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• Juan Francisco Medina

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Universidad Tecnológica de Panamá

Facultad de Ingeniería Mecánica

Ingeniería en Energía y Ambiente

Investigación #2 Clasificación de los Refrigerantes y Recomendaciones de Uso

Grupo: 1EM241 Subgrupo B

Integrantes:  Juan Medina 8-888-414  Andrea Chávez 8-888-413

Profesor de Laboratorio: Antonio Huang

Viernes 30 de Septiembre 2017

Introducción Existen muchos procesos de generación de energía, manufactura, automotrices u otras ramas en los que muchas veces se tienen considerables aumentos de temperatura debido a agentes como rugosidades, altas presiones, cambios de propiedades en materiales o sustancias, los cuales conllevan a un aumento significativo de la temperatura, la cual es necesario controlar dentro de un rango aceptable. Los refrigerantes son las sustancias que nos permiten remover este calor de manera eficaz de un sistema o proceso. Estos son muy antiguos y aplicados desde años, el primero de ellos fue el agua. El propósito de esta investigación es conocer los distintos tipos de refrigerantes que existen, ver como se clasifican estos según sus propiedades o niveles de riesgo al ser humano. Es de suma importancia conocer todos estos detalles ya que los refrigerantes juegan un papel fundamental en el acondicionamiento de aire, lo cual es un proceso importante para el desarrollo de diversas actividades humanas.

1. ¿Qué son los refrigerantes?  Los refrigerantes son sustancias utilizadas para absorber una determinada cantidad de calor a baja presión y temperatura de algún sistema o cuerpo, para luego liberarlo a una mayor temperatura y mayor presión. Estos son ampliamente en sistema de acondicionamiento de aire en cualquier área de interés, cámaras frigoríficas, algunos procesos industriales que requieren remoción de calor, y muchas más aplicaciones. Cabe destacar que el refrigerante más antiguo y común es el agua. En la actualidad existen muchos refrigerantes para distintas aplicaciones, y estos son estrictamente revisados y regulados para que al ser utilizados no afecten a la capa de ozono. 2. ¿Cómo se clasifican los refrigerantes?  Los refrigerantes pueden clasificarse según su toxicidad, inflamabilidad o mediante una designación numérica. A continuación, definiremos más detalladamente cada categoría:

 Designación Numérica: usualmente los refrigerantes son representados por la letra “R” que es seguida por sub índices numéricos que representan la formula química del compuesto. El primer subíndice numérico de derecha a izquierda representa los átomos de flúor presentes, el segundo de derecha a izquierda representa la cantidad de átomos de hidrogeno y se le añade un átomo extra, el tercero de derecha a izquierda representa la cantidad de átomos de carbono y se le sustrae un átomo. Y el ultimo sub índice significa la cantidad de uniones entre carbones no saturados que tenga nuestro refrigerante. Por ejemplo: CCl3F triciorofluormetano= R11

CCl2FCClF2 =R113.

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Según su nivel de toxicidad: El nivel de toxicidad esta denominado por las letras mayúsculas A y B. Cuando se tenga la letra A esto significa que el refrigerante no tiene efectos tóxicos o nocivos conocidos, esto para concentraciones de 400ppm como máximo en un rango de 8 horas laborales diarias y 40 semanales. Cuando estos niveles de concentración exceden el limite automáticamente el refrigerante es clasificado como tipo B, y es nocivo. También puede haber casos en los que se tengan concentraciones muy bajas en ppm, pero haya un alto nivel de toxicidad, en estos también se clasifican como B. Según su inflamabilidad: o Refrigerantes tipo 1: es utilizado para gases que no propagan llama a condiciones normales de presión y temperatura. o Refrigerantes tipo 2: estos tienen una inflamabilidad moderada, serán inflamables a presiones mayores de 0.10 kg/m3, concentración de 0,1 kg/m3 en condiciones normales y PCI menor de 19 MJ/kg.

o 

Refrigerantes tipo 3: en esta categoría entran todos aquellos que sobrepasen los valores mencionados en las dos categorías anteriores, podemos decir con seguridad que son altamente inflamables.

Orgánicos e Inorgánicos: en los inorgánicos tenemos el agua y el NH3, mientras que los orgánicos son aquellos que tiene moléculas de carbón en su composición, tales como los CFC, HCFC, HFC, etc.

