Sustancias Refrigerantes

SUSTANCIAS REFRIGERANTES

En todo el mundo, los sistemas de refrigeración y aire acondicionado conforman un sector de gran importancia a nivel comercial e industrial, derivado de la función para la conservación de alimentos, ampliar la vida de productos como flores y medicamentos, optimizar procesos industriales y la habilidad para proporcionar ambientes frescos y aireados, a fin de garantizar entornos más placenteros para el hombre.

Gracias a la marcada utilidad de la refrigeración y el aire acondicionado, su uso alrededor del globo terráqueo hoy en día hace parte de las principales cadenas de consumo, hecho que los han convertido en un importante renglón de la economía tanto mundial como nacional, pues a partir de su uso generalizado se desprenden importantes sectores industriales que dependen en gran medida de la eficiencia del funcionamiento de tales sistemas por lo que se han vuelto totalmente indispensables para diferentes sectores productivos.

La eficiencia de éste tipo de sistemas creados para la producción de frio, se deriva de la capacidad de los mismos para desafiar las leyes de la naturaleza, mediante la trasferencia inversa de calor. Cuando dos cuerpos se ponen en contacto –uno frio y el otro caliente- el cuerpo que posee mayor temperatura le transfiere calor al que tiene menor temperatura, sin embargo en los sistemas de refrigeración sucede lo contrario gracias al uso de una sustancia conocida como refrigerante.

Ésta, es definida por Orozco, et al (2006), como una sustancia que actúa como fluido motriz en un ciclo de refrigeración capaz de absorber la carga térmica removida a productos que se requieren enfriar en el evaporador o serpentín de enfriamiento, para luego disiparla al medio ambiente. Así pues, el refrigerante actúa en un ciclo cerrado que se lleva a cabo en el equipo (nevera, cuartos fríos…), allí se transfiere energía desde un sistema de baja temperatura (evaporador) a uno de alta temperatura (condensador), finalmente un compresor alimentado por la corriente eléctrica es quien permite el transporte del refrigerante, logrando así la producción de frio al interior del sistema (ver anexo A).

1.1. Antecedentes

Antes de la invención de mecanismos térmicos y refrigerantes, el hombre empleaba el hielo proveniente de las montañas como herramienta para la conservación de alimentos al igual que los salaban o ahumaban. Según Orozco, et al (2006) el primer dispositivo frigorífico fue construido y patentado por Jacob Perkins en el año 1834. Esta máquina empleaba para su desempeño éteres o amoníaco como sustancias refrigerantes, las cuales funcionaban gracias a un motor de vapor. Más adelante a comienzos del siglo XX por la década de los 30’, se dio inicio al uso de motores eléctricos para tal fin, pero empleando como sustancias refrigerantes el dióxido de azufre y el isobutano, las cuales se caracterizaban por ser tóxicas y/o inflamables, o en su defecto debían ser manipuladas a elevadas presiones.

A partir de esto, “en 1930 el químico investigador Thomas Midgley de la General Motors, desarrolló una nueva sustancia refrigerante menos peligrosa tanto para los operarios como para los usuarios de los sistemas de frio, capaz de ofrecer mayores condiciones de seguridad” . Es así como surgen los CFC, “compuestos químicos de origen orgánico derivados de los hidrocarburos saturados obtenidos mediante la sustitución de átomos de hidrógeno por átomos de cloro y flúor” (UTO, 2006), compuestos bastantes estables debido a la ausencia de la molécula de H, generalmente incombustibles, no tóxicos, fáciles de manejar y muy económicos.

Más tarde en 1972, dos artículos científicos sugieren que los CFC emitidos en la atmósfera se difunden a su parte superior y allí se descomponen, liberando átomos de cloro que destruirán las moléculas de ozono. El primero de ellos escrito por el químico James Lovelock, demostró la presencia de CFC en toda la atmósfera terrestre. Sucesivamente las investigaciones realizadas por Sherwood Rowland y Mario Molina en 1974, plantearon que a partir de la fuerte actividad estratosférica los CFC finalmente se descompondrían allí liberando el cloro, el cual a su vez destruiría el ozono presente.

Fue así, como este hecho dio inicio a las diferentes actividades a nivel mundial para limitar el uso de los CFC, apoyándose mediante el trabajo conjunto de los gobiernos y la comunidad científica en general. En 1985 veintiocho países conciertan el Convenio de Viena para la protección de la Capa de Ozono. Como lo manifiesta el PNUMA en su publicación Acción por el Ozono (2000), el Convenio no impone restricciones a las sustancias destructoras del ozono, pero permite el futuro establecimiento de controles específicos para las mismas; en sí éste consagra el compromiso de cooperar en las investigaciones y la vigilancia, de compartir información sobre la producción y las emisiones de CFC y de adoptar protocolos de control cuando sea necesario.

Ya establecido el convenio, dos años después una expedición de científicos hacia la Antártica dirigida por el Dr. Joe Farman, confirma datos reveladores descubiertos cinco años atrás por un grupo de científicos de la British Antartic Survey (BAS). Gracias a los análisis y observaciones realizadas por estos grupos en la región, se logró descubrir que durante la primavera de cada año los niveles de ozono disminuyen de manera alarmante. A este fenómeno se le denominó “el agujero de ozono”.

Simbaqueva (2001), en su artículo Ozono y Medio Ambiente escrito para la columna Teoría Ambiental a Cargo de los Científicos del Boletín Ozono; explica que éste no es un agujero como tal sino un descenso acelerado de la concentración de ozono que se da entre los meses de septiembre y octubre de cada año en la zona centro del polo sur*. De acuerdo con la National Aeronautics and Space Administration , el agujero de ozono es la región con la capa de ozono sobre la Antártida equivalente a 220 Unidades Dobson o menos. En la imagen del agujero de ozono presentada a continuación (Figura 1) evidencia valores muy bajos de ozono (zona de color azul y púrpura) centrado sobre la Antártida el 4 de octubre de 2004:

Figura 1. Agujero de la Capa de Ozono

Fuente: www.ozonewatch.gsfc.nasa.gov

Finalmente en 1987 como consecuencia de los hechos previamente acontecidos, cuarenta y seis países aprobaron el Protocolo de Montreal (PM) relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono. Éste definido “como un acuerdo ambiental

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