Debido a la continua evolución de las regulaciones ambientales, así como a la constante búsqueda de la industria por producir compuestos cada vez más sustentables, la evolución de los refrigerantes no tiene término
Enrique Núñez
Un refrigerante es cualquier cuerpo o sustancia que permite realizar un proceso termodinámico en el que se lleva a cabo un intercambio de energía en forma de calor de un cuerpo de mayor temperatura a un cuerpo de menor temperatura, es decir, un refrigerante permite enfriar un cuerpo por medio de la absorción del calor de éste.
Para que un refrigerante pueda ser usado adecuadamente, debe reunir una serie de características tanto termodinámicas como fisicoquímicas. En cuanto a sus propiedades físicoquímicas lo más deseable es que sean ambientalmente aceptables, con baja inflamabilidad, con una toxicidad tolerable, una volatilidad adecuada, una solubilidad apropiada y una estabilidad en el proceso. Aunque hasta el momento no hay un refrigerante que reúna todas estas cualidades, sí existen varios que cuentan con elementos importantes, y que deben ser considerados como la opción más viable para usarse.
Inicios de la refrigeración
Aunque la refrigeración es relativamente reciente, cuenta con más de 200 años de historia. Esta práctica empezó por ser una necesidad, pero ha evolucionado hasta significar una presencia de comodidad para los habitantes de cualquier región.
Hacia 1800, gracias a estudios y avances en termodinámica, la evaporación del agua se hizo de manera más rápida, con lo que la refrigeración avanzó considerablemente. Sin embargo, fue hasta 100 años después cuando esta práctica empezó a evolucionar a lo que hoy conocemos.
Esta experimentación inició con el uso de una gran variedad de fluidos con los cuales se pudieran obtener bajas temperaturas por medio de la compresión y expansión. Estos compuestos se comportaron de manera aceptable, sin embargo, no cumplían con los requerimientos mínimos de seguridad por tratarse de productos tóxicos, inflamables o ambos. En algunos casos tenían que manejarse a altas presiones.
Estas prácticas sirvieron como la base de los desarrollos en refrigeración en los años siguientes, en donde buscarían compuestos más amigables en términos de salud ocupacional. A comienzos del siglo pasado las unidades domésticas seguían utilizando los mismos refrigerantes, con las implicaciones de seguridad mencionadas.
Desarrollo
El estadunidense Thomas Midgley fue quien, en la década de 1920 (a petición de Charles Franklin Kettering, inventor, ingeniero y empresario norteamericano) comenzó la búsqueda de un compuesto que pudiera cumplir con la mayoría de las propiedades deseadas en un refrigerante. Se puede decir que este suceso marca un antes y un después en la historia de la industria de la refrigeración.
En 1930, se utilizó el diclorodifluorometano (CCl2F2), también conocido como R-12. Este CFC se convirtió en la sangre de las nuevas unidades de refrigeración. La síntesis del CCl2F2 dio pie al diseño de nuevas unidades de refrigeración, desde pequeños equipos en los automóviles hasta sistemas de aire acondicionado a nivel industrial. Asimismo, además de refrigerantes, se encontraron otras aplicaciones, como propelentes, solventes, extintores de fuego y agentes espumantes.
Perspectiva actual
Ante la proliferación de estos materiales, se tuvo que pensar en una regulación para su uso. Así, la primera adecuación importante fue la que se estableció en el Protocolo de Montreal, en 1987, para promover la investigación de compuestos que no tuvieran cloro, pues este elemento participa activamente en la degradación de la capa de ozono.
De este acuerdo, suscrito entre varias naciones de ambas latitudes, se dio pie al desarrollo de los HCFC (hidroclorofluorocarbonos), de los cuales el más reconocido es el clorodifluorometano (R-22).
Sin embargo, no pasó mucho tiempo para que la industria se diera cuenta de que podría mejorarse, y logra desarrollar un producto completamente libre de cloro, propiciando el nacimiento de una nueva generación de refrigerantes: HFC (hidrofluorocarbono), compuesto que no causa daño a la capa de ozono, cuyo principal exponente es el R-134a.
No obstante lo anterior, nuevas preocupaciones relacionadas con la protección al medioambiente dieron pie a una nueva reunión. El Protocolo de Kioto, implementado en 1997, es un tratado internacional que establece medidas para prevenir la liberación de gases de efecto invernadero, centrándose en los HFC, de tal manera que busca eliminarlos por completo para disminuir el cambio climático.
Una de las regulaciones más estrictas con respecto a la eliminación de efecto invernadero es la F-Gas, la cual surge e impera en toda la Unión Europea, y se centra en los gases fluorados. Dentro de los objetivos de esta primera regulación está eliminar 90 % de los HFC para 2050.
Asimismo, Estados Unidos, a pesar de no ser un miembro firmante del Protocolo de Kioto, se comprometió a reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) en 30 % para 2030. Con esto en consideración, y como parte de su cultura de innovación, se ha desarrollado lo último en refrigerantes.
Esta nueva generación no afecta en absoluto la capa de ozono, y su impacto en cuanto a gases de efecto invernadero es mínimo. Estos gases son aquellos cuya base son las hidrofluorolefinas (HFO), producto de años de investigación e innovación que se convirtió en el futuro de los refrigerantes.
Lo anterior se debe a que no dentro de mucho tiempo se convertirán en la sangre de todos los equipos de refrigeración tanto por cuestiones regulatorias como por sus propiedades, que los acercan más que nunca a un refrigerante ideal.
De este modo, el mundo de la refrigeración está en constante evolución junto con las necesidades de la industria, de las personas y del medioambiente.
Enrique Núñez es ingeniero Químico egresado de la UNAM. Cuenta con tres años de experiencia bajo la empresa Chemours en el negocio de fluoroproductos (refrigerantes, propelentes, agentes espumantes y polímeros). Además, es analista de seguridad del producto y está enfocado en el desarrollo de empaque, normatividad y temas regulatorios, manejo seguro de productos, logística y suministro para toda el área de América del Norte.
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