DuPont HFC 134a

Información Técnica
P134a
DuPont™ Suva®
refrigerantes
DuPont
HFC - 134a
Propiedades, Usos,
Almacenamiento y
Manipulación
®
DuPont™ Suva 134a refrigerante
®
DuPont™ Suva 134a (Auto) refrigerante
®
DuPont™ Formacel Z-4 agente de expansión de espuma
®
DuPont™ Dymel 134a propelente de aerosol
1
HFC-134a
Propiedades, Usos, Almacenamiento y Manipulación
Contenido
Introducción .................................................................................................................................................. 1
Antecedentes ............................................................................................................................................ 1
HFC-134a—Una Alternativa Ambientalmente Aceptable ........................................................................ 1
Usos............................................................................................................................................................... 1
Propiedades Físicas ....................................................................................................................................... 2
Estabilidad Química y Térmica ...................................................................................................................... 2
Descomposición Térmica .......................................................................................................................... 2
Estabilidad con Metales y Lubricantes de Refrigeración .......................................................................... 2
Estabilidad con Sustancias Químicas Espumantes.................................................................................... 7
Problemas de compatibilidad si el HFC-134a y el CFC-12 se mezclan ...................................................... 7
Compatibilidad de los Materiales ................................................................................................................. 7
Plásticos .................................................................................................................................................... 7
Elastómeros ............................................................................................................................................ 10
Permeación en Mangueras ..................................................................................................................... 10
Desecantes .............................................................................................................................................. 10
Lubricantes de Refrigeración .................................................................................................................. 10
Seguridad .................................................................................................................................................... 18
Toxicidad por Inhalación ......................................................................................................................... 18
Sensibilización Cardiaca .......................................................................................................................... 18
Contacto con la Piel y los Ojos ................................................................................................................ 18
Derrames o Fugas ................................................................................................................................... 18
Combustibilidad del HFC-134a................................................................................................................ 18
Combustibilidad con cloro ...................................................................................................................... 19
Monitores de Aire y Detección de Fugas .................................................................................................... 19
Tipos de Detectores ................................................................................................................................ 19
Manipulación y Almacenamiento ............................................................................................................... 20
Embarque de Contenedores en EU......................................................................................................... 20
Sistemas de Almacenamiento de Granel ................................................................................................ 20
Conversión de los Tanques de Almacenamiento a Granel de CFC-12 para HFC-134a ........................... 21
Aspectos de Compatibilidad de Materiales ............................................................................................ 21
Recuperación, Reprocesamiento, Reciclaje y Disposición .......................................................................... 23
Recuperación .......................................................................................................................................... 22
Reprocesamiento .................................................................................................................................... 22
Reciclaje .................................................................................................................................................. 22
Disposición .............................................................................................................................................. 22
2
Hidrofluorocarbonos-134a
HFC-134a
HFA-134a
Suva® 134a
Suva® 134a (Auto)
Formacel® Z-4 (mercado de agentes de soplado de espuma)
Dymel® 134a (mercado de aerosoles)
Ésta es una lista de las propiedades químicas del HFC-134a:
HFC-134a
Nombre químico: 1,1,1,2-tetrafluoroetano
Fórmula molecular:
CH2FCF3
Número de Registro CAS: 811-97-2
Peso molecular:
102.0
Estructura química:
Introducción
Antecedentes
El HFC-134a fue introducido por DuPont como reemplazo de
los clorofluorocarbonos (CFCs) en muchas aplicaciones. Los
CFCs, que fueron desarrollados hace más de 60 años, tienen
muchas propiedades únicas. Son de baja toxicidad, no
inflamables, no corrosivos y compatibles con otros materiales.
Además ofrecen las propiedades termodinámicas y físicas que
les hacen ideales para una gran variedad de usos. Los CFCs son
utilizados como refrigerantes; como agentes de soplado en la
manufactura de aislamiento, espumas de empaque y
amortiguación; como agentes de limpieza para metales y
componentes electrónicos; y muchas otras aplicaciones.
Sin embargo, la estabilidad de estos compuestos, asociados con
el contenido de cloro, los ha relacionado con el agotamiento de
la capa de ozono protectora de la tierra. Como resultado, DuPont
ha descontinuado la producción de CFCs y ha introducido
alternativas ambientalmente aceptables, tales como el
hidrofluorocarbono (HFC) 134a.
Usos
El HFC-134a puede ser aplicado en muchas aplicaciones que
actualmente utilizan el diclorodifluorometano (CFC-12). Éstas
incluyen refrigeración, soplado de espumas de polímero y
productos en aerosol. Sin embargo, en algunos casos se
requieren cambios en el diseño del equipo para optimizar el
desempeño del HFC-134a en dichas aplicaciones.
HFC-134a—Una Alternativa Ambientalmente
Aceptable
El HFC-134a no contiene cloro; por lo tanto, tiene un potencial
de agotamiento del ozono (PAO) de cero. A continuación se
presenta una lista de todos los nombres genéricos y comerciales
de DuPont:
Figura 1. Espectro infrarrojo del HFC-134a, Vapor a presión de 400 mmHg (53.3 kPa) en una celda de 10 cm.
11
1
El Logo Ovalado de DuPont, DuPont™, The miracles of science™, y Suva ®, Formacel® y Dymel® son marcas registradas de E. I. du
Pont de Nemours and Company.
1
Las propiedades termodinámicas y físicas del HFC-134a,
combinada con su baja toxicidad, le hacen un refrigerante de
reemplazo sumamente eficiente y seguro para el CFC-12 en
numerosos segmentos de la industria de la refrigeración,
principalmente en acondicionamiento de aire automotriz,
electrodomésticos, pequeño equipo estacionario, cajas de
supermercado con temperatura media, y refrigeradores
industriales y comerciales. La Tabla 1 presenta una
comparación del desempeño teórico del CFC-12 y el HFC-134a
en condiciones de temperatura media.
Tabla 1
Comparación del Ciclo Teórico del CFC-12 y el HFC134a*
Capacidad (como % del CFC-12)
Coeficiente de desempeño (CDD)
Temperatura de salida del
compresor, °C (°F)
Presión de salida, kPa (psia)
Proporción de compresión
CFC-12
100
3.55
86.8 (188.2)
HFC-134a
99.7
3.43
83.1 (181.5)
1349 (195.6)
4.1
1473 (213.7)
4.7
Estabilidad con Metales y Lubricantes de
Refrigeración
Las pruebas de estabilidad para refrigerantes con metales
típicamente se realizan en presencia de aceites de refrigeración.
Los resultados de las pruebas de estabilidad en tubo sellado
están disponibles para diversas combinaciones de CFC-12 y
aceite mineral, que han demostrado estabilidad de largo plazo en
contacto con cobre, acero y aluminio en sistemas de
refrigeración reales. Los lubricantes de polialquilenglicol (PAG)
y polioléster (POE) son utilizados con el HFC-134a. Se hicieron
pruebas en tubo sellado para determinar la estabilidad relativa
del HFC-134a y los metales en presencia de estos lubricantes.
El método seguido, en general, fue el mismo que el ASHRAE 97
con algunas modificaciones menores. se calentó un volumen de
3 ml de refrigerante en presencia de tiras de cobre, acero y
aluminio en un horno durante 14 días a 175°C (347°F). Se
probaron tanto el lubricante limpio como una mezcla de
lubricante y refrigerante (relación de volumen 50/50). Se
hicieron calificaciones visuales en ambas soluciones líquidas y
las muestras de metal después del tiempo de exposición
especificado. Estas calificaciones fueron del 0 al 5, el mejor
siendo 0.
Después de obtener las calificaciones visuales, los tubos de
muestra fueron abiertos y tanto el lubricante como el refrigerante
(si estaba presente), fueron analizados. Típicamente, en el
lubricante se analizó en contenido de haluro y la viscosidad,
mientras que en el refrigerante se analizó la presencia de
derivados de la descomposición. La Tabla 3 resume los datos
típicos tanto para el HFC-134a como para el CFC-12. Las
calificaciones visuales se enlistan para el lubricante puro, la
solución lubricante-refrigerante y los tres metales presentes en
las soluciones lubricante/refrigerante.
* Las temperaturas son como se indica a continuación: condensador, 54.4°C
(130.0°F); evaporador , 1.7°C (35.0°F); succión del compresor, 26.7°C
(80.0°F); aparato de expansión, 51.7°C (125.0°F).
El HFC-134a puede ser utilizado para reemplazar al CFC-11,
CFC-12, y HCFC-142b en muchas aplicaciones de espuma
termoplástica. El HFC-134a puede ser utilizado como reemplazo
del CFC-12 y HCFC-141b en espumas termoestables. El HFC134a tiene propiedades que son ventajosas para los productos de
alto valor en uso y cumple con los requerimientos de los temas
ambientales y de seguridad. El HFC-134a no es inflamable, tiene
reactividad fotoquímica despreciable y baja conducción térmica
del vapor.
El HFC-134a también está siendo desarrollado para utilizarse en
inhaladores farmacéuticos debido a su baja toxicidad y no
inflamabilidad. Otras aplicaciones en aerosol podrían utilizar al
HFC-134a en donde estas propiedades fueran críticas. Ver el
Boletín ATB-30 de DuPont Dymel® para conocer información
adicional sobre las aplicaciones en aerosol para el HFC-134a.
