El amoniaco como refrigerante

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Las restricciones ambientales aplicables a los refrigerantes clorados y fluoroclorados provocan una expansión en la producción y el uso del amoniaco, ya que evita la emisión de partículas dañinas y reduce el consumo de energía. No obstante, se debe cumplir con ciertos parámetros de seguridad para usarlo.

En la industria HVACR, el amoniaco encuentra su aplicación tanto en equipos nuevos como en existentes.

Eréndira Reyes.

El uso de alternativas que contrarresten el impacto ambiental ha llevado al amoniaco (NH3) a posicionarse como una buena opción para adoptarlo como refrigerante. En la industria alimentaria es muy popular y aproximadamente 90 por ciento de las instalaciones ya lo utilizan. Su costo resulta mucho menor respecto de cualquier refrigerante sintético y respecto de su instalación.

Es importante indicar que es un gas corrosivo y peligroso que si se libera a la atmósfera sin un control adecuado, provoca daños a la salud. Es un gas sin color que normalmente se almacena en estado líquido bajo presión o refrigeración. También es más ligero que el aire, pero durante una fuga actúa como aerosol y es más pesado. Posee un fuerte olor, característica que lo hace detectable y no se mantiene en combustión si se retira la fuente de ignición, la cual también resulta difícil.

Ahora bien, su utilización en las área de refrigeración y aire acondicionado ha sido una gran alternativa, pues se puede usar tanto en equipos nuevos como en existentes, tiene un punto de vaporización bajo (-33 °C), un alto calor latente de vaporización (nueve veces mayor que el R-12) y no daña la capa de ozono.

Sus principales aplicaciones no sólo corresponden al sector HVACR; se utiliza en la fabricación de fertilizantes, explosivos, ácido nítrico, colorantes, plásticos, fibras sintéticas, drogas, caprolactama y químicos, como las sales de amonio, farmacéuticos y pegamentos. Además, elimina monóxidos de nitrógeno y es útil para neutralizar ácidos.

Su empleo como refrigerante depende de su nivel de pureza, el cual equivale a 99.8 por ciento, estar libre de agua y también de otras impurezas (máximo 150 ppm de agua, 3 ppm de aceite). Puede operar a presiones comparables con otros refrigerantes y es capaz de absorber grandes cantidades de calor al evaporarse, además de que resulta menos costoso.

En el sector agrícola se destina a 80 por ciento de la producción, ya sea como fertilizante, defoliante o agente antihongos. El 20 por ciento restante se usa en el sector industrial. Entre otras aplicaciones, se le puede encontrar en sistemas de almacenamiento térmico, en enfriadores para aire acondicionado y supermercados.

Seguridad
El amoniaco sólo es peligroso si su concentración es muy alta. Según el Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH, por sus siglas en inglés), el nivel de concentración al que se puede exponer una persona durante treinta minutos, sin protección respiratoria, equivale a 500 partes por millón; sin embargo, al tener un olor tan fuerte, provoca que las personas únicamente soporten una exposición de hasta cinco partes por millón, lo que evita que se alcancen concentraciones peligrosas.

Los sistemas de amoniaco más modernos ya integran controles que regulan la presión, por lo que ofrecen mayor seguridad en su operación; de igual manera, las regulaciones y códigos que se aplican en el diseño se revisan constantemente, lo que reduce los riesgos.

Por otro lado, es importante tomar en cuenta algunas reacciones que tiene este gas. Por ejemplo, su disolución en agua, alcohol etílico u otros líquidos, desprende calor. Otro rasgo importante es su apariencia en solución, pues es muy parecido al agua.

En cuanto a sus riesgos, el mayor es el de una posible explosión, aunque para prevenirla suelen utilizarse válvulas de seguridad que evitan sobrepresiones. Las propiedades de autoalarma que tiene el amoniaco son conocidas por ingenieros, diseñadores, técnicos y mecánicos que trabajan con sistemas de amoniaco. Así que, incluso las pérdidas más pequeñas, se reparan con rapidez.

Manejo del producto
Límite inflamable inferior: 16 por ciento en volumen
Límite inflamable superior: 25 por ciento en volumen
Temperatura de autocombustión: 651 °C
Extinción del fuego: riego de agua o niebla de agua, dióxido de carbono, espuma de alcohol, productos químicos secos

Normativa
Al popularizarse su empleo y aplicación se han tenido que tomar precauciones, por lo que existen normas nacionales e internacionales que deben tomarse en consideración. En el caso de las normas nacionales, son tres las que regulan el uso de esta sustancia:

NOM-010-STPS. Trata de las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se manejen, transporten, procesen o almacenen sustancias químicas capaces de generar contaminación en el medioambiente laboral

NOM-005-STPS. Trata de las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo para el manejo, transporte y almacenamiento de sustancias químicas peligrosas

NOM-018-STPS. Es el sistema para la identificación y comunicación de peligros y riesgos por sustancias químicas peligrosas en los centros de trabajo

En cuanto a normativas internacionales, se cuenta con las establecidas por el NIOSH y la Occupational Safety and Health Administration (OSHA), las cuales regulan el nivel de amoniaco que puede causar daño a la salud y determinan como seguro hasta 300 ppm.

Aspectos ambientales
Una de las características del amoniaco radica en que es más ligero que el aire; por tanto, sólo permanece en la atmósfera por unos días y se considera un gas biodegradable. Incluso, se ha probado su utilización como reductor de gases que dañan la capa de ozono, cuya práctica se lleva a cabo inyectando directamente el gas en las salidas de turbinas de gas y calderas, experimento que arroja resultados favorables.

Esta cualidad permite que las plantas absorban el amoniaco con mucha facilidad, eliminándolo del medio. También se determinó que sirve como nutriente para el desarrollo de las plantas, aunque la presencia de elevadas concentraciones en aguas superficiales puede causar graves daños en los seres vivos al interferir en el transporte de oxígeno por la hemoglobina.

Durante los últimos años ha existido una creciente tendencia a utilizarlo como refrigerante. Este rumbo seguirá a la alza, pues se acopla a las nuevas regulaciones ambientales, tanto nacionales como internacionales.
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Con información de Yvoluc