Medioambiente

El refrigerante del futuro

Pese a sus propiedades, los accidentes provocados por el amoniaco han limitado su uso. Sin embargo, con las políticas para eliminar los refrigerantes fluorados, la industria ha renovado su interés por dicha sustancia

Melissa Rodríguez

En los últimos años, el uso del amoniaco ha hallado nuevas aplicaciones, y su evolución es constante. Mientras que en el siglo XIX se empleaba únicamente en la producción de fertilizantes, en el XX se le dio cabida en industrias diversas; de tal forma que, en la actualidad, es considerado un elemento esencial para la operación de plantas de refrigeración, en el procesamiento y conservación de alimentos y bebidas,  entre otros espacios con grandes demandas de enfriamiento.

De acuerdo con el portal de noticias Agro Meats, el amoniaco (NH3)  fue el primer refrigerante natural, y desde 1876 es aprovechado como fertilizante en la industria agrícola, sector que representa el 80 por ciento de la producción y consumo de la sustancia en México.

Según el medio, los fertilizantes a base de NH3 han impulsado la cadena alimentaria de naciones emergentes. Incluso, la agricultura moderna no habría sido posible sin la introducción de esta sustancia.

En la industria alimentaria, por ejemplo, alcanza aproximadamente el 90 por ciento de las instalaciones existentes.

Por su parte y con base en las estadísticas, “las aplicaciones con amoniaco han empezado a emerger en la industria a través de los sistemas de aire acondicionado para grandes edificios, así como para mejorar la eficiencia de las plantas generadoras de energía eléctrica, e incluso para las estaciones espaciales de la NASA”, comenta a Mundo HVAC&R Jesús Manuel Castillo Piñón, gerente Comercial de Grupo Barrón, empresa especializada en logística en suministro y transporte especializado de amoniaco anhídrido e hidróxido de amonio.

Según Castillo, el uso del amoniaco como refrigerante ha aumentado a nivel global, ya que las restricciones ambientales a los refrigerantes clorados o fluocorados han hecho emerger al amoniaco como un refrigerante que no genera ningún impacto medioambiental.

“El uso de éste es consistente con los acuerdos internacionales de disminuir el calentamiento global y destrucción de la capa de ozono, y, debido a su aplicación probada como un refrigerante seguro y eficiente, está disponible de manera inmediata para un mayor uso y nuevas aplicaciones”, dice Castillo.

Además, “el amoniaco permanece como el frigorífico más utilizado, y representa un factor clave en los avances de la tecnología en refrigeración, siendo parte esencial del procesamiento, almacenamiento y logística de distribución de los alimentos”, asegura Castillo.

“Desde un punto de vista operacional, el uso de este elemento ofrece importantes beneficios para los consumidores, ya que menores costos de operación representan un gasto aminorado de los productos alimenticios”, dice Castillo.

Sin embargo, según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, el amoniaco está clasificado como una sustancia peligrosa, pues sus emisiones tienen el potencial de causar efectos nocivos en el ser humano, sobre todo en aquellos que lo manipulen o permanezcan en constante cercanía con el NH3.

Al respecto, el gerente comenta que es común que en las instalaciones de refrigeración ocurran emisiones accidentales de amoniaco.

“Si el NH3 está bajo presión, el riesgo a su exposición aumenta, ya que el refrigerante en grandes cantidades puede liberarse rápidamente en el aire; también pueden ser causadas fugas de los sellos del eje rotatorio y de los vástagos de las válvulas; fallas en las tuberías de los refrigerantes por pérdida de la integridad mecánica por corrosión; daño físico de los componentes del sistema por colisiones del equipo; shock hidráulico, y fallas en las mangueras que ocurren durante el abastecimiento del amoniaco. Dichas eventualidades provocan lesiones y contingencias irreversibles para las plantas industriales”

Sin embargo, su uso tiene más ventajas, ya que es un refrigerante eficiente para la preservación y procesado de alimentos, así como muchas otras aplicaciones en refrigeración y aire acondicionado.

Ventajas del amoníaco

  • No destruye la capa de ozono y no contribuye al calentamiento global
  • Las propiedades termodinámicas del amoniaco son de 3 a 10 por ciento más eficientes, lo que da como resultado que los sistemas de refrigeración consuman menos energía
  • El olor característico del amoniaco es su mayor cualidad de seguridad, a diferencia de otros refrigerantes industriales que no tienen olor
  • El costo del amoniaco es de un 10 a un 20 por ciento menor que cualquier refrigerante sintético
  • Sus costos de operación son menores para los procesadores de alimentos y almacenes, lo que implica menores precios de los productos alimenticios
  • Opera a presiones comparables con otros refrigerantes, y es capaz de absorber grandes cantidades de calor cuando se evapora a bajos consumos de energía
  • La sustancia es permisible con el agua y la humedad
  • Facilidad de ampliación para otros procesos de refrigeración
  • Estabilidad de los equipos cuando son instalados
  • Posibilidad de trabajar con temperaturas de evaporación más bajas, lo que reduce el tiempo de congelación
  • Al tratarse de una unidad compacta, no necesita sala de máquinas y minimiza el tiempo de instalación

Medidas de seguridad y buenas prácticas

De acuerdo con el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH, por sus siglas en inglés), el amoniaco sólo es peligroso en altos niveles de concentración. Al respecto, Castillo comenta que el nivel de concentración al que puede exponerse una persona durante 30 minutos sin protección respiratoria es de 500 partes por millón