Propiedades Físicas
Las propiedades físicas del HFC-134a se presentan en la Tabla
2 y las figuras 2 a 8. Datos adicionales sobre estas propiedades
se encuentran en otras publicaciones de DuPont. El
Boletín ART-1 contiene datos acerca de la viscosidad,
conductividad térmica y capacidad calorífica para líquido y
vapor saturados, además de los datos de capacidad calorífica y
los índices de capacidad calorífica para vapores tanto saturados
como supercalentados. Las tablas termodinámicas en unidades
inglesas y del SI están disponibles en los boletines T-134a-ENG
y T-134a-SI. Las densidades de líquido y vapor se incluyen en
las tablas termodinámicas.
Estabilidad Química y Térmica
Descomposición Térmica
Los vapores del HFC-134a se descompondrán al ser expuestos a
temperaturas elevadas de llamas o calentadores de resistencia
eléctrica. La descomposición puede generar compuestos tóxicos
e irritantes, tales como el ácido fluorhídrico. Los olores
pungentes emitidos irritarán nariz y garganta y, generalmente,
obligarán a que las personas evacúen el área. Por lo tanto es
importante prevenir la descomposición evitando la
descomposición a temperaturas elevadas.
2
Tabla 2
Propiedades Físicas del HFC-134a
Propiedades Físicas
Nombre químico
Fórmula química
Peso molecular
Punto de ebullicion a 1 atm (101.3 kPa o 1.013 bar)
Punto de congelación
Temperatura crítica
Presión crítica
Volumen crítico
Densidad crítica
Densidad (líquido) a 25°C (77°F)
Densidad (vapor saturado) en punto de ebullición
Unidad
—
—
—
°C
°F
°C
°F
°C
°F
kPa
lb/in2 abs
m3/kg
ft3/lb
kg/m3
lb/ft3
kg/m3
lb/ft3
kg/m3
lb/ft3
HFC-134a
Etano, 1,1,1,2-Tetrafluoro
CH2FCF3
102.03
–26.1
–14.9
–103.3
–153.9
101.1
213.9
4060
588.9
1.94 x 10–3
0.031
515.3
32.17
1206
75.28
5.25
0.328
kJ/kg·K
o Btu/(lb) (°F)
kJ/kg·K
o Btu/(lb) (°F)
1.44
0.339
0.852
0.204
kPa
bar
psia
kJ/kg
Btu/lb
666.1
6.661
96.61
217.2
93.4
W/m·K
0.0478
W/m·K
Btu/hr·ft°F
0.0824
0.0145
0.00836
mPa·S (cP)
mPa·S (cP)
% en peso
0.202
0.012
0.15
% en peso
%vol
°C
°F
—
—
0.11
Ninguno
770
1,418
0
0.28
—
1,200
—
ppm (v/v)
Reportado/incluido
1,000
Capacidad calorífica (líquido) a 25ºC (771F)
Capacidad calorífica (vapor a presión constante)
a 25°C (77°F) y 1 atm (101.3 kPa o 1.013 bar)
Presión de vapor a 25°C (77°F)
Calor de vaporización en punto de ebullición
Conductividad térmica a 25°C (77°F)
liquid
Btu/hr·ft°F
Vapor a 1 atm (101.3 kPa or 1.013 bar)
Viscosidad a 25°C (77°F)
Líquido
Vapor a 1 atm (101.3 kPa o 1.013 bar)
Solubilidad del HFC-134a en agua a 25°C (77°F) y 1 atm (101.3 kPa or 1.013
bar)
Solubilidad en agua del HFC-134a a 25°C (77°F)
Límites de inflamabilidad en aire a 1 atm (101.3 kPa or 1.013 bar)
Temperatura de auto-ignición
Potencial de agotamiento del ozono
Potencial de calentamiento global del halocarbono (Halocarbon Global
Warming Potential) (HGWP) (para CFC-11, HGWP = 1)
Potencial de calentamiento global (Global Warming Potential) (GWP) (ITH de
100 años. Para CO2, GWP = 1)
Estatus en el Inventario de la TSCA
Toxicidad AEL* (TWA de 8 y 12 horas)
* El Límite de Exposición Aceptable (Acceptable Exposure Limit) (AEL) es un límite de exposición a la inhalación de partículas en el aire establecido por DuPont que
especifica las concentraciones ponderadas en el tiempo a la que casi todos los trabajadores podrían estar expuestos repetidamente sin tener efectos adversos.
Nota: kPa es presión absoluta.
3
Figura 2. Solubilidad del agua en HFC-134a
La viscosidad fue determinada en el lubricante no utilizado, el
lubricante limpio probado y el lubricante probado en presencia
del refrigerante. Se calculó un porcentaje de cambio para los dos
lubricantes probados. Los derivados de la descomposición
enlistados son el HFC-143a (el derivado predominante de la
descomposición para el HFC-134a) y el ion fluoruro. Ambas
especies son típicamente medidas en el intervalo bajo de las
partes por millón (ppm).
A medida que se han analizado las combinaciones de CFC-12 y
aceite mineral en servicio real, estas pruebas indican que las
soluciones de HFC-134a/PAG y HFC-134a/POE tienen una
estabilidad química aceptable. En algunas otras pruebas, los
resultados han confirmado que la molécula de HFC-134a es tan
químicamente estable como la del CFC-12.
Tabla 3
Estabilidad del HFC-134a con Metales y Aceites Lubricantes
Aceite
Viscosidad del aceite cSt a 40°C (104°F)
Refrigerante
Calificaciones
Aceite limpio
Aceite/Refrigerante
Cobre
Acero
Aluminio
Cambio de Viscosidad
% de cambo limpio
% de cambio con refrigerante
Análisis de descomposición
HFC-143a, ppm
Fluoruro, ppm
Aceite Mineral
Aceite Mineral
UCON
RO:W.6602*
Mobil EAL
Arctic 32**
30.7
R-12
125
R-12
134
HFC-134a
29.4
HFC-134a
Castrol
Icematic SW
100**
108.8
HFC-134a
—
4
2
3
2
—
4
2
3
2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
ND
ND
ND
ND
<1
–12.7
–3.1
–36.2
4.3
–27.1
ND
ND
ND
420
<7
<0.7
<3
—
<0.3
<7
* Lubricante de polialquilenglicol
** Lubricante de polioléster
ND = No determinado
Calificaciones de estabilidad: 0 a 5
0 = Mejor
3 = Reprobado
5 = Con deposición de coque
4
Figura 3. Presión vs. Temperatura (Unidades SI)
Figura 4. Presión vs. Temperatura (Unidades Inglesas)
5
Figura 5. Conductividad térmica del vapor de HFC-134a a presión atmosférica (Unidades SI)
Figura 6. Conductividad térmica del vapor de HFC-134a a presión atmosférica (Unidades Inglesas)
6
Estabilidad con Sustancias Químicas
Espumantes
Plásticos
Las pruebas tradicionales de selección, en las que 23 materiales
plásticos típicos fueron expuestos a HFC-134a líquido en tubos
de vidrio sellados a temperatura ambiente, se resumen en la
Tabla 5. Las observaciones de incremento del peso y cambios
físicos se utilizaron para separar los materiales que ameritaban
pruebas de laboratorio y/o campo más detalladas a partir de
materiales que parecerían inaceptables. Los usuarios de este
boletín deberán confirmar la compatibilidad en los diseños de
sus propios sistemas.
Tabla 5
Compatibilidad del HFC-134a con Plásticos
Al igual que con otros agentes de soplado alternativos, se está
estudiando la estabilidad del HFC-134a en sustancias químicas
espumantes (sistemas lado B). Las primeras pruebas evaluaron
la estabilidad del HFC-134a en poliéter poliol de sacarosa amina
con un catalizador amina, un catalizador de potasio, un
catalizador de estaño, o un catalizador amina neutralizado con
un ácido orgánico. Las pruebas iniciales, que incluyen el análisis
de los componentes volátiles, no revelaron la degradación del
HFC-134a en ninguno de los sistemas, aún a temperaturas
elevadas. Los resultados se resumen en la Tabla 4.
Tabla 4
Estabilidad del HFC-134a con Sustancias Químicas
Espumantes
Típo de químico
Nombre comercial
Materiales plásticos que ameritaron análisis más detallados:
ABS
Kralastic (Uniroyal Chem.)
Acetal
Delrin®
Epóxico
Fluorocarbonos
PTFE
Teflon®
ETFE
Tefzel®
PVDF
Ionómero
Surlyn®
Poliamida
6/6 Nylon
Zytel®
Poliarilato
Arylon®
Policarbonato
Tuffak (Rohm & Haas Co.)
Poliéster
PBT
Valox (General Electric)
PET
Rynite®
Polieterimida
Ultem (General Electric)
Polietileno-HD
Alathon
Óxido de polipropileno
Noryl (General Electric)
Sulfuro de polifenileno
Ryton (Phillips Chem. Co.)
Polipropileno
Poliestireno
Styron (Dow Chem. Co.)
Polisulfona
Polysulfone
Cloruro de polivinilo
PVC
CPVC
Materiales plásticos que mostraron cambios inaceptables:
Acrílico
Lucite®
Celulósico
Ethocel (Dow Chem. Co.)
Condiciones de prueba: Especímenes de plástico expuestos al HFC134a líquido (no lubricante) en tubos de vidrio sellado por dos semanas
a temperatura ambiente.
