Beneficios del gas CO2 como refrigerante
Los sistemas de refrigeración han evolucionado con el transcurrir de los años, buscando la eficiencia térmica y operativa, asimismo, se ha hecho crucial la minimización del impacto ambiental. Hasta hace poco, los sistemas de refrigeración utilizaban gases clorofluorocarbonados conocidos como CFC, los cuales no requieren altas presiones en el proceso de enfriamiento de áreas cerradas. Sin embargo, los CFC, se han clasificado como elementos altamente contaminantes y que afectan directamente a la capa de ozono.
A finales del siglo XX, se determinó que la capa de ozono de la atmósfera, sufría de un daño causado por los gases clorofluorocarbonados. Por lo tanto, múltiples organismos de conservación ambiental, implementaron la prohibición de CFCs como parte de los elementos constitutivos de equipos de refrigeración. Esto llevó a los fabricantes, instaladores y empresas de servicios de refrigeración a buscar alternativas más amigables con el medio ambiente y que a su vez fueran eficientes, económicas y suficientemente disponibles en la naturaleza.
Es allí donde el Dióxido de Carbono (CO2) volvió a tomar un lugar preponderante en la conformación de sistemas de congelación y refrigeración a nivel comercial, doméstico e industrial.
¿Como el CO2 interviene en la refrigeración?
El CO2, fue uno de los primeros gases utilizados en los primeros sistemas de refrigeración a principios del siglo XX. La constante búsqueda de elementos de mayor eficiencia, dio paso a mediados de siglo a sustituir el uso de CO2 por gases que ameritaban menores presiones de funcionamiento como los CFCs. Afortunadamente, las prohibiciones de uso de CFCs, propició la reaparición del CO2, como el principal gas refrigerante de muchos sistemas de aire acondicionado y refrigeración.
El CO2, es una de las sustancias más abundantes en la naturaleza, se encuentra de manera libre en la atmósfera, es el producto de desecho de la respiración animal y cuya nobleza radica en que permanece inalterable en los procesos de evaporación y condensación. Las propiedades fisicoquímicas del CO2, le permite actuar como un refrigerante natural de grandes ventajas. El procesamiento de este gas, puede hacerse en dos fases:
- Fase Subcrítica: Cuando el dióxido de carbono se evapora, se expande absorbiendo calor de la atmósfera circundante. Del mismo modo, se transforma del estado gaseoso al estado líquido, comprimiendose y liberando calor en el proceso. El uso de sistemas de refrigeración de CO2 en fase subcrítica, se ha hecho muy popular en sistemas domésticos y comerciales, ya que requiere de menores presiones para su expansión y no necesita de la mezcla con CFCs.
- Fase Transcrítica: Para que el CO2 se condense, requiere de la aplicación de altas presiones, lo que hace posible hacer compresiones de mayor intensidad sin que el CO2 pierda su estado gaseoso incluso en presiones superiores a los 100 Bar. Esta propiedad hace posible que el CO2, sea un refrigerante de gran versatilidad para su uso en la refrigeración industrial en la que se enfrían mayores superficies a temperaturas, a veces, por debajo del punto de congelación del agua.
Beneficios del CO2 en la refrigeración
El CO2, ha demostrado ser uno de los refrigerantes más versátiles, económicos y eficientes. Contando con un elemento diferenciador de alta importancia: es 100% amigable con el medio ambiente. Dentro de sus grandes ventajas, están:
- Es seguro: El CO2, es un gas inocuo en bajas concentraciones. No altera las propiedades de los alimentos, productos farmacéuticos y otras sustancias.
- No es tóxico.
- No es inflamable.
- Es económico: Al ser un elemento abundante en la naturaleza y de fácil obtención, hace que su coste de producción sea muy bajo.
- Es térmicamente eficiente: Las propiedades de expansión y absorción de calor del CO2, lo hacen uno de los gases de mayor eficiencia térmica.
- No contamina: Quizás esta sea la propiedad más destacable del dióxido de carbono como gas refrigerante. Sus componentes químicos no alteran la capacidad de agotamiento de ozono de la atmósfera y afectan mínimamente la generación de efecto invernadero.
- Es energéticamente eficiente: Muchos sistemas de refrigeración combinan el uso de CO2 con amoníaco (NH3) lo que aumenta la eficiencia del uso de energía, pues requieren de menor intervención de equipos de compresión y evaporación.
- Es más barato en mínimas temperaturas: En las cámaras de congelación, donde se requiere que las puertas de la cámara frigorífica contengan temperaturas muy inferiores a 0ºC, el CO2 actúa de manera más eficiente.
- Mejor eficiencia de compresión: Los sistemas CO2-NH3, son más eficientes en los intercambios térmicos. Requieren de una menor presión, por lo que se convierten en los sistemas de refrigeración y congelación ideales a nivel industrial.
La instalación de equipos de refrigeración con CO2, son más sencillos y con un mayor plazo de operatividad. Esto se debe a que a partir del 1 de enero de 2022, se deberán eliminar todos los sistemas de refrigeración domésticos, comerciales e industriales que contengan CFC.