3. Características de los refrigerantes.

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El punto de congelación de estos siempre debe ser inferior a cualquier otra temperatura que se pueda dar en el entorno en el cual estén trabajando. Deben tener una alta densidad para utilizar líneas de líquidos pequeñas. Deben tener un calor latente de evaporación muy alto para que así una gran cantidad de calor sea absorbida por una pequeña cantidad de refrigerante. Sus presiones de condensación son elevadas, esto para evitar fugas y también para reducir la temperatura de condensación. Su temperatura de ebullición está por debajo de la temperatura ambiente a presión atmosférica.

4. Clasificación de acuerdo a la ANSI/ASHRAE  La American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers (AHSRAE) cuenta con una tabla de seguridad para los gases refrigerantes en la que se basan en la toxicidad y la inflamabilidad de cada gas. A esta tabla se le conoce como el “ASHRAE Standard 34-2010”.  La clasificación de la toxicidad de los gases se basada en los índices TLV/TWA. Los gases refrigerantes son clasificados dependiendo del tiempo máximo permisible en que una persona puede estar expuesta o “TLV” (Threshold Limit Value): Concentración máxima permisible, expresada en la exposición al gas en el orden de 8 a 12 hrs. por día, cinco días a la semana, durante 40 años. o “TWA” (Time-Weighted Average): Concentración ponderada en el tiempo, expresada en horas por día.  El objetivo del estándar es poder referirse a los refrigerantes de una manera más sencilla con números y letras, en vez de utilizar el nombre químico del gas, fórmula o marca para estandarizarlos en el mercado.

 La letra minúscula denota un gas isómero, ejemplo en el R-134a.  La letra mayúscula denota una mezcla, ejemplo en el R-401A.

Clasificación de la inflamabilidad:  Clase 1: no propaga la flama  Clase 2: baja propagación de flama  Clase 3: alta propagación de flama

 Clase A: TLV/TWA 400 ppm o mayor  Clase B: TLV/TWA 399 ppm o menor Esta tabla se utiliza para realizar la clasificación de los refrigerantes. Por ejemplo un gas refrigerante “A1” significa que es uno de los gases más seguros con los que se puede trabajar, y el “B3” sería clasificado como el más peligroso. 5. Clasificación de acuerdo a la UL La organización “Underwriter's Laboratories” en Estados Unidos, ha clasificado los refrigerantes de acuerdo a su toxicidad en 6 grupos. Siendo los refrigerantes del grupo 1 los más tóxicos y los del grupo 6 los menos tóxicos.

6. Recomendaciones de uso  Nunca se debe cortar o taladrar la implementación de un sistema de refrigeración sin asegurarse que todo el refrigerante haya sido removido.  Ventilar el ambiente adecuadamente cada vez que deje escapar refrigerante. No trabajar si se encuentra entre alguna concentración de gas refrigerante.  Asegúrese de utilizar el tipo correcto de refrigerante para el sistema. Uno diferente al que debe usar puede causar daños a la unidad refrigerante.  Cuando transfiera refrigerante líquido de un cilindro de suministro, no permita que el líquido caiga sobre su piel.  Siempre utilizar anteojos y guantes como protección durante el uso y manejo de los refrigerantes.  Asegurarse de que el gas refrigerante no entre en contacto con elementos a alta temperatura.

Es importante mencionar algunas normas de seguridad para el transporte de cilindros con gases refrigerantes porque son muy comunes daños por mal manejo de los mismos.      

Evitar golpear el cilindro. No calentar el cilindro con vapor o con un soplete directamente. No cargar el cilindro por la válvula mientras se transporta. No tratar de reparar la válvula. No rellenar un cilindro desechable. No utilizar cilindros deteriorados o que estén oxidados.

Referencias Available Online:  http://www.ehowenespanol.com/clasificacion-refrigerantes-hechos_74091/  http://www.afec.es/es/plandecalidad/Impacto_ambiental/anexo_1.htm  https://www.mundohvacr.com.mx/mundo/2007/02/los-refrigerantes-y-suspropiedades/  http://biblioteca.semarnat.gob.mx/janium/Documentos/Ciga/Libros2011/CG007268 .pdf  http://www.climasmonterrey.com/propiedades-fisicas-y-quimicas-de-losrefrigerantes  http://www.mailxmail.com/curso-refrigeracion-domestica-reparacion1/recomendaciones-le-manipuleo-refrigerantes