Delrin®, Teflon®, Tefzel®, Surlyn®, Zytel®, Arylon®, Rynite® y Lucite® son
marcas registradas de DuPont.
Catalizador
Degradación, %
Amina
<0.001
Potasio
<0.001
Estaño
<0.001
Amina neutralizada
<0.001
Condiciones de prueba
Seis semanas a 60°C (140°F).
25% (en peso) de HFC-134a.
Dos partes de catalizador por 100 partes de poliol en peso.
Una parte de agua por100 partes de poliol en peso.
Muestra de prueba de acero tipo 1010.
Problemas de compatibilidad si el HFC-134a
y el CFC-12 se mezclan
El HFC-134a y el CFC-12 son químicamente compatibles entre
sí; esto significa que NO reaccionan para formar otros
compuestos. Sin embargo, cuando los dos materiales se mezclan,
forma lo que se conoce como un azeotropo; que es una mezcla
de dos componentes que actúan como un solo compuesto
individual, pero que tiene propiedades físicas y químicas
diferentes a cualquiera de los dos componentes. Un ejemplo de
esto es el Freon® 502, que es un azeotropo del CFC-12 y el
CFC-115. Cuando el HFC-134a y el CFC-12 son mezclados en
determinadas concentraciones, forman un azeotropo de alta
presión (baja ebullición). Esto significa que la presión de vapor
del azeotropo es mayor que la de cualquiera de los dos
componentes por sí mismos. A un valor absoluto de 752 kPa
(109 psia), el azeotropo contiene 46 % en peso de HFC-134a. En
general, las presiones de descarga del compresor serán
indeseablemente elevadas si el equipo de refrigeración es
operado con una mezcla de HFC-134a y CFC-12.
Otra característica de un azeotropo es que es muy difícil separar
los componentes una vez que se mezclan. Por lo tanto, una
mezcla de HFC-134a y CFC-12 no podrá ser separada en una
máquina de reciclaje en sitio ni en los establecimientos típicos
de un recuperador externo. Usualmente, las mezclas de HFC134a y CFC-12 deberán ser dispuestas por incineración.
Debido a que el desempeño de los materiales plásticos es
afectado por las variaciones de polímeros, los agentes del
compuesto, rellenos y procesos de moldeo, se recomienda
verificar la compatibilidad utilizando piezas producidas en la
realidad en las condiciones de uso final.
Compatibilidad de los Materiales
Debido a que el HFC-134a es utilizado en muchas aplicaciones,
es importante revisar la compatibilidad de los materiales de
construcción al diseñar nuevos equipos, adaptar el equipo
existente, o preparar los establecimientos de almacenamiento y
manipulación.
7
Figura 7. Diagrama de Presión-Entalpía para el HFC-134a (Unidades SI)
8
Figura 8. Diagrama de Presión-Entalpía para el HFC-134a (Unidades Inglesas)
9
Elastómeros
Desecantes
Los resultados de compatibilidad para HFC-134a y CFC-12 son
comparados para 11 elastómeros típicos en las tablas 6 y 7.
Debe reconocerse, sin embargo, que los efectos sobre los
elastómeros específicos dependen de la naturaleza del polímero,
la formulación de composición utilizada, y las condiciones de
curado o vulcanización. Las muestras reales deben ser probadas
en las condiciones de uso final especificando a los elastómeros
para los componentes críticos.
Algunas recomendaciones, basadas en los datos detallados de las
tablas 7 a 17, se presentan en la Tabla 6. Los datos sobre los
cambios temporales en hinchamiento y dureza del elastómero se
utilizaron como los principales factores determinantes de la
compatibilidad. Los datos finales subsecuentes se utilizaron
como guía para indicar si los sellos en un sistema de
refrigeración deberán ser reemplazados después de la
destrucción del equipo.
La mayoría de los materiales poliméricos utilizados en el equipo
de refrigeración están expuestos a una mezcla de refrigerante y
aceite de refrigeración.
DuPont Films ha medido la compatibilidad de la película de
poliéster Mylar® con los sistemas de HFC-134a y lubricante de
poliol éster, comparados con los sistemas de CFC-12 y aceite
mineral.
Los revestimientos para ranura (slot liners), las cuñas y el
aislamiento de interfaces de Mylar® son ampliamente utilizados
en los motores de compresores herméticos para el servicio de
CFC-12. Los estudios indican que la vida de Mylar® en los
sistemas que utilizan el HFC-134a serán comparables a la vida
de las películas en los sistemas CFC-12. En los casos en que la
película de poliéster falla en sistemas herméticos, generalmente
la causa lleva a la humedad no deseada. Demasiada humedad
ocasiona que la película se hidrolice y se haga quebradiza. Los
resultados indican que los lubricantes de POE utilizados con
HFC-134a tienden a jalar agua del Mylar®. Esto favorece una
película más seca, que debería dar como resultado un
alargamiento de la vida del aislamiento del motor. Debido a que
este aislamiento está sepultado por debajo de los embobinados y
puede ser difícil de secar, esta capacidad de extracción del agua
de los lubricantes POE debería ser un valioso activo del
desempeño. Existe información adicional disponible en DuPont
Films.
Los fabricantes de equipo están desarrollando datos adicionales
sobre la compatibilidad de los materiales.
Los secadores rellenos con desecante son utilizados típicamente
en los sistemas de refrigeración y los establecimientos de
almacenamiento a granel. Un desecante de criba molecular
común que se usa con CFC-12, el 4A-XH-5 de UOP, no es
compatible con el HFC-134a. Sin embargo, los fabricantes han
desarrollado otros desecantes de este tipo que tienen buen
desempeño con el HFC-134a. Los desecantes XH-7 y XH-9 de
UOP, o MS 592 o MS 594 de Grace, pueden ser utilizados en
secadores con relleno suelto. Los secadores de partículas
compactadas, en donde el desecante se compacta con presión
mecánica, pueden utilizar el XH-6 además de los desecantes
enlistados previamente.
En los secadores de núcleo moldeado, la criba molecular está
dispersa dentro de un núcleo sólido. Diversos fabricantes
ofrecen secadores de núcleo moldeado que son compatibles con
el HFC-134a. Consulte al fabricante del secador para conocer las
recomendaciones.
Lubricantes de Refrigeración
La mayoría de los compresores requiere un lubricante para
proteger las partes internas móviles. El fabricante del compresor
generalmente recomienda el tipo de lubricante y la viscosidad
que deben ser utilizados para garantizar la adecuada operación y
durabilidad del equipo. Las recomendaciones se basan en
diversos criterios, tales como la lubricidad, compatibilidad con
los materiales de construcción, la estabilidad térmica y la
miscibilidad del refrigerante y el aceite. Para asegurar una
operación eficiente y una larga vida para el equipo, es
importante seguir las recomendaciones del fabricante.
Los lubricantes actuales que se utilizan con el CFC-12 son
totalmente miscibles a través de todo el intervalo de condiciones
operativas esperadas, aminorando el problema de hacer que el
lubricante fluya de regreso al compresor. Los sistemas de
refrigeración que utilizan el CFC-12 aprovechan esta
miscibilidad completa al considerar el retorno del lubricante.
Los refrigerantes tales como el HFC-134a, con poco o nada de
cloro, pueden mostrar menor solubilidad con muchos lubricantes
existentes de aceite mineral o alquilbenceno.
La búsqueda de lubricantes para ser utilizados con el HFC-134a
inició con productos comercialmente disponibles. La Tabla 19
muestra las solubilidades de diversas combinaciones de
refrigerante y lubricante. Los lubricantes nafténicos, parafínicos
y de alquilbenceno actuales tienen muy mala solubilidad con el
HFC-134a. Los PAGs con baja viscosidad muestran buena
solubilidad pero, a medida que la viscosidad se incrementa, se
hacen menos solubles. Los lubricantes de polioléster, de los
cuales existen muchos tipos, generalmente tienen buena
solubilidad con el HFC-134a. Al ser comparados con los PAGs,
los lubricantes de éster son más compatibles con los
componentes herméticos del motor y son menos sensibles al
aceite mineral y CFC-12 residuales en un sistema de
refrigeración.
Si bien el HFC-134a y el CFC-12 son químicamente
compatibles entre sí, éste no es el caso con el CFC-12 y los
lubricantes de PAG. De manera específica, el cloro contenido en
el CFC-12 u otros compuestos clorados, puede reaccionar con el
PAG y ocasionar la degradación del lubricante. Esta degradación
puede ocasionar lubricación deficiente y fallas prematuras.
Además, se formará lodo, que puede obstruir los orificios de los
tubos y otras aberturas pequeñas.
Permeación en Mangueras
Las mangueras de elastómero son utilizadas en sistemas de
acondicionamiento de aire móviles, y para transferir el HFC134a en otras aplicaciones. Las tasas de permeación del HFC134a y CFC-12 a través de diversas mangueras automotrices
A/C fueron medidas como guía para la selección de mangueras.
