Tecnología de los Servicios Auxiliares-Refrigerantes - Raul Bernal

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Tecnología de los Servicios Auxiliares Raúl Bernal 
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Refrigerantes 
El refrigerante es el fluido que actúa como agente de enfriamiento, el cual alternativamente se vaporiza y 
se condensa absorbiendo y cediendo calor, respectivamente. 
El refrigerante ideal no existe, pero de acuerdo a sus aplicaciones y el uso apropiado como refrigerante, la 
sustancia debería ser químicamente inerte hasta el grado de no ser inflamable, no ser explosivo, no ser 
tóxico y no deberá reaccionar desfavorablemente con el aceite lubricante del compresor o con cualquier 
otro material normalmente usado en la construcción del equipo de refrigeración. Los refrigerantes no 
deberán reaccionar negativamente con la humedad que aunque restringida puede existir en el sistema, 
además se desea que esta sustancia no contamine los productos almacenados, no perjudique la salud de 
los ocupantes y no contamine el ambiente. 
 
Características 
� Calor latente de vaporización (λ) (kJ/kg): 
Debe ser, a la temperatura del recinto frio, lo más elevado posible para que una pequeña parte del fluido 
absorba gran cantidad de calor. 
 
� Volumen específico (v) (m3/kg): 
Debe ser lo más bajo posible, reduciendo el tamaño de la instalación. 
 
� Bajo costo. 
� No debe ser corrosivo. 
� No debe ser tóxico. 
� Bajo impacto ambiental. 
Los primeros refrigerantes fueron: 
� Amoníaco. 
� Dióxido de carbono. 
� Dióxido de azufre 
Pero por ser tóxicos, explosivos y/o corrosivos, su utilización estaba restringida a usos industriales. 
 
Amoníaco (NH3), R717 
El amoníaco, R717, es un gas incoloro, corrosivo, irritante, tóxico y de olor sofocante. Se emplea en la 
industria textil, como refrigerante, en la producción de fertilizantes y en productos de limpieza, entre 
otros. Aunque no afecta metales ferrosos como el aluminio y el bronce, en la presencia de humedad 
destruye los metales no ferrosos como el zinc, cobre, y sus aleaciones. 
Por sus cualidades termodinámicas, el amoníaco es uno de los mejores refrigerantes: según la 
productividad de enfriamiento, supera considerablemente a los R-12, R-11, R-22 y R-502, y tiene más 
alto coeficiente de transferencia de calor, lo que permite usar tuberías de menor diámetro en los aparatos 
de transferencia de calor de similar capacidad. En conjunto con hidrógeno y agua, se utiliza en 
refrigeradores domésticos y comerciales, eliminando el uso de compresor gracias al principio de 
absorción. Respecto al R22, el amoníaco tiene un valor alto de calor de vaporización y como 
consecuencia presenta un comparativamente pequeño consumo de masa del refrigerante circulante. 
 
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Dióxido de carbono (CO2), R744 
El dióxido de carbono es un gas incoloro e incombustible. El R744 se conoce también como bióxido de 
carbono, óxido de carbono (IV) y anhídrido de carbono. El CO2 está presente en la atmósfera, en un ciclo 
natural: animales, plantas y microorganismos lo liberan como resultado de la respiración y las 
fermentaciones y a su vez, las plantas verdes lo utilizan como fuente de carbono. Sus principales fuentes 
naturales son los océanos, volcanes, incendios, así como la respiración de los seres vivos o la 
descomposición de materia orgánica. Desafortunadamente, el hombre produce grandes cantidades de CO2 
con los diferentes procesos industriales, la deforestación y, especialmente, cuando utiliza combustibles 
fósiles (petróleo y carbón) para el transporte y la producción de energía. Entonces, se convierte en un 
caminante atmosférico, un gas efecto invernadero, con una permanencia en la atmósfera estimada en más 
de 100 años. 
Es probable también que los sistemas fabricados con CO2 sean de menor tamaño que los que usan 
refrigerantes comunes. Sin embargo, estas ventajas se ven compensadas por el hecho que el uso de CO2 
en las aplicaciones de aire acondicionado exige altas presiones de funcionamiento, lo que reduce la 
eficiencia operativa y por ende contribuye a producir un mayor nivel de emisiones indirectas de CO2 a 
causa del mayor consumo de energía. El CO2 está comenzando a encontrar aplicación en sistemas 
industriales como refrigerante de baja temperatura y en sistemas configurados en cascada, con amoníaco 
en la fase superior y CO2 en la fase inferior. La eficiencia energética de los sistemas que funcionan con 
CO2 puede ser similar a la de los que usan HCFC-22, amoníaco y R410A. 
 
