Los gases refrigerantes
Los gases refrigerantes se dividen en diferentes tipos: CFC, HCFC y HFC. Son la base del funcionamiento de los sistemas de aire acondicionado en el mercado. Los CFC son gases hidrocarburos que fueran prohibidos debido a su nocividad para el medio ambiente. Los HCFC contienen hidrógeno como átomo y, en consecuencia, menos átomos de cloro, lo que los hace menos nocivos. Los HFC no contienen cloro y no suponen un problema para la capa de ozono, sin embargo contribuyen al efecto invernadero.
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El origen del gas refrigerante
Antiguamente, para refrigerar se utilizaban sales disueltas en agua, lo que daba lugar a reacciones endotérmicas; es decir, que absorbían calor del exterior.
El término «refrigerante» es acuñado por primera vez en 1550 por Blas Villafranca, en un tratado en el cual explica cómo refrigerar utilizando nitrato potásico o salitre.
La tecnología de la refrigeración nace 200 años después, de la mano del escocés William Cullen, quien crea una máquina que genera frío a partir de la evaporación de una solución acuosa llevada a muy baja presión.
Así surge la refrigeración basada en el cambio de estado de un líquido, pero no es hasta 100 años después que se desarrolla la teoría del ciclo de refrigeración, una alternativa basada en el conocimiento de la termodinámica, la termometría y las propiedades de los gases.
Enfriamiento a base de refrigerantes naturales
En 1834, Perkins crea un compresor frigorífico utilizando éter etílico y en 1854, Twining, Harrison y Carrè desarrollan el primer frigorífico de agua y amoníaco. En 1866, se experimenta con el dióxido de carbono y, a finales del siglo XIX, se utilizan varias técnicas de refrigeración, incluida la compresión de vapor, la absorción, la expansión de aire comprimido y la evaporación de agua a presiones muy bajas.
Hasta ahora, los refrigerantes utilizados son todos naturales: agua, amoníaco, dióxido de azufre, cloruro de metilo, éter etílico y metílico.
A principios del siglo XX, para sustituir el uso de los refrigerantes naturales, predominaba la tecnología de compresión de vapor, y los éteres dejaban de usarse por cuestiones de seguridad ya que eran inflamables y por el dióxido de carbono que se generaba a las altas presiones de trabajo.
En 1920 se creó el primer frigorífico a base de etano y propano, pero la peligrosidad de estos fluidos provocó en 1930 la aparición de Freón 11, Freón 12, R22 y R502, los llamados fluidos clorados. Más adelante, se adoptaron fluidos químicos con propiedades termodinámicas, no tóxicas y no inflamables; es decir, CFC y HCFC.
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Los gases refrigerantes y el medio ambiente
El agujero de la capa de ozono y el efecto invernadero llevaron a la supresión de CFC, debido a su composición a base de cloro y flúor. La Convención de Viena de 1984 y el Protocolo de Montreal de 1987 concluyeron con un acuerdo internacional para la reducción del uso de CFC en un 50 % de la producción y el consumo para 1999. Para reducir el número de átomos de cloro en la composición de los fluidos frigoríficos, los industriales han pasado al uso de fluidos que contienen átomos de hidrógeno y, para que la molécula se descomponga más rápido (con resultados beneficiosos sobre el efecto invernadero) se crean moléculas con enlaces químicos más débiles entre los átomos que caracterizan al propio fluido. Esta es precisamente la mayor innovación que aportan los refrigerantes HFO.
El ciclo de refrigeración y las aplicaciones de los HFC
El ciclo de refrigeración se refiere al proceso de enfriamiento gracias a un fluido intermedio, que se evapora y condensa. Como ya hemos comentado, entre los primeros fluidos intermedios se utilizó amoniaco, clasificado como corrosivo y tóxico para el ser humano.
Hoy en día, los gases refrigerantes se clasifican en CFC, HCFC y HFC, en función de la presencia o ausencia de cloro en su composición.
- Los CFC son gases de hidrocarburos que ya no se utilizan debido a su toxicidad para el medio ambiente. Se trata de gases incoloros, inodoros, no inflamables, químicamente estables y de bajo efecto tóxico.
- Los HCFC contienen hidrógeno y, en consecuencia, menos átomos de cloro, por lo que son menos nocivos para el medio ambiente.
- Los HFC no contienen cloro y no suponen un problema para la capa de ozono, aunque sí contribuyen al efecto invernadero.
Las aplicaciones de los HFC
Los HFC son gases refrigerantes con diferentes aplicaciones comerciales y se han representado como un sustituto y una solución más sostenible que los CFC, los cuales han visto reducido su uso desde 1996 sobre la base del Protocolo de Montreal. Se trata de gases con átomos de flúor e hidrógeno utilizados habitualmente en refrigeración:
- unidades de aires acondicionados,
- extintores,
- y bombas de calor.
El gas refrigerante es el elemento básico que sustenta el funcionamiento de los equipos de aire acondicionado, y se han diseñado nuevas normativas para garantizar un compromiso cada vez mayor con la sostenibilidad medioambiental en su uso. Por todo esto, la Unión Europea ha adoptado una serie de normas para contener el efecto invernadero, intentando frenar el aumento de las temperaturas (GWP, Global Warming Potential o en español PCA, Potencial de Calentamiento Atmosférico) y reducir el nivel de emisiones.
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