Los estudios se realizaron a 80°C (176°F) con una carga inicial
de líquido del 80% en volumen de HFC-134a en manguera de
acondicionamiento de aire automotriz con longitud de 76 cm
(30 in), diámetro interno de 15.9 mm (5/8 in). La construcción
de la manguera y las tasas de permeación se resumen en la
Tabla 18. Con base en estas pruebas, las mangueras revestidas
con nylon, así como aquellas hechas de Hypalon® 48, parecen
ser adecuadas para utilizarse con el HFC-134a. Cabe señalar, sin
embargo, que estas mediciones de tasa permiten hacer una
comparación de las diversas mangueras a una sola temperatura,
y no deben ser utilizadas como evidencia de las pérdidas reales
por permeación en un sistema operativo.
10
Tabla 6
Compatibilidad del HFC-134a con Elastómeros
Calificaciones
25ºC
(77ºF)
CFC-12
80ºC
(176ºF)
Adiprene L
1
5
Buna N
1*
0*
Buna S
3
Butyl Rubber
Hypalon®
141ºC
(285ºF)
25ºC
(77ºF)
HFC-134a
80ºC
(176ºF)
2
5
1
0*
4
3
2
2
4
0
3
1
0
1*
0
Natural Rubber
4
5
0
2
Neoprene W
0*
1*
0
2
Nordel®
2*
2*
1
1
Silicone
5
5
2
2
Thiokol FA
1
1
1*
0
Viton®
5
5
5
5
48
2*
0
141ºC
(285ºF)
1
0
Elastomer
A
*Reemplazo de elastómero recomendado después de la destrucción del
equipo.
Hypalon®, Nordel® y Viton® son marcas registradas de DuPont.
Adiprene es una marca registrada de Uniroyal.
Thiokol FA es una marca registrada de Morton Thiokol.
Códigos: 0 = Sin cambio.
1 = Cambio aceptable.
2 = Cambio en la línea del límite.
3 = Cambio ligeramente inaceptable.
4 = Cambio moderadamente inaceptable.
5 = Cambio seriamente inaceptable.
Tabla 7
Compatibilidad de los Refrigerantes con Adiprene L
25ºC (77ºF)
Cambio en longitud, %
Temporal
Final
Cambio en peso, %
Temporal
Final
Dureza Shore A
Original
Temporal, D SH
Final, D SH
Calificación de elasticidad
Temporal
Final
Calificación visual
Líquido
Polímero
Temporal
Final
80ºC (176ºF)
CFC-12
HFC-134a
CFC-12
HFC-134a
1.8
0.3
5.5
0.1
2.1
5.0
–0.5
8.5
1.2
20
0.3
5.2
60
–2
0
61
–4
1
60
—
63
–28
–19
0
0
0
0
5a
5a
4b
5c
0
0
0
0
0
0
0
0
0
5a
1d
2d
a
a
a
20
–0.5
Condiciones de prueba: inmersión de 27 días del polímero a 25°C (77°F) y 80°C (176°F) en líquido (temporal) más dos semanas de secado al aire a
aproximadamente 25°C (77°F) (final).
a
Muestra desintegrada
c
Ruptura al ser estirada
b
Más elástica
d
Pegajosa
11
Tabla 8
Compatibilidad de los Refrigerantes con Buna N
25ºC
(77ºF)
CFC-12
80ºC
(176ºF)
141ºC
(285ºF)
25ºC
(77ºF)
HFC-134a
80ºC
(176ºF)
141ºC
(285ºF)
2
0
1
–1
2
0
2
0
2
0
3
0
7
0
6
–1
8
2
8
0
8
0
8
0
77
–6
7
76
–1
9
72
9
14
77
–5
5
74
–1
7
75
–3
4
0
0
1
0
1a
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1b
1b
0
0
0
0
0
0
Cambio en longitud, % (±0.5)
Temporal
Final
Cambio en peso, % (±0.5)
Temporal
Final
Dureza Shore A
Original
Temporal, D SH
Final, D SH
Calificación de elasticidad
Temporal
Final
Calificación visual
Líquido
Polímero
Temporal
Final
Condiciones de prueba: inmersión de 27 días del polímero a 25°C (77°F), 80°C (176°F) y 141°C (285°F) en líquido (temporal) más dos semanas de
secado al aire a aproximadamente 25°C (77°F) (final).
a
Más elástico
b
Superficie opaca
Tabla 9
Compatibilidad de los Refrigerantes con Buna S
25ºC (77ºF)
Cambio en longitud, %
Temporal
Final
Cambio en peso, %
Temporal
Final
Dureza Shore A
Original
Temporal, D SH
Final, D SH
Calificación de elasticidad
Temporal
Final
Calificación visual
Líquido
Polímero
Temporal
Final
80ºC (176ºF)
CFC-12
HFC-134a
CFC-12
HFC-134a
–0.1
–2.5
1.1
<0.1
0.7
–2.6
0.8
0.3
2.8
–6.2
1.9
–0.1
2.9
–6.2
2.5
–0.1
85
–12
8
84
–12
–2
83
–16
–9
81
–9
–2
0
3b
0
1b
0
3b
1a
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Condiciones de prueba: inmersión de 27 días del polímero a 25°C (77°F) y 80°C (176°F) en líquido (temporal) más dos semanas de secado al aire a
aproximadamente 25°C (77°F) (final).
a
Más elástico
b
Menos elástico
12
Tabla 10
Compatibilidad de los Refrigerantes con Hule Butilo
25ºC (77ºF)
Cambio en longitud, %
Temporal
Final
Cambio en peso, %
Temporal
Final
Dureza Shore A
Original
Temporal, D SH
Final, D SH
Calificación de elasticidad
Temporal
Final
Calificación visual
Líquido
Polímero
Temporal
Final
80ºC (176ºF)
CFC-12
HFC-134a
CFC-12
HFC-134a
6.3
–1.2
0.2
0
7.6
–0.8
1.3
0.4
34
–2.6
2.0
–0.1
36
–1.2
3.7
0.6
54
–8
–1
54
–1
–2
57
–14
–10
58
–4
–3
1a
0
1a
0
3a
2a
0
0
0
0
3b
0
0
0
0
0
3c
1d
4c
2d
Condiciones de prueba: inmersión de 27 días del polímero a 25°C (77°F) y 80°C (176°F) en líquido (temporal) más dos semanas de secado al aire a
aproximadamente 25°C (77°F) (final).
a
Más elástico
c
Con depósito de elastómero
b
Sólidos blancos en el líquido
d
Película blanca en el elastómero
Tabla 11
®
Compatibilidad de los Refrigerantes con Hypalon 48
Cambio en longitud, % (±0.5)
Temporal
Final
Cambio en peso, % (±0.5)
Temporal
Final
Dureza Shore A
Original
Temporal, D SH
Final, D SH
Calificación de elasticidad
Temporal
Final
Calificación visual
Líquido
Polímero
Temporal
Final
25ºC
(77ºF)
CFC-12
80ºC
(176ºF)
141ºC
(285ºF)
25ºC
(77ºF)
HFC-134a
80ºC
(176ºF)
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
7
2
5
1
9
4
0
0
1
0
2
1
79
–4
4
81
0
2
81
0
2
76
3
8
82
1
1
82
1
4
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1*
1*
0
0
0
0
0
0
141ºC
(285ºF)
Condiciones de prueba: inmersión de 27 días del polímero a 25°C (77°F), 80°C (176°F) y 141°C (285°F) en líquido (temporal) más dos semanas de
secado al aire a aproximadamente 25°C (77°F) (final).
* Superficie opaca
13
Tabla 12
Compatibilidad de los Refrigerantes con Hule Natural
25ºC (77ºF)
80ºC (176ºF)
CFC-12
HFC-134a
CFC-12
HFC-134a
14
–1.1
1.3
–0.3
14
–0.8
2.0
0.4
51
–2.6
4.5
–0.5
55
–2.6
5.8
–0.6
55
–9
–5
56
–1
–4
56
–17
–8
57
–8
–4
0
0
0
0
1*
2*
1*
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Cambio en longitud, %
Temporal
Final
Cambio en peso, %
Temporal
Final
Dureza Shore A
Original
Temporal, D SH
Final, D SH
Calificación de elasticidad
Temporal
Final
Calificación visual
Líquido
Polímero
Temporal
Final
Condiciones de prueba: inmersión de 27 días del polímero a 25°C (77°F) y 80°C (176°F) en líquido (temporal) más dos semanas de secado al aire a
aproximadamente 25°C (77°F) (final).
