El proceso más utilizado para disminuir la temperatura es la refrigeración por evaporación, que se basa en que cuando un líquido se evapora absorbe calor (el "calor latente de evaporación"). Utiliza un compuesto líquido o "refrigerante" que debe vaporizarse (pasar al estado de vapor) y condensarse (volver al estado líquido) con facilidad ya sea por cambios en la temperatura (cercanas a la ambiental) o en la presión (compresión y descompresión).
n
una refrigeradora el “refrigerante” transporta calor desde el evaporador
(situado en el interior, en la zona más fría) hacia el condensador (ubicado en
la parte externa y es enfriado por agua o aire). El refrigerante (líquido) se “vaporiza”
al llegar al evaporador (por la muy baja presión interior) absorbiendo calor
del medio. En estado gaseoso llega al compresor que lo comprime y se condensa (en
el condensador) desprendiendo calor. En estado líquido llega al tubo capilar y el
ciclo se completa al llegar nuevamente al evaporador. Este ciclo se repite hasta alcanzar el frío
deseado.
En 1834 Jacob Perkins construye la primera refrigeradora que usaba éter como refrigerante. En una
imprenta de Brooklyn se instaló, en 1902, el primer aire acondicionado con control
de temperatura y humedad. Las fluctuaciones ambientales alteran ligeramente el
tamaño del papel de impresión causando una falta de alineación de las tintas de
color, lo que se corrigió con el aire acondicionado. También permitió una
significativa mejora en la calidad en otras industrias (cápsulas medicinales, carnes
procesadas, textiles, tabaco). En 1924 se inició su uso para el confort humano.
Willis H. Carrier, ideó una fórmula que, hasta hoy, es la base de los cálculos
fundamentales para esta industria y es reconocido como el “padre del aire
acondicionado”.
Hasta 1929 se usó amoniaco (NH3),
cloruro de metilo (CH3Cl) y dióxido de azufre (SO2) como
refrigerantes. Al ser gases tóxicos, sus accidentales pérdidas originaron
mortales intoxicaciones. En 1928, Thomas Midgley Jr. sintetizó un “refrigerante
ideal” registrado por la DuPont
como Freon®. Luego se prepararon otros "freones" similares, que se distinguen con códigos. En 1950, los freones empezaron a usarse como propelentes de aerosoles, en espumas sintéticas y en la limpieza de componenetes electrónicos.
Los "freones" son derivados del metano o el etano, cuyos hidrógenos han sido sustituidos por átomos de cloro y flúor; es decir, son cloro-flúor-carbonos (CFC's). Si además de estos halógenos tienen átomos de bromo se denominan "halones". Son gases o líquidos de propiedades óptimas para su uso como refrigerantes, fáciles de sintetizar, casi insolubles en agua, no son tóxicos, ni corrosivos, ni inflamables, no los afecta la luz solar, muy resistentes a la oxidación y, por su baja reactividad, permanecen estables por mucho tiempo.
En
1970, el científico británico James Lovelock había detectado CFC’s en la
atmósfera, pero creyó que no afectarían al ambiente. En 1974, Mario Molina
(mexicano) y Sherwood Rowland (norteamericano) anunciaron que los CFC’s destruyen el ozono de la
estratósfera, causando efectos muy nocivos a la naturaleza y al hombre. En
1985 se descubre el agujero en la capa de ozono cuyo tamaño es similar al
territorio estadounidense. En 1995 Mario Molina, Sherwood Rowland y Paul Crutzen
ganaron el Premio Nobel de Química.
Al ser liberados a la atmósfera,
los CFC’s, son movilizados por vientos y corrientes de aire y viajan por varios
años hasta llegar a la estratósfera. En ella, su estabilidad es mucho
menor que en la superficie terrestre: la radiación ultravioleta (UV) en esa
zona tiene mucho mayor energía y puede romper sus moléculas desprendiendo átomos
de cloro, los que transforman el ozono (O3) en oxígeno (O2),
formando óxido de cloro (ClO), que origina una cadena de reacciones en la que
un átomo de cloro puede destruir más de cien mil moléculas de ozono,
ocasionando su disminución o
adelgazamiento o “Agujero de la capa de ozono”. Como el ozono estratosférico
absorbe la radiación UV más nociva (UVC y UVB) su disminución origina un aumento
del cáncer cutáneo, cataratas oculares, daños en el sistema inmunológico, etc. Además,
cuando están en la tropósfera (parte baja de la atmósfera) los CFC’s y otras
moléculas (dióxido de carbono, agua, metano y otros) actúan como “gases de efecto
invernadero” (GEI) y absorben parte de la radiación infrarroja (IR) que emite
la tierra, retienen el calor y originan el “efecto invernadero”. Se trata de
dos efectos distintos: más rayos UV entrando y menos rayos IR saliendo.
BIBLIOGRAFÍA
http://inventors.about.com/library/inventors/blrefrigerator.htm
http://www.ambiental.net/noticias/cambioclimatico/CambioClimaticoRowlandEntrevista.htm
Q.F. JUAN JOSÉ LEÓN CAM <jjleon@lamolina.edu.pe>
Departamento de Química. Universidad N. Agraria La Molina. PERÚ
Megustaría leer el artículo inicial o el principal de M Molina, que llevó a prohibir los freones.
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