ZAMAN IOANA RALUCA 11 A
Compusii halogenati si instalatiile frigorifice: avantaje si riscuri Derivaţii halogenaţi sunt compuşii organici care conţin în molecula unul sau mai mulţi atomi de halogen. Aceştia au forma R-X (unde X poate fi F, Cl, Br sau I). Fabricarea industrială, în mari cantităţi a unor compuşi halogenaţi demonstrează marea importantă ce o au unii dintre ei:
1)CH3-Cl- clorometan (clorura de metil) Este un gaz usor licheflabil prin comprimare si este utililzat ca agent de racire in industria frigului. Este folosit ca agent de metilare in diferite sinteze organice si ca anestezic local.
2)CF2Cl2-diclorodifluorometan (freon l2,frigen) Freonii sunt compusi fluoroclorurali ai metanului sau ai etanului. Sunt substante gazoase, usor licheflabile, stabile, netoxice, neinflamabile si necorozive. Sunt foarte buni agenti frigorifici si sunt utilizati pe scara larga in tehnica frigului si ca agenti de pulverizare. In ultimul timp, s-a constatat ca distrugerea stratului de ozon din atmosfera este datorata si freonilor si, de aceea s-a limitat fabricarea si utilizarea acestor compusi.
3)CH2:CH-Cl-cloroetena(clorura de vinil) Se utilizeazi la obtinerea policlorurii de vinil(PVC),masa plastica cu multiple utilizari.
4)CF3Cl - clorotrifluorometan Agent frigorific Reducerea stratului de ozon poate avea consecinte grave. Ozonul stratosferic (aproape 90% din totalul din atmosfera), absorband cea mai mare parte a radiatiilor solare ultraviolete, protejeaza biosfera de efectele periculoase ale acestora, susceptibile de: ·
distruge cea mai mare parte a moleculelor biologice, in special ADN;
·
provoaca cancere ale pielii;
·
creste considerabil numarul cataractelor si ale deficientelor imunitare;
·
ameninta recoltele si ecosistemele acvatice.
Influenta agentilor frigorifici din familia hidrocarburilor halogenate asupra mediului, ce conduce la ODP si GWP, imparte acesti agenti in patru grupe ( CFC, HCFC, HFC si FC ). Clorul cauzeaza distrugerea stratului de ozon, fluorul da molecule foarte stabile care maresc incalzirea globala. Hidrogenul din molecula duce la o mica stabilitate a structurii si mareste inflamabilitatea agentului; toxicitatea este legata de prezenta clorului in molecula. Potentialul P din ODP si GWP se refera la o posibilitate si nu la un efect real, cu alte cuvinte potentialele sunt relevante numai daca agentii sunt emisi in atmosfera. Ca urmare, prima prioritate trebuie sa fie masurile impotriva scaparii si degajarii agentului in atmosfera, precum si cele de reciclare. Thomas Midgley a propus utilizarea cloroflorocarbonului (CFC) ca agent frigorific in anul 1930. CFC-urile au doua avantaje importante ca agent frigorific: masa moleculara mare si neinflamabilitate. Compresoarele centrifugale sunt simple, foarte eficiente si pot fi usor antrenate cu motoare ermetice dar necesita agenti cu masa moleculara mare pentru a se obtine diferentele de temperatura necesare. Racitoarele centrifugale utilizate la conditionarea aerului in cladirile mari, au oferit CFC-urilor o piata initiala care a putut sustine costurile mari de dezvoltare ale acestor tipuri de agenti. Hidrocarburile - agentii frigorifici Aerul, amoniacul, dioxidul de carbon, hidrocarburile si apa sunt singurii agenti care nu afecteaza stratul de ozon si produc un efect de sera neglijabil iar instalatiile de producere ale acestora afecteaza foarte putin mediul inconjurator. Acesti agenti sunt acceptati de toate asociatiile de protectie a mediului inconjurator cu exceptia EPA (Agentia de Protectie a Mediului) din SUA. China si Germania au facut cele mai mari progrese privind utilizarea acestor agenti iar Suedia, Danemarca si Luxemburg incearca eliminarea treptata a celorlalti agenti.
Hidrocarburile fac parte din clasa substantelor naturale si include propanul, pentanul, butanul. Consumatorii mondiali de freon sau aflat intr-o mare dilema in anul 1966 cand, datorita actiunii nocive a freonilor asupra stratului de ozon, productia mondiala a celor mai utilizati agenti a fost abandonata in tarile dezvoltate economic. Raspunsul imediat la marea problema a fost inlocuirea agentilor de tip florcarbon (CFC) cu HCF – 134a un agent frigorific nepoluant. Pericolul potential asupra mediului exterior pe care-l prezinta HFC – 134a reprezinta doar inceputul incompatibilitatii ca inlocuitor pentru freonii anterior utilizati. Experimentele au aratat ca are eficienta termica redusa, necesita un consum de energie ridicat si este coroziv pentru elementele structurale ale instalatiilor. In 1998 studiile conduse de Wright Patterson (OHAIO) au condus la concluzia ca HFC – 134a poate avea efecte toxice nocive, ireversibile pentru oamenii care-l inhaleaza in concentratii mai mari de 4 parti la un million. Folositi pentru a inlocui agentii frigorifici poluanti, agentii frigorifici organici HC sunt amestecuri naturale de compusi hidrocarbonici : -
au eficienta frigorifica mare,
-
nu sunt toxici,
-
nu afecteaza stratul de ozon,
-
nu produc incalzirea atmosferei,
-
nu sunt corozivi,
-
prezinta siguranta mare in utilizare.
De fapt agentii organici pot imbunatati performantele instalatiilor de aer conditionat si ale echipamentelor frigorifice de putere mica si medie. Datorita unor aditivi antifrictiune si datorita stabilitatii termice si chimice, agentii frigorifici naturali pot mari performantele si durata de exploatare pentru instalatiile de conditionare si instalatiile frigorifice de puteri mici si mijlocii. Acestia diminueaza consumurile energetice si previn aparitia scaparilor din sistemele frigorifice. Dupa mai mult de 12 ani de incercari extinse, este clar ca HC – agentii frigorifici naturali determina performante mult imbunatatite decat ale agentilor frigorifici sintetici. Cea mai importanta inovatie a fost folosirea propanului si butanului comercial ca stocuri de alimentare care au puritate mare. Initial, singura procesare in afara de amestecare, a fost scoaterea etanului din propan. Acest lucru a condus la obtinerea inlocuitorilor de tip HC petru R12, R22 si 502.
Impactul agentilor frigorifici asupra mediului poate fi impartit in urmatoarele categorii: ·
toxicitatea asupra omului si alimentelor;
·
influenta asupra domeniilor biologic si genetic;
·
mirosuri;
·
inflamabilitate si explozivitate;
·
impactul direct asupra incalzirii globale;
· ·
necesarul de energie in timpul producerii si utilizarii si impactul datorat CO2-ului produs; influenta posibila asupra stratului de ozon.
In plus, in aspectele de mediu care au fost mentionate anterior exista cerinte pentru cateva proprietati: ·
presiunea de vaporizare si presiunea de condensare;
·
caldura latenta de vaporizare;
·
caldura specifica;
·
vascozitatea;
·
tensiunea superficiala;
·
solubilitatea cu uleiul;
·
corozivitatea;
·
stabilitatea.