* Más elástico
Tabla 13
Compatibilidad de los Refrigerantes con Neopreno W
25ºC (77ºF)
80ºC (176ºF)
CFC-12
HFC-134a
CFC-12
HFC-134a
0.2
–7.6
0.7
–0.5
0.9
–7.3
1.4
–0.3
6.6
–12
2.3
–0.6
6.8
–13
2.9
–1.8
73
–1
–10
73
0
0
73
–5
5
72
–7
–5
2a
2a
0
0
1b
2b
0
0
1c
0
1d
0
0
0
0
0
1e
0
0
0
Cambio en longitud, %
Temporal
Final
Cambio en peso, %
Temporal
Final
Dureza Shore A
Original
Temporal, D SH
Final, D SH
Calificación de elasticidad
Temporal
Final
Calificación visual
Líquido
Polímero
Temporal
Final
Condiciones de prueba: inmersión de 27 días del polímero a 25°C (77°F) y 80°C (176°F) en líquido (temporal) más dos semanas de secado al aire a
aproximadamente 25°C (77°F) (final).
a Menos
elástico
b
Más elástico
c
Transparente, amarillo
d
Calinoso
e
Película blanca
14
Tabla 14
®
Compatibilidad de los Refrigerantes con Nordel Elastómero
25ºC (77ºF)
Cambio en longitud, %
Temporal
Final
Cambio en peso, %
Temporal
Final
Dureza Shore A
Original
Temporal, D SH
Final, D SH
Calificación de elasticidad
Temporal
Final
Calificación visual
Líquido
Polímero
Temporal
Final
80ºC (176ºF)
CFC-12
HFC-134a
CFC-12
HFC-134a
–0.6
–8.2
0.5
–0.2
–0.4
–8.4
0.7
0.4
5.5
–22
2.8
<0.1
6.1
–22
4.4
–0.2
66
–4
19
66
–3
–4
65
0
20
63
–6
0
2a
2a
0
0
2b
2b
1b
0
0
0
0
1d
0
0
0
0
0
1c
0
0
Condiciones de prueba: inmersión de 27 días del polímero a 25°C (77°F) y 80°C (176°F) en líquido (temporal) más dos semanas de secado al aire a
aproximadamente 25°C (77°F) (final).
a
Menos elástico
c
Película blanca
b
Más elástico
d
Calinoso
Tabla 15
Compatibilidad de los Refrigerantes con Silicón
25ºC (77ºF)
Cambio en longitud, %
Temporal
Final
Cambio en peso, %
Temporal
Final
Dureza Shore A
Original
Temporal, D SH
Final, D SH
Calificación de elasticidad
Temporal
Final
Calificación visual
Líquido
Polímero
Temporal
Final
80ºC (176ºF)
CFC-12
HFC-134a
CFC-12
HFC-134a
41
–0.1
6.1
0.1
44
–0.2
5.5
–0.2
173
0.7
20
–0.1
187
–0.7
20.3
–0.3
60
–13
–7
61
–8
–4
60
–15
–7
58
–6
–2
0
0
1a
0
1a
0
0
0
0
0
0
0
5b
0
0
0
4b
0
0
0
Condiciones de prueba: inmersión de 27 días del polímero a 25°C (77°F) y 80°C (176°F) en líquido (temporal) más dos semanas de secado al aire a
aproximadamente 25°C (77°F) (final).
a
Menos elástico
b
Hinchado
15
Tabla 16
Compatibilidad de los Refrigerantes conThiokol FA
25ºC (77ºF)
Cambio en longitud, %
Temporal
Final
Cambio en peso, %
Temporal
Final
Dureza Shore A
Original
Temporal, D SH
Final, D SH
Calificación de elasticidad
Temporal
Final
Calificación visual
Líquido
Polímero
Temporal
Final
80ºC (176ºF)
CFC-12
HFC-134a
CFC-12
HFC-134a
1.3
–0.5
0.8
–0.2
1.4
–0.5
–0.2
–0.9
1.9
–0.2
1.0
–0.1
3.7
–0.8
1.9
–0.8
70
–6
–5
69
–4
–6
74
–6
–1
74
0
0
1b
0
1b
0
0
1a
1b
2a
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Condiciones de prueba: inmersión de 27 días del polímero a 25°C (77°F) y 80°C (176°F) en líquido (temporal) más dos semanas de secado al aire a
aproximadamente 25°C (77°F) (final).
a Menos elástico
b Más elástico
Tabla 17
®
Compatibilidad de los Refrigerantes conViton A
25ºC (77ºF)
Cambio en longitud, %
Temporal
Final
Cambio en peso, %
Temporal
Final
Dureza Shore A
Original
Temporal, D SH
Final, D SH
Calificación de elasticidad
Temporal
Final
Calificación visual
Líquido
Polímero
Temporal
Final
80ºC (176ºF)
CFC-12
HFC-134a
CFC-12
HFC-134a
5.5
0.7
13
–0.1
4.9
1.2
12
0.3
19
1.8
48
0.7
20
2.5
49
1.2
74
–19
–7
74
–30
–8
73
–23
–10
73
–31
–6
2b
0
2b
0
3a
0
3a
0
0
0
0
0
0
0
1c
1d
0
0
0
5e
Condiciones de prueba: inmersión de 27 días del polímero a 25°C (77°F) y 80°C (176°F) en líquido (temporal) más dos semanas de secado al aire a
aproximadamente 25°C (77°F) (final).
a Menos elástico
d Brillo aceitoso
b Más elástico
e Ampollas hinchadas-5% de la superficie
c Muy ligeramente pegajoso
16
Tabla 18
Permeación del HFC-134a a través de Mangueras Elastoméricas
Nylon
4.5 (0.3)
3.0 (0.2)
CFC-12
HFC-134a
Construcción de la Manguera
Revestimiento interno
Segunda capa
Refuerzo
Cubierta externa
Tasa de Permeación, gm/cm·año (lb/ft·año)
Hypalon® 48
Nitrilo #1
14.9 (1.0)
22.3 (1.5)
3.0 (0.2)
26.8 (1.8)
Nylon
—
Nylon
Clorobutilo
Hypalon® 48
Rayón
2 trenzas
EPDM
Nitrilo #2
28.3 (1.9)
40.2 (2.7)
Nitrilo (NBR)
Rayón
2 trenzas
EPDM
Tabla 19
Solubilidades del HFC-134a en Lubricantes
Intervalo de Temperatura: –50°C a 93°C (–58°F a 199°F)
Porcentaje de Refrigerante en la Mezcla
Tipo de Aceite
30%
60%
90%
500 SUS Nafténici
2 fase
2 fase
2 fase
500 SUS Parafínico
2 fase
2 fase
2 fase
125 SUS Dialquilbenceno
2 fase
2 fase
2 fase
300 SUS Alquilbenceno
2 fase
2 fase
2 fase
165 SUS PAG
–50 a >93*
–50 a >93
–50 a +73
525 SUS PAG
–50 a >93
–40 a +35
–23 a –7
100 SUS Éster
–40 a >93
–35 a >93
–35 a >93
150 SUS Éster
–50 a >93
–50 a >93
–50 a >93
300 SUS Éster
–50 a >93
–50 a >93
–50 a >93
500 SUS Éster
–40 a >93
–35 a >93
–35 a >93
* Una fase en este intervalo de temperatura, °C.
17
Seguridad
Derrames o Fugas
Los usuarios deben tener y comprender las Hojas de Datos de
Seguridad del Material (Material Safety Data Sheets) (MSDSs)
del HFC-134a.
Si ocurriera una gran emisión de vapor, por ejemplo, en un
derrame o fuga, los vapores podrían concentrarse cerca del piso
o en los puntos bajos y desplazar el oxígeno disponible para
respirar, ocasionando asfixia.
Evacuar a todas las personas del área hasta que haya sido
ventilada. Usar sopladores o ventiladores para circular el aire a
nivel de piso. No reingresar en el área afectada a menos que
usted esté equipado con un equipo de respiración autónoma
(self-contained breathing) (SCBA) o a menos que un monitor en
el área indique que la concentración de los vapores de HFC134a está por debajo del AEL.
Usar siempre SCBA o máscara con línea de aire al ingresar a
tanques u otras áreas en donde los vapores pudieran estar
presentes. Usar el sistema de compañeros y línea de vida.
Consultar la MSDS para HFC-134a, que contiene más
información.
Los vapores del HFC-134a tienen un ligero olor a sudor que
puede ser difícil de detectar. Por lo tanto se deben realizar
frecuentes revisiones de fugas y es necesario instalar monitores
permanentes en el área dentro de los espacios cerrados.
Consultar los Estándares 15-94 y 34 de la American Society of
Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers
(ASHRAE), para conocer las especificaciones en cuartos de
maquinaria de refrigeración.
Para garantizar la seguridad al trabajar con HFC-134a en áreas
cerradas:
1. Dirigir las líneas de alivio y el venteo de purga (si está
presente) hacia el exterior, lejos de tomas de aire.
2. Asegurar que el área esté bien ventilada, utilizando
ventilación auxiliar, si es necesario, para mover los
vapores.
3. Asegurar que el área esté libre de vapores antes de
iniciar el trabajo.
4. Instalar equipo de monitoreo del aire para detectar
fugas (los monitores se analizan en la siguiente
sección, Monitores y Detección de Fugas).
Toxicidad por Inhalación
El HFC-134a no representa un peligro agudo o crónico al ser
manipulado conforme a las recomendaciones de DuPont y
cuando las exposiciones se mantienen por debajo de los límites
de exposición recomendados, tales como el límite de exposición
aceptable (acceptable exposure limit) (AEL) de DuPont de 1,000
ppm, en promedio ponderado en el tiempo (time-weighted
average) (TWA) de 8 o 12 horas.
El Límite de Exposición Aceptable (Acceptable Exposure Limit)
(AEL) es un límite de exposición a la inhalación de partículas en
el aire establecido por DuPont que especifica las
concentraciones ponderadas en el tiempo a la que casi todos los
trabajadores podrían estar expuestos repetidamente sin tener
efectos adversos.
El AEL para el HFC-134a tiene los mismos límites de valor de
umbral (threshold limit values) (TLVs) establecidos para el
CFC-12 y el CFC-12. Los TLVs son establecidos por la
American Conference of Governmental and Industrial
Hygienists (ACGIH). Sin embargo, la inhalación de altas
concentraciones de vapor de HFC-134a podría ocasionar
depresión temporal del sistema nervioso con efectos anestésicos
tales como mareo, dolor de cabeza, confusión y pérdida de la
consciencia. Exposiciones mayores a los vapores podrían
ocasionar alteración temporal de la actividad eléctrica cardiaca
con pulso irregular, palpitaciones o circulación inadecuada.
