La Refrigeración con amoníaco es el método más económico y con mejor rendimiento energético. Tal vez nos asalten preguntas como: ¿qué propiedades y ventajas tiene este compuesto para poder usarse como refrigerante frente a otros? ¿solo tiene ventajas o también desventajas el uso del refrigerante? ¿Cómo funciona su ciclo y componentes respecto a la refrigeración con gases fluorados?
Veremos su uso en instalaciones de refrigeración, pero el amoniaco no solo se utiliza como refrigerante ya que aproximadamente el 80% del amoniaco producido es utilizado como abono fertilizante; el resto es utilizado para el sector textil, plástico, explosivo, refrigerante y otros productos.
La evolución del uso de las máquinas de amoniaco, ya en los años 1850, empezó en el sector de la refrigeración de alimentos instalándose para la fabricación de hielo, procesamiento de alimentos y plantas químicas. Son muy usados en el enfriamiento de carne, pescado, frutas y vegetales, leche y queso, bebidas, así como también para la congelación del helado.
Son instalaciones industriales muy importantes, ya que en la actualidad, prácticamente toda la alimentación que necesita frío en su cadena, antes de añadirlos a nuestro carro de compra, pasan en algún momento por alguna planta o almacén que usa amoniaco para la refrigeración.
Tras estos usos, la tecnología migró hacia la climatización y aire acondicionado inicialmente en el ámbito industrial y posteriormente para el confort térmico humano; encontrando su lugar en instalaciones de climatización de grandes complejos como por ejemplo edificios públicos, hospitales, aeropuertos, hoteles y otros.
Este empleo se ha impulsado por el diseño de sistemas con carga de refrigerante limitada ya que es un compuesto que requiere de mucha seguridad ya que es peligroso y tóxico. A nivel industrial está emergiendo un uso en plantas generadoras de energía.
La fórmula química del amoniaco es NH3 y el símbolo identificativo como refrigerante R717 es un compuesto que existe de forma natural siendo uno de los gases más abundantes en el ambiente ya que como indica su formulación se descompone en moléculas de hidrógeno y nitrógeno, las cuales están en un 80% en la atmósfera.
El funcionamiento básico de la instalación de refrigeración con amoniaco se basa en un ciclo cerrado de evaporación, compresión, condensación y expansión. El punto de ebullición del amoniaco es a -33ºC a una presión de 1,09bar.
El amoniaco es un refrigerante que según el Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas y sus instrucciones técnicas complementarias, está clasificado en el grupo L2 y grupo de seguridad B2. Según esta clasificación la sala de máquinas específica, diseño y construcción se rige por la instrucción técnica IF-07 de este mismo reglamento y particularmente por su apartado “6. Salas de máquinas específicas para refrigerantes del grupo L2”.
Propiedades, ventajas y desventajas de la refrigeración con amoniaco
El uso del amoniaco no solo tienes ventajas sino que también tiene alguna desventaja, pero técnicamente resueltas como veremos a continuación El amoniaco ofrece las siguientes ventajas sobre otros refrigerantes:
1. El amoniaco no es contaminante por lo que no daña la capa de ozono. Tal es así que la Agencia de Protección al Ambiente (EPA) ha identificado al amoniaco como un sustituto aceptable de sustancias dañinas al ozono en los principales sectores industriales, incluyendo la refrigeración y aire acondicionado.
2. El amoniaco tiene rendimientos termodinámicos en torno a un 3-10% superiores a otros refrigerantes, por lo que a igualdad de capacidad frigorífica tiene un consumo energético menor.
3. La mejor característica de seguridad que tiene el amoniaco es su auto-alarma provocada por su olor característico a diferencia de otros refrigerantes industriales. Esto tiene la ventaja de que se detectan fácil y rápidamente las posibles fugas. Por otro lado el fuerte olor del amoniaco provoca en los individuos la reacción de abandonar el área antes de la existencia de una acumulación peligrosa.
4. el coste es menor que el de otro refrigerante y además se requiere de una menor cantidad para la misma aplicación. Todo esto se acumula en costos de operación menores, lo que se traduce en mejores precios competitivos de los productos refrigerados o ahorro económico en la climatización.
Pero no todo son ventajas, la principal desventaja de utilizar amoniaco como refrigerante, es la alta inversión en el equipo en el equipo y la instalación del sistema correspondiente, ya que para que sea rentable una instalación de este tipo debe existir una gran demanda de refrigeración. Si la demanda es muy baja, el costo de un sistema de refrigeración utilizando amoniaco como refrigerante es demasiado alto, por lo cual, en la mayoría de instalaciones pequeñas se siguen utilizando refrigerantes comunes.
Es un refrigerante tóxico e inflamable en determinadas y altas concentraciones, pero manejado adecuadamente, no representa peligro alguno. Por otro lado el amoniaco puro tiene un rango de inflamabilidad muy reducido y bajo altas concentraciones y condiciones muy limitadas, pero es una de sus desventajas frente a otros refrigerantes. No obstante esta inflamabilidad se incrementa con la mezcla del vapor de amoniaco con aceite u otro elemento inflamable. El encendido de vapor de amoniaco requiere una fuente de fuego externa ininterrumpida, por lo que el peligro de explosión es muy bajo, el cual se reduce aún más con instalaciones ventiladas y libres fuentes de ignición.
Cualquier sistema de refrigeración es propenso a tener fugas debido a las sus presiones de funcionamiento, pero los sistemas modernos son seguros ya que constituyen sistemas completamente cerrados con control total y regulación de la presión en todo el sistema. El mayor riesgo podría provenir de una posibleexplosión pero para prevenirlo estos sistemas utilizan tóxvalvulas de seguridad en recipientes y tuberías que evitan cualquier sobrepresión, ya que se conducen directamente al exterior de la instalación. Por otro lado incorporarán equipos robustos, detectores de amoniaco en sala de máquinas y recintos cerrados, etc. O es que acaso no es más peligroso y explosivo el gas y lo tenemos como combustible en multitud de industrias, salas de calderas incluso calderas domésticas.
Una instalación segura de amoniaco requiere un adecuado diseño de ingeniería que contemple todas las medidas de seguridad necesarias y continuar en la explotación con un mantenimiento de la instalación adecuado que minimice el riesgo de fugas.
De esta manera un sistema de refrigeración con amoniaco será más seguro que cualquier otro sistema de refrigeración, con las ventajas añadidas de utilizar un refrigerante ecológico, de larga duración y con un rendimiento energético inmejorable.
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