¿Cuáles son los gases refrigerantes más utilizados en refrigeración?

Durante los ciclos de refrigeración de sistemas de aires acondicionados y refrigeradores se utilizan gases refrigerantes, los cuales circulan para mantener la temperatura por debajo de la del ambiente. Estos gases se combinan con otros componentes como compresores y evaporadores para proporcionar aire frío en el espacio donde se encuentran.

A continuación, te contaremos qué son los gases refrigerantes, su clasificación y los más utilizados en la industria.

¿QUÉ SON LOS GASES REFRIGERANTES?

Los gases refrigerantes son fluidos capaces de absorber el calor a temperatura baja cuando la presión del entorno también lo es. Se utilizan en los ciclos de refrigeración para mantener o reducir la temperatura por debajo de la del entorno.

Estos gases se utilizan en conjunto con compresores que los hacen circular para extraer calor del espacio y transferirlo a otra área cuya temperatura sea más baja que la del espacio refrigerado. El gas comienza en un estado inicial, pasa por diferentes procesos según una secuencia estudiada y calculada, que se repetirá tantas veces como sea necesario para absorber el calor y mantener frío el entorno.

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS GASES REFRIGERANTES

• Baja conductividad eléctrica
• Temperatura de congelación lo suficientemente baja para que no se solidifique mientras está en funcionamiento
• Alta conductividad térmica
• Soluble en agua y solubilidad adecuada al contacto con aceites lubricantes
• Inerte químicamente

Además, para que cumplan con las normativas del Protocolo de Montreal y el protocolo de Kioto, los gases refrigerantes no deben dañar la capa de ozono y tener el menor GWP (potencial de calentamiento global), para que, en caso de fugas o escape, genere el menor impacto medioambiental posible.

TIPOS DE GASES REFRIGERANTES

La clasificación más común de los gases refrigerantes es con base en la inclusión de flúor en su composición:

GASES REFRIGERANTES FLUORADOS

Como su nombre lo indica, son gases que incluyen flúor en su composición, por lo que se consideran poco amigables con el medio ambiente. Sin embargo, suelen utilizarse en equipos de refrigeración y aires acondicionados en cámaras industriales por lo que no se liberan al medio ambiente.

Dentro de estos gases encontramos:

CFC – CLOROFLUOROCARBONOS

Los gases CFC son derivados de hidrocarburos saturados obtenidos al reemplazar átomos de hidrógeno por átomos de cloro y flúor. Se consideran la primera generación de gases refrigerantes fluorados. Son gases inertes, que no reaccionan con vegetales ni animales, y se degradan al combinarse con el ozono de la estratósfera. Con esto, también pueden destruir al ozono ya que su presencia en la atmósfera puede durar de 50 a 100 años. Actualmente su comercialización está prohibida aunque existen algunos equipos que aún trabajan con esta tecnología.

HCFC – HIDROCLOROFLUOROCARBONOS

Son la segunda generación de gases fluorados ya que se diseñaron como alternativa para reducir el daño a la capa de ozono. Los gases HCFC se forman por átomos de cloro, flúor, hidrógeno y carbono, son menos estables que los CFC, pero son formulados para reducir la bioacumulación en la atmósfera. Se utilizan en la formulación de aerosoles, barnices, pinturas y refrigerantes. Como por ejemplo el R22 (Clorodifluorometano) que son gases utilizados en compresores, refrigeradores, propulsores de aerosoles, extintores y otros compuestos de alto peso molecular.

PFC – PERFLUOROCARBONOS

Son gases fluorados que se utilizan en el sector de electrónica para limpiar plasma de láminas de silicio, en la extracción de productos naturales en los sectores de farmacéutica y cosmética.

HFC – HIDROFLUOROCARBONOS

Es el gas fluorado más utilizado ya que es más amigable con el medio ambiente que los HCFC, menos tóxicos y más amigables con el medio ambiente. Se usan en bombas de calor, refrigeradores, sistemas de aire acondicionado, agentes espumantes, aerosoles, disolventes y extintores.

Dentro de los gases HFC, los más usados son:

• Gas refrigerante R134a. Gas no inflamable, que no daña la capa de ozono, estable y compatible con otros productos químicos.
• Gas refrigerante R-404a. Gas compuesto por la mezcla de R-125, R-134a y R-143a, es de baja toxicidad, no inflamable, no daña la capa de ozono y es muy estable.
• Gas refrigerante R-407. Es la mezcla de R32, R-125 y R-134a. Es un gas estable, con buenas propiedades termodinámicas, baja toxicidad y bajo impacto ambiental.
• Gas refrigerante R-507. Es la mezcla de R-125 y R-143a, con cero potencial de agotamiento del ozono, es seguro y se desempeña muy bien como gas de refrigeración en aplicaciones donde la seguridad es indispensable.

GASES HFO (HIDROFLUORO-OLEFINA), LA CUARTA GENERACIÓN DE LOS REFRIGERANTES FLUORADOS

Los gases FHO contienen hidrógeno, flúor y el doble de enlaces entre los átomos de carbono. Su potencial de agotamiento de ozono (PAO) es igual a cero y presenta un bajo potencial de calentamiento global (PCG), por ello se consideran las soluciones de menor impacto ambiental y más amigables con la capa de ozono.

Dentro de los gases HFO encontramos:

• Gas refrigerante R-1233zd. Gas fluorado no inflamable, que no agota la capa de ozono y tiene un potencial de calentamiento global ultra bajo. Se utiliza para aplicaciones en sistemas de climatización.
• Gas refrigerante R-1234yf. Gas que reemplaza al R-134a en aplicaciones de aire acondicionado para automóviles de modelos recientes y enfriadores industriales y comerciales. Es compatible con la mayoría de los materiales, es estable química y térmicamente y su nivel de toxicidad es bajo.
• Gas refrigerante R-1234ze. Este gas fluorado reemplaza al R-134a en chillers para refrigeración industrial. Es miscible con aceites sintéticos (POE) y polialquilenglicoles (PAG) por lo que debe usarse en aplicaciones donde se requieran como cuartos fríos, máquinas expendedoras, compresores para refrigeración industrial y enfriadores.

GASES NO FLUORADOS

Son gases que no incluyen flúor en su composición. También se conocen como refrigerantes naturales u orgánicos ya que se producen a partir de procesos naturales. Por ejemplo, el amoniaco y el dióxido de carbono, los cuales son menos agresivos con la atmósfera. 

Por su parte, el cloruro de metilo es otro gas natural, incoloro, inflamable, tóxico, con olor ligeramente dulce y que se almacena en estado líquido en cilindros de gas comprimido para usarse como refrigerante.

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