Efectos similares son observados en la sobre-exposición al CFC12. El mal uso intencional o inhalación deliberada del HFC-134a
puede ocasionar la muerte sin advertencia previa. Esta práctica
es extremadamente peligrosa.
Cualquier persona que experimente alguno de los síntomas
iniciales deberá ser llevada al aire fresco y mantener la calma. Si
no respira, dar respiración artificial. Si la respiración es difícil,
administrar oxígeno. Llamar al médico.
Combustibilidad del HFC-134a
Sensibilización Cardiaca
El HFC-134a no es inflamable en el aire a temperaturas de hasta
100°C (212°F) a presión atmosférica; sin embargo, las mezclas
de HFC-134a con altas concentraciones de aire a presión y/o
temperatura elevadas pueden hacerse combustibles en presencia
de una fuente de ignición. El HFC-134a también puede ser
combustible en una atmósfera enriquecida con oxígeno
(concentraciones de oxígeno superiores a las del aire). El hecho
de que una mezcla que contenga HFC-134a y aire, o HFC-134a
en un medio enriquecido con oxígeno se haga combustible,
dependerá de la interrelación de; 1) la temperatura 2) la presión;
y 3) la proporción de oxígeno en la mezcla. En general, no
permitirse la presencia de HFC-134a con aire sobre la presión
atmosférica o a temperaturas elevadas; ni en un entorno
enriquecido con oxígeno. Por ejemplo: el HFC-134a NO
deberá ser mezclado con aire presurizado para hacer
pruebas de fuga ni para otros propósitos.
Los refrigerantes no deberán ser expuestos a llamas abiertas o
elementos de calefacción eléctrica. Las altas temperaturas y las
llamas pueden ocasionar que los refrigerantes se descompongan,
emitiendo humos tóxicos e irritantes; además, una llama de
soplete puede incrementar su tamaño en forma dramática o
cambiar de color si se usa en altas concentraciones de diversos
refrigerantes, incluyendo el R-500 o R-22, así como muchos
otros refrigerantes alternativos. Este incremento repentino en la
llama puede sorprender, e incluso lesionar, a las personas.
Si los vapores son inhalados a una concentración de 75,000
ppm, que está muy por arriba del AEL, el corazón puede
sensibilizarse a la adrenalina, lo que ocasionaría anormalidades
cardiacas y, posiblemente, paro cardiaco. Efectos similares se
observan con muchos otros halocarbonos e hidrocarbonos. La
posibilidad de estos problemas cardiacos incrementa si usted se
encuentra bajo estrés físico o emocional.
Debido a las posibles alteraciones del ritmo cardiaco, las drogas
de catecolamina, tales como la epinefrina, deben ser
consideradas solamente como el último recurso en emergencias
que amenacen la vida.
Contacto con la Piel y los Ojos
A temperatura ambiente, el efecto de los vapores de HFC-134a
sobre la piel y los ojos es reducido o nulo. Sin embargo, en
forma líquida, el HFC-134a puede congelar la piel o los ojos al
contacto, ocasionando lesiones por congelación. Si ocurriera
contacto con el líquido, sumergir las áreas expuestas en agua
tibia, ni fría ni caliente. En todos los casos, buscar atención
médica inmediata.
Usar siempre ropa de protección cuando exista algún riesgo de
exposición al HFC-134a líquido. En donde las salpicaduras
fueran posibles, usar siempre protección ocular y cubierta facial.
18
Recuperar siempre los refrigerantes, evacuar el equipo y ventilar
las áreas de trabajo adecuadamente antes de usar alguna llama
abierta.
Los resultados de pruebas y cálculos han demostrado que:
•
A temperatura ambiente, todas las concentraciones de
HFC-134a en el aire son no inflamables a presiones
por debajo de 205 kPa absolutos (15 psig).
•
No se formarán mezclas combustibles de aire y HFC134a cuando el HFC-134a líquido es bombeado en un
contenedor cerrado si la presión inicial del aire en el
contenedor está limitado a 1 atm absoluta y la presión
final está limitada a 2,170 kPa absolutos (300 psig). Si
la presión del aire es mayor a 1 atm, podrían formarse
mezclas combustibles si el tanque fuera llenado.
Con base en la información previa, se recomiendan las
siguientes prácticas de operación:
determinar el NAG, y el sistema de recuperación deberá
revisarse buscando fugas, si hubiera presencia de aire. No
seguir evacuando un sistema de refrigeración que tenga fugas
de gran magnitud.
Combustibilidad con cloro
También se han reportado datos experimentales que indican la
combustibilidad del HFC-134a en presencia de cloro.
Monitores de Aire y Detección de Fugas
Durante años, el personal de servicio ha utilizado equipo para la
detección de fugas cuando brinda atención a un equipo. Los
detectores de fugas existen no sólo para detectar fugas
específicas, sino también para monitorear un cuarto completo de
manera continua buscando la ausencia de oxígeno o la presencia
de refrigerante. Existen diversas razones para la detección
enfriamiento fugas o para el monitoreo del área, incluyendo: la
conservación de los refrigerantes, la protección de equipo
valioso, la reducción de emisiones fugitivas y la protección de
los empleados. El Estándar ASHRAE 15-94 requiere monitores
de área en los cuartos de maquinaria de refrigeración, en la
forma especificada.
Los detectores de fugas pueden dividirse en dos grandes
categorías: detector de fugas puntuales y monitores de área.
Antes de adquirir un detector o monitor, se deberán analizar
diversos criterios instrumentales, por ejemplo, sensibilidad,
límites de detección y selectividad.
• No mezclar con aire para pruebas de fuga.
– El equipo nunca deberá ser probado con una mezcla
presurizada de HFC-134a y aire. Para la prueba de fugas se
deberán usar mezclas presurizadas de nitrógeno seco y
HFC-134a.
• Entrega y almacenamiento de granel
– Normalmente, los tanques deberán ser evacuados antes del
relleno inicial y nunca deberán ser llenados en condiciones
de presión de aire positiva.
– Nunca deberá permitirse que la presión de los tanques
rebase la máxima presión de trabajo permisible cuando se
estén llenando con HFC-134a. Deberá haber aditamentos
de alivio en buenas condiciones, ya sea en los tanques o en
el sistema de abastecimiento.
– La presión de los tanques deberán ser monitoreadas en
forma rutinaria.
– Las líneas aéreas nunca deberán conectarse a los tanques de
almacenamiento.
Tipos de Detectores
Aplicando a la selectividad como criterio, los detectores de
fugas pueden colocarse en una de tres categorías: no selectivos,
selectivos de halógeno o específicos por compuesto. En general,
a medida que la especificidad del monitor aumenta, también lo
hace la complejidad y el costo. Otro método utilizado para
encontrar fugas es la adición de tintes fluorescentes al sistema.
Un análisis detallado de la detección de fugas, junto con una
lista de fabricantes de este equipo, se presenta en el Boletín
ARTD-27A.
Detectores no Selectivos
Los detectores no selectivos son aquellos que detectan cualquier
tipo de emisión o vapor presente, independientemente de su
composición química. En general, estos detectores son fáciles de
usar, muy durables, de bajo costo y casi siempre portátiles. Sin
embargo, el que no puedan calibrarse, la deriva en el largo
plazo, la falta de selectividad y la falta de límites de sensibilidad
limitan su utilidad para el monitoreo de áreas.
Algunos detectores no selectivos diseñados para ser utilizados
con CFC-12 podrían tener una sensibilidad mucho más baja al
ser utilizados con el HFC-134a. Sin embargo, ahora existen
detectores de diseño reciente con buena sensibilidad para este
compuesto. Asegúrese de consultar al fabricante antes de
seleccionar o utilizar un detector no selectivo con el HFC-134a.
• Operaciones de llenado y carga
– Antes de evacuar los cilindros o el equipo de refrigeración,
todo el refrigerante residual deberá ser retirado en un
sistema de recuperación.
– Las líneas de descarga de la bomba de vacío deberán estar
libres de obstáculos que pudieran incrementar las presiones
de descarga y ocasionar la formación de mezclas
combustibles.
– Los cilindros o el equipo de refrigeración deberá ser
evacuado al inicio del llenado y nunca deberá llenarse en
condiciones de presión positiva del aire.
– Los cilindros llenos deberán ser analizados periódicamente
para determinar la presencia de aire [gas no absorbible
(nonabsorbable gas) (NAG)].
