Al seleccionar un congelador de temperatura ultrabaja (ULT), las opciones más eficientes y respetuosas con el medio ambiente utilizan refrigerantes de hidrocarburos naturales. Específicamente, los sistemas modernos a menudo utilizan una combinación de R290 (Propano) y R170 (Etano). Estos gases ofrecen propiedades termodinámicas superiores y tienen un impacto insignificante en el calentamiento global en comparación con los refrigerantes sintéticos que están reemplazando.
La decisión fundamental ya no se trata solo de alcanzar una temperatura objetivo. Es una elección estratégica para equilibrar la eficiencia operativa, los costos de funcionamiento a largo plazo y la responsabilidad ambiental optando por refrigerantes naturales con un Potencial de Calentamiento Global (PCG) cercano a cero.
El problema con los refrigerantes heredados
Para comprender el cambio hacia los refrigerantes naturales, es esencial comprender los problemas con los compuestos químicos más antiguos utilizados en la refrigeración. El impacto ambiental de un refrigerante se mide por dos métricas clave.
Potencial de Agotamiento del Ozono (PAO)
Se descubrió que los refrigerantes más antiguos, como los clorofluorocarbonos (CFC), dañaban la capa de ozono de la Tierra. Como resultado, fueron eliminados gradualmente en virtud de acuerdos internacionales como el Protocolo de Montreal.
Los refrigerantes modernos, incluidos tanto los sintéticos (HFC) como los hidrocarburos naturales, tienen un PAO de cero.
Potencial de Calentamiento Global (PCG)
El PCG mide la capacidad de un gas para atrapar el calor en la atmósfera en comparación con el dióxido de carbono (CO2), que tiene un PCG de 1.
Muchos reemplazos de CFC de primera generación, conocidos como hidrofluorocarbonos (HFC), tienen un PCG extremadamente alto. Por ejemplo, el R23, un refrigerante ULT común, tiene un PCG superior a 14,000, lo que significa que atrapa 14,000 veces más calor que el CO2 durante 100 años.
La superioridad de los refrigerantes naturales
Los congeladores ULT modernos logran sus bajas temperaturas utilizando un "sistema en cascada", que es esencialmente dos sistemas de refrigeración que trabajan en tándem. Esto permite el uso de refrigerantes especializados optimizados para diferentes rangos de temperatura.
R290 (Propano): El caballo de batalla de la etapa superior
En un sistema en cascada, el R290 se utiliza normalmente en el primer circuito, o circuito de "etapa superior", para enfriar el segundo circuito.
Es excepcionalmente eficiente energéticamente y tiene un PCG de solo 3. Esto lo convierte en una opción mucho más responsable que los HFC que reemplaza.
R170 (Etano): El especialista en la etapa inferior
El segundo circuito, de "etapa inferior", es responsable de la bajada final a temperaturas ultrabajas (-80 °C). El R170 es ideal para esta función.
Al igual que el R290, el Etano es un hidrocarburo natural altamente eficiente con un PCG de aproximadamente 6. El uso de R170 en el circuito de etapa inferior evita la necesidad de gases sintéticos de alto PCG.
Comprender las compensaciones
Si bien los refrigerantes naturales son la opción clara para la sostenibilidad y la eficiencia, es importante comprender el contexto completo de su uso.
Eficiencia y tecnología de compresores
La eficiencia de un congelador no está determinada únicamente por el refrigerante. El fluido debe funcionar en armonía con el compresor.
Los avances continuos en la tecnología de compresores están diseñados específicamente para optimizar el rendimiento con hidrocarburos naturales, lo que conduce a un menor consumo de energía y a la reducción de los costos operativos.
La alternativa de alto PCG: R23
Algunos congeladores ULT todavía utilizan R23 (Trifluorometano) en la etapa de baja temperatura. Aunque es un refrigerante eficaz, es un HFC con un PCG superior a 14,000.
Elegir un congelador con R23 significa aceptar una responsabilidad ambiental significativa y a largo plazo. A medida que las regulaciones sobre los gases de alto PCG se endurecen, estos sistemas también pueden resultar más difíciles o costosos de mantener.
Inflamabilidad: un riesgo gestionado
Los hidrocarburos naturales como el propano y el etano son inflamables. Sin embargo, este riesgo se gestiona eficazmente en los diseños modernos de congeladores ULT.
La cantidad de refrigerante utilizada (la "carga") es extremadamente pequeña, y los sistemas están herméticamente sellados y construidos con sólidas características de seguridad. Estos congeladores están certificados por agencias de seguridad como UL para un funcionamiento seguro en un entorno de laboratorio.
Tomar la decisión correcta para su laboratorio
Al seleccionar un congelador ULT, utilice el tipo de refrigerante como un indicador clave de la generación tecnológica y el impacto ambiental de la unidad.
- Si su enfoque principal es la máxima sostenibilidad y eficiencia: Elija un congelador que utilice un sistema en cascada de hidrocarburos totalmente naturales, como R290 en la etapa superior y R170 en la etapa inferior.
- Si está evaluando un modelo más antiguo o alternativo: Sea crítico con cualquier sistema que utilice R23 u otros HFC. Debe sopesar su rendimiento frente a su extremadamente alto Potencial de Calentamiento Global.
- Al comparar cualquier congelador: Siempre consulte la hoja de especificaciones para conocer los refrigerantes exactos utilizados y confirme que su PCG es bajo. Esta métrica es la medida más directa del impacto ambiental del congelador.
Al priorizar los sistemas con refrigerantes naturales, está invirtiendo en una tecnología que no solo es más eficiente, sino también ambientalmente responsable.
Tabla de resumen:
| Refrigerante | Tipo | Uso común en congeladores ULT | PCG (Potencial de Calentamiento Global) |
|---|---|---|---|
| R290 (Propano) | Hidrocarburo Natural | Circuito de etapa superior | ~3 |
| R170 (Etano) | Hidrocarburo Natural | Circuito de etapa inferior | ~6 |
| R23 (Trifluorometano) | HFC Sintético | Circuito de etapa inferior (Heredado) | >14,000 |
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