Dióxido de azufre (SO2) 
El dióxido de azufre es un gas incoloro con olor acre, a huevos podrido, con gran solubilidad en agua. El 
gas proviene en su mayor parte de la combustión del carbón y petróleo en las plantas de energía eléctrica. 
A temperatura ambiente y en ausencia de humedad es un gas relativamente estable y poco reactivo. En 
presencia de humedad o a temperatura inferior a la temperatura de rocío se convierte en un agente muy 
corrosivo. A alta temperatura se comporta en forma diferente con los metales, atacando al aluminio y sus 
aleaciones y al cobre y las suyas. 
Penetra en el organismo por inhalación, este gas, muy soluble en agua, se hidrata rápidamente, se disocia 
en los iones sulfito y bisulfito y se absorbe en el tracto respiratorio superior. 
 
En 1928 se empezó el empleo de hidrocarburos halogenados, llamados freones, constituidos por 
carbono, hidrógeno, cloro y flúor . 
 
Los refrigerantes se clasificaron en: 
 
� Refrigerantes CFC (clorofluorocarburos). Ej.: R-12, R-500. 
� Refrigerantes HCFC (hidroclorofluorocarburos). Ej.: R-22. 
� Refrigerantes HFC (hidrofluorocarburos). Ej.: R-134A, R-407C. 
CFC 
(Flúor , Carbono, Cloro), Clorofluorocarbono totalmente halogenado, no contiene hidrógeno en su 
molécula química y por lo tanto es muy estable, esta estabilidad hace que permanezca durante largo 
tiempo en la atmósfera afectando seriamente la capa de ozono y es una de las causas del efecto 
invernadero. R-11, R-12, R-115, R-502, R-500. Está prohibida su fabricación desde 1995. Estas 
sustancias se han utilizado, además de refrigerantes, también como disolventes en ciertas aplicaciones 
industriales, como agentes espumantes de estireno y como propelente en los aerosoles. Son excelentes 
refrigerantes ya que tienen un calor latente de vaporización alto en la gama conveniente de temperatura y 
presión, una elevada conductividad y una baja viscosidad. 
 
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HCFC 
(Hidrógeno, Carbono, Flúor , Cloro), Hidroclorofluorocarbono , es similar al anterior pero con átomos 
de hidrógeno en su molécula. La presencia de hidrógeno le confiere menos estabilidad, en consecuencia, 
se descompondrá en la parte inferior de la atmósfera y no llegará a la estratósfera. Posee un potencial 
reducido de destrucción de la capa de ozono. Su desaparición estaba prevista para el año 2015. (R-22, DI-
36, DI-44, R-409A, R-408A). Tienen propiedades refrigerantes similares a los CFC y son consideradas 
sustancias en transición. 
 
HFC 
(Hidrógeno, Flúor , Carbono), Hidrofluorocarbono , es fluorocarbono sin cloro con átomos de 
hidrógeno sin potencial destructor del ozono dado que no contiene cloro. (R-134A, R-141B, R-404A, R-
407C, R-410A). 
 
En la década de los 80’s se descubre que los CFC y los HCFC tenían efectos dañinos para la capa de 
ozono por lo que se establece progresivas restricciones al uso de los mismos. 
Le HFC no poseen cloro en su molécula por lo que no tienen actualmente ninguna limitación para su uso, 
debido a su nulo efecto sobre la capa de ozono. Los HFC son conocidos con el nombre de refrigerantes 
verdes. 
 
La siguiente tabla proporciona las siglas o formas abreviadas de los nombres de muchos fluidos 
refrigerantes usados en la actualidad: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tecnología de los Servicios AuxiliaresLos nuevos refrigerantes HFC están sustituyendo a los CFC y HCFC:
USO O SERVICIO 
Refrigeración Comercial y Doméstica
Refrigeración y Congelación 
Comercial y Doméstica 
Transporte Refrigerado 
Cámaras de Enfriamiento 
Vitrinas de Súper Mercados 
Aplicaciones Industriales 
Transporte refrigerado 
 
Bibliografía: 
Capítulo V. Refrigerantes – Ing. Antonio Ospino
Dióxido de azufre – Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo
http://www.prevencionintegral.com/comunidad/blog/tox
riesgos/2014/11/04/dioxido-azufre
 
Tecnología de los Servicios Auxiliares 
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están sustituyendo a los CFC y HCFC: 
CFC/HCFC (prohibido) 
Refrigeración Comercial y Doméstica 
R-12 (CFC) 
R-22 (HCFC) 
R-500 (CFC) 
R-502 (CFC) 
 
Ing. Antonio Ospino 
Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo 
http://www.prevencionintegral.com/comunidad/blog/toxicologia-laboral-peligros
azufre-o-anhidrido-sulfuroso 
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HFC (sustituto) 
R-134A, R-409, 
R-401A, R-401B 
R-407C 
R-401B 
R-404A, R-408, 
R-402A 
 
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