• Sistemas de recuperación de refrigerante
La recuperación eficiente del refrigerante del equipo o de los
contenedores requiere la evacuación al final del ciclo de
recuperación. Las líneas de succión al compresor de
recuperación deben revisarse periódicamente buscando fugas
y evitar la compresión de aire en el cilindro de recuperación
durante la evacuación. Adicionalmente, la presión del cilindro
de recuperación deberá monitorearse para detener la
evacuación en el caso de un rápido incremento en la presión
que indicara la presencia de aire. El contenido del cilindro de
recuperación deberá analizarse posteriormente para
19
El cilindro de 30 lb, conocido como Dispos-A-Can® (DAC),
cabe en una caja que mide 10 in x 10 in x 17 in. Dispos-A-Can®
es una marca registrada de DuPont para este tipo de contenedor
de un solo uso. Cuando se utiliza para embarcar Suva® 134a
para el mercado de refrigeración estacionaria, estos cilindros de
30 lb tienen los mismos accesorios de salida que los cilindros de
CFC-12. Sin embargo, cuando son utilizados para Suva® 134a
(auto) para la industria automotriz, estos cilindros tienen una
válvula de salida CGA-167. Estos accesorios fueron
especificados por la Sociedad de Ingenieros Automotrices
(Society of Automotive Engineers) (SAE) para evitar la mezcla
de CFC-12 y HFC-134a al dar servicio a los sistemas de
acondicionamiento de aire móviles. En las aplicaciones para el
servicio automotriz con HFC-134a se utilizan accesorios
adicionales únicos, que se analizan en el Boletín ART-27.
Los cilindros de 123 lb están equipados con una válvula CGA660 de vapor líquido no rellenable. Con esta válvula de doble
sentido, el HFC-134a puede ser retirado del cilindro como vapor
o como líquido sin necesidad de invertir el cilindro. La manivela
de vapor se localiza en la parte superior; la rueda de líquido se
ubica a un lado de la válvula y está unida a un tubo de inmersión
que llega hasta el fondo del cilindro. Cada una está claramente
identificada como vapor o líquido.
El cilindro de 4,400 gal es conocido como tanque ISO (ISO
tank). Las dimensiones referidas en la Tabla 20 representan el
marco dentro del cual el contenedor es embarcado. El tanque en
sí tiene la misma longitud de 20 ft y un diámetro externo de
aproximadamente 86 in. Los tanques ISO son utilizados para
exportar embarques de HFC-134a desde EU.
La Figura 9 ilustra la construcción general de un contenedor
retornable de 1 tonelada. Obsérvese que uno de los extremos del
contenedor tiene dos válvulas. Cuando éste es invertido en
forma tal que las válvulas se alinean verticalmente, la válvula
superior descargará el vapor y la inferior descargará líquido. Las
válvulas están protegidas por una cubierta de domo.
Los contenedores de una tonelada están equipados con dos
tapones fusibles en cada extremo. El metal fusible en los tapones
está diseñado para comenzar a fundirse a 69°C (157°F) y para
fundirse totalmente a 74°C (165°F). Los contenedores nunca
deberán calentarse a temperaturas superiores a 52°C (125°F).
Hay una válvula de alivio de presión con resorte en cada
extremo del contenedor de una tonelada.
Detectores Selectivos de Halógeno
Los detectores selectivos de halógeno utilizan un sensor
especializado que permite que el monitor detecte compuestos
que contengan flúor, cloro, bromo y yodo sin la interferencia de
otras especies. La principal ventaja de este tipo de aparatos es
una reducción en el número de ―falsas huecas‖—falsas alarmas
ocasionadas por la presencia de algún compuesto en el área
distinto al compuesto objetivo.
Típicamente estos detectores son fáciles de usar, tienen
sensibilidad mayor a la de los detectores no selectivos (límites
de detección <5 ppm cuando se usan como monitores de área y
<0.05 oz/año cuando se utilizan para ubicar fugas), y son muy
durables. Además, debido a la especificidad parcial del detector,
estos instrumentos se calibran fácilmente.
Detectores Específicos por Compuesto
Los detectores más complejos, que son también los más
costosos, son los detectores específicos por compuesto. En
general, estas unidades pueden detectar la presencia de una sola
especie sin la interferencia de otros compuestos.
Tintes Fluorescentes
Los tintes fluorescentes se han utilizado en los sistemas de
refrigeración durante muchos años. Estos compuestos, invisibles
en luz normal, pero visibles con luz ultravioleta (UV), se utilizan
para ubicar fugas en los sistemas. Los aditivos se colocan en el
lubricante de refrigeración cuando el sistema recibe servicio. Las
fugas se detectan utilizando luz UV para buscar el tinte que haya
escapado del sistema.
Recientes innovaciones en la tecnología de tintes ha permitido
que los tintes fluorescentes sean utilizados con el HFC-134a. Sin
embargo, antes de añadir tintes a cualquier sistema, deberá
probarse la compatibilidad del tinte con el lubricante y el
refrigerante.
Manipulación y Almacenamiento
Embarque de Contenedores en EU
El HFC-134a es un gas licuado comprimido. De acuerdo con el
Departamento de Transporte de EU (US Department of
Transportation) (DOT), un gas comprimido no inflamable se
define como un material no inflamable que tiene presión
absoluta superior a 40 psi a 21°C (70°F) y/o presión absoluta
superior a 104 psi a 54°C (130°F).
Las designaciones adecuadas del DOT son las siguientes:
Nombre correcto de embarque:
Gas licuado, NOS
(tetrafluoroetano).
Clase de peligro:
2.2
No. UN:
3159
Una lista de los diferentes tipos de contenedores que pueden ser
utilizados para embarcar HFC-134a en Estados Unidos, junto
con sus capacidades de agua, dimensiones, especificaciones del
DOT y pesos netos de HFC-134a, se presenta en la Tabla 20.
Todos los aditamentos de alivio de presión utilizados en los
contendores deberán cumplir con los estándares de la
Asociación de Gas Comprimido (Compressed Gas Association)
(CGA) para cilindros de gas comprimido, carga y tanques
portátiles.
Los cilindros de 30 y 123 libras diseñados para aplicaciones de
refrigerante son de color azul claro con etiquetas que portan el
nombre del producto en azul claro. La designación de color es
―Azul Claro (cielo),‖ PMS 2975.
Sistemas de Almacenamiento de Granel
DuPont vende sistemas de almacenamiento, al costo, a sus
clientes de HFC-134a. Estos sistemas están prefabricados,
probados y son fáciles de instalar en el sitio. Las unidades están
diseñadas para optimizar la economía, eficiencia y seguridad en
el almacenamiento y dispensado de HFC-134a. Los sistemas
entregados incluyen todos los componentes, tales como tanques
de almacenamiento, bombas, líneas, válvulas, motores y
calibradores, como unidad integrada. Todos los sistemas están
equipados con el sistema de Entrega con Eliminación de
Emisiones de Fluoroquímicos de DuPont (DuPont
Fluorochemical Emission Elimination Delivery) (FEED) para
evitar emisiones durante las entregas, y con bombas duales para
tener un repuesto instalado. Las unidades están montadas en
patines y sólo requieren ser ubicadas en una losa de concreto y
tener conexión con los sistemas eléctricos y de proceso.
La Figura 10 ilustra un sistema típico de almacenamiento a
granel.
Su Representante de DuPont Marketing puede hacer los arreglos
necesarios para darle una asesoría para la selección de sitios,
compra, instalación, arranque y mantenimiento.
20
Nosotros recomendamos que los tanques de almacenamiento
sean vaciados completamente del líquido y vapor del CFC-12
antes de introducirles HFC-134a. En general, la conversión de
un tanque de almacenamiento de CFC-12 requiere:
1. Retirar el CFC-12 del tanque, líneas y equipo.
2. Evacuar el tanque de almacenamiento hasta un vacío de 25
in de mercurio (16.7 kPa abs) y purgar con nitrógeno seco
comprimido.
3. Hacer las reparaciones necesarias en el tanque después de la
evacuación y purga inicial.
4. Repetir el paso 2 hasta que los análisis de CFC-12 y de
humedad estén dentro de los límites aceptables.
5. Rellenar el sistema con CFC-12.
Los pasos anteriores son un esquema simplificado de lo que en
realidad es un proceso largo. Su Representante de DuPont
Marketing puede ayudarle a obtener el equipo, la
instrumentación y la asistencia técnica para hacer la conversión
de manera segura y efectiva.
Conversión de los Tanques de
Almacenamiento a Granel de CFC-12 para
HFC-134a
Antes de cambiar del CFC-12 a HFC-134a, el equipo de
almacenamiento existente deberá ser inspeccionado para
verificar que es adecuado. Los tanques de almacenamiento
construidos conforme a las especificaciones del Código para
Contenedores Presurizados de la Sociedad Americana de
Ingenieros Mecánicos (American Society of Mechanical
Engineers) (ASME), deben tener una placa metálica de
identificación que indique la máxima presión de trabajo
permisible (maximum allowable working pressure) (MAWP) de
cada tanque. En la mayoría de los casos, los tanques de
almacenamiento existentes que han sido diseñados para contener
CFC-12 tendrán una tasa nominal de presión adecuada para
HFC-134a. La presión de ajuste en los aditamentos de alivio en
la parte superior de los tanques también deberá ser modificada y
cambiada, según las necesidades.
Tabla 20
Especificaciones para los Contenedores de Embarque para HFC-134a
Capacidad de agua
30-lb Dispos-A-Can®
123 lb
1,682 lb
5,000 gal
4,400 gal ISO
170,000 lb
Dimensiones
Especificación DOT
10 in x 10 in x 17 in (caja)
55 in H x 10 in DE
82 in L x 30 in DE
Pipa
8 ft x 8.5 ft x 20 ft (marco)
Carro-tanque
39
4BA300
110A500W
MC-330 or -331
51
114A340W
Peso neto (lb)
HFC-134a
30
125
1,750
40,000
30,865
—
Figura 9. Contenedor Retornable de Una Tonelada
• Asientos de los aditamentos de alivio de presión
• Juntas de bridas y registros-hombre
• Sellos de bombas mecánicas
• Juntas y o-rings del extremo húmedo de la bomba
• O-rings de los filtros
• Juntas de los visores de los indicadores de flujo
• Diafragmas y o-rings del regulador de retropresión.
