desequilibrio comienza cuando aparecen gases en mayor proporción a lo normal, en la atmósfera, que no dejan salir la radiación térmica hacia el universo en la cantidad normal, produciendo el “calentamiento atmosférico o calentamiento global”. Los principales gases del efecto invernadero normal son el vapor de agua (mayor contribuyente); el dióxido de carbono (CO2, 9 a 26%), el metano (CH4, 4 a 9%) y el ozono (O3, aprox.7%).
La actividad humana desde la época de la Revolución Industrial (fines del siglo XVIII) ha incrementado la cantidad de gases de efecto invernadero en la atmósfera, conduciendo a un aumento de CO2, metano, ozono, CFC y óxido nitroso. De acuerdo con un estudio publicado en 2007, las concentraciones de CO2 y metano han aumentado en un 36% y 148%, respectivamente, respecto a niveles de 1750.
El uso de combustibles fósiles ha producido alrededor de las tres cuartas partes del aumento en el CO2 por la actividad humana en los últimos 20 años. El resto de este aumento se debe principalmente a los cambios en el uso del suelo terrestre, especialmente la deforestación.
Así como en 1987 la ONU convocó a una reunión de países para firmar el Protocolo de Montreal para dar medidas de protección a la Capa de Ozono; así también convocó al Protocolo de Kioto que es un protocolo de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC en español - UNFCCC en inglés) que tiene por objetivo reducir las emisiones de gases de efecto invernadero que causan el calentamiento global: anhidrido carbónico (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), los gases hidrofluorocarbonados (HFC), perfluorocarbonados (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6). Se propuso reducir en un porcentaje aproximado de al menos un 5 %, dentro del periodo que va de 2008 a 2012, en comparación a las emisiones de 1990.
Este protocolo fue inicialmente adoptado el 11 de diciembre de 1997 en Kioto, Japón; pero no entró en vigencia hasta el 16 de febrero de 2005. En noviembre de 2009, eran 187 países los que ratificaron el protocolo. Cabe destacar que algunos países que son los mayores contribuyentes a éste efecto, no ratificaron el protocolo.
Sin embargo, la Cumbre Climática de Lima o Conferencia de Partes COP 20 realizada entre el 1° y el 12 de Diciembre del 2014 en Lima –Perú permitió avanzar hacia un acuerdo climático que involucre a todos los países del mundo, en el siguiente COP. Es así, que con la participación de 195 paises , en la COP 21, realizada en París –Francia entre el 30 de Noviembre y el 11 de Diciembre del 2015 han llegado por fin a acordar por reducir las emisiones en un acuerdo histórico para buscar salvaguardar el medio-ambiente y mantener el calentamiento global por debajo de los 2 °C cortando las emisiones de carbono. Se comprometieron todos los países participantes.
Efectos del cambio climático
Los efectos del cambio climático se están detectando en todo el mundo. Solo citaremos algunos casos a modo de ejemplo:
Los impactos en la salud incluyen los efectos directos de fenómenos meteorológicos extremos, lo que resulta en lesiones y pérdidas de vidas humanas, así como los efectos indirectos, como la desnutrición provocada por las malas cosechas debido a esas inundaciones y aparición de plagas.
En los países bajos, islas pequeñas y grandes deltas, como consecuencia del aumento del nivel del mar al derretirse los glaciales de los polos, se pronostican inundaciones que amenacen la infraestructura de las ciudades y hasta la desaparición de territorios.
Finalmente para poder apreciar todo lo mencionado acerca de las generaciones de refrigerantes, presentamos una tabla donde se observa el comportamiento de éstos fluidos respecto a la capa de ozono ( ODP = Ozone Depletion Potencial o Potencial de Destrucción del Ozono ) y al efecto en el calentamiento de la atmósfera ( GWP = Global Warming Potencial = Potencial de Calentamiento Global ).
Se toma como base de comparación del ODP al refrigerante R-12, con ODP =1 y como base de comparación del GWP al R-744 (Anhidrido carbónico), con GWP=1
Los valores que aparecen en la tabla varían un poco de acuerdo a la fuente de información que se utilice.
* Ingeniero Ernesto Sanguinetti, Gerente División Ingeniería de Cold Import S.A. – Lima – Perú.
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