Precauciones para la Manipulación de los Contenedores de
Embarque de HFC-134a
Se recomienda enfáticamente seguir las reglas para la
manipulación de HFC-134a que se describen a continuación:
• Usar equipo de protección personal, por ejemplo, lentes de
seguridad con protectores laterales, guantes y zapatos de
seguridad cuando se manejen los contenedores de HFC-134a.
Aspectos de Compatibilidad de Materiales
La mayoría de los componentes metálicos adecuados para ser
utilizados con CFC-12 también son compatibles con HFC-134a,
incluyendo los tipos estándar de acero al carbón, aluminio y
cobre. Algunos componentes elastoméricos o no metálicos aptos
para el CFC-12 podrían no ser adecuados. Por lo tanto, todos los
componentes elastoméricos o no metálicos en el sistema deberán
ser identificados, y su compatibilidad con el HFC-134a deberá
verificarse. Ver la sección Compatibilidad de Materiales. Para
lograr una confiabilidad completa, cualquier componente que no
pueda ser identificado con precisión deberá ser reemplazado.
En un sistema de almacenamiento de fluorocarbonos, los
elastómeros se encuentran con mayor frecuencia en:
• Empaques y asientos de válvulas manuales
21
• Evitar el contacto de la piel con HFC-134a líquido porque
podrían ocasionarse lesiones por congelación.
• Nunca calentar un contenedor a una temperatura superior a
52°C (125°F).
• Nunca aplicar llama directa o vapor vivo a un contenedor o
válvula.
• No rellenar nunca los cilindros desechables con nada. El
embarque o relleno de los cilindros desechables está
prohibido conforme a los reglamentos del DOT.
• Nunca rellenar los cilindros retornables sin el consentimiento
de DuPont. Los reglamentos del DOT prohíben el transporte
de cilindros retornables rellenados sin la autorización de
DuPont.
• No usar nunca un montacargas magnético o eslinga (de cuerda
o cadena), para manejar los contenedores. Es posible usar una
grúa en conjunto con una jaula de seguridad o plataforma para
sujetar el contenedor.
• No usar nunca un contenedor como rodillos, soporte o ningún
otro propósito que no sea el transporte de HFC-134a.
• Proteger los contenedores contra cualquier objeto que pudiera
ocasionar cortes o abrasiones en la superficie del metal.
• No alterar nunca los aditamentos de seguridad en las válvulas
o los contenedores.
• No tratar nunca de reparar o modificar los contenedores o
válvulas.
• No forzar nunca las conexiones que no coinciden. Asegurar
que todas las cuerdas en los reguladores o equipos auxiliares
sean iguales a las que están en la salida de la válvula del
contenedor.
• Mantener las válvulas cerradas herméticamente, y las tapas y
capuchas puestas en su sitio cuando los contenedores no estén
en uso.
• Almacenar los contenedores bajo techo para protegerlos
contra climas extremos.
• Usar un sistema de recuperación de vapor para recolectar los
vapores de HFC-134a de las líneas, después de descargar un
contenedor.
Protección Ambiental (US Environmental Protection Agency)
(EPA) establece los estándares para el equipo de recuperación.
Antes de adquirir una unidad de recuperación específica,
verifique con el fabricante para asegurarse de que contiene sellos
elastoméricos y aceite de compresión compatibles con el HFC134a.
Reprocesamiento
El reprocesamiento se refiere al hecho de someter al HFC-134a
a un tratamiento para que cumpla con las especificaciones de un
nuevo producto. La calidad del producto reprocesado se verifica
a través de un análisis químico. En EU, el HFC-134a está
incluido en el programa de reprocesamiento de DuPont.
Comuníquese con DuPont o con uno de sus distribuidores
autorizados para solicitar más información.
El reprocesamiento ofrece ventajas sobre los procedimientos de
reciclaje del refrigerante en sitio, porque estos sistemas no
pueden garantizar la remoción completa de los contaminantes.
La reintroducción de refrigerantes que no cumplen con las
especificaciones del producto nuevo en equipos costosos puede
ocasionar daños.
Reciclaje
El reciclaje de refrigerantes se refiere a la reducción de los
contaminantes presentes en el refrigerante gastado utilizando
aditamentos que reducen el contenido de aceite, agua, acidez y
particulados. Generalmente, el reciclaje es un procedimiento de
campo o taller sin pruebas analíticas en el refrigerante. El HFC134a podría ser reciclado con uno de los aditamentos disponibles
actualmente en el mercado. En EU, la EPA define los estándares
para estos aparatos. El reciclaje se está convirtiendo en una
práctica aceptada en la industria estadounidense del servicio de
acondicionamiento de aire móvil. Consulte al fabricante antes de
especificar un aditamento de reciclaje para el HFC-134a.
Disposición
La disposición se refiere a la destrucción del HFC-134a gastado.
La disposición podría ser necesaria cuando este refrigerante se
ha contaminado densamente con otros productos y ya no cumple
con las especificaciones de aceptación de DuPont u otros
reprocesadores. Si bien en este momento DuPont no acepta
refrigerantes altamente contaminados para su disposición,
existen firmas de manejo de residuos autorizadas. Asegúrese de
verificar las calificaciones de cualquier empresa antes de
enviarle el HFC-134a gastado.
Recuperación, Reprocesamiento,
Reciclaje y Disposición
El uso responsable del HFC-134a requiere que el producto sea
recuperado para su reuso o disposición, cuando sea posible.
DuPont adquiere los refrigerantes usados para recuperación a
través de redes de distribuidores en EU, Canadá y Europa. En
EU, el HFC-134a gastado es aceptado como parte de este
programa. La recuperación y reuso del HFC-134a tiene sentido
desde la perspectiva ambiental y económica. Además, la Ley de
Aire Limpio de EU (US Clean Air Act), prohíbe el venteo
conocido de refrigerantes de CFC, HCFC y HFC durante el
mantenimiento, servicio o disposición del equipo de
refrigeración.
Recuperación
La recuperación se refiere a la extracción del HFC-134a del
equipo y a su recolección en un contenedor externo adecuado.
Bajo la definición del Instituto de Acondicionamiento de Aire y
Refrigeración (Air Conditioning and Refrigeración Institute)
(ARI), que es una organización estadounidense, la recuperación
no implica ni procesamiento ni pruebas analíticas. El HFC-134a
podría ser recuperado del equipo de refrigeración utilizando
unidades permanentes en sitio o uno de los aditamentos
portátiles disponibles hoy en el mercado. Las unidades portátiles
contienen un pequeño compresor y un condensador enfriado por
aire, y pueden ser utilizadas para la recuperación de vapor o de
líquido. Al final del ciclo de recuperación, el sistema es
evacuado para retirar los vapores. En EU, la Agencia de
22
Figura 10. Sistema de Almacenamiento a Granel Típico
23
Si Desea más Información:
DuPont Fluorochemicals
Wilmington, DE 19880-0711
(800) 235-SUVA
www.suva.dupont.com
Europa
Japón
DuPont de Nemours International S.A.
2 Chemin du Pavillon
PO Box 50
CH-1218 Le Grand-Saconnex
Ginebra, Suiza
41-22-717-5111
Mitsui DuPont Fluorochemicals Co., Ltd.
Chiyoda Honsha Bldg.
5-18, 1-Chome Sarugakucho
Chiyoda-Ku, Tokio 101-0064 Japón
81-3-5281-5805
Canadá
DuPont Canada, Inc.
PO Box 2200, Streetsville
Mississauga, Ontario
Canadá, L5M 2H3
(905) 821-3300
México
DuPont, S.A. de C.V.
Homero 206
Col. Chapultepec Morales
CP 11570 México, DF
52-5-722-1100
América del Sur
DuPont do Brasil S.A.
Alameda Itapecuru, 506
Alphaville 06454-080 Barueri
Sao Paulo, Brasil
55-11-7266-8263
DuPont Argentina S.A.
Casilla Correo 1888
Correo Central
1000 Buenos Aires, Argentina
54-1-311-8167
Asia
DuPont Taiwan
PO Box 81-777
Taipei, Taiwan
886-2-514-4400
DuPont China Limited
PO Box TST 98851
1122 New World Office Bldg. (East Wing)
Tsim Sha Tsui Kowloon, Hong Kong
Teléfono: 852-734-5398
Fax: 852-236-83516
DuPont Thailand Ltd.
9-11 Floor, Yada Bldg.
56 Silom Road
Suriyawongse, Bankrak
Bangkok 10500
Teléfono: 66-2-238-0026
Fax: 66-2-238-4396
DuPont China Ltd.
Rm. 1704, Union Bldg.
100 Yenan Rd. East
Shanghai, PR China 200 002
Teléfono: 86-21-328-3738
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Pacífico
DuPont Australia
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North Sydney, NSW 2060
Australia
61-2-923-6165
DuPont Far East Inc.
6th Floor Bangunan Samudra
No. 1 JLN. Kontraktor U1/14, SEK U1
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40150 Shah Alam, Selangor Malasia
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Seúl, 135-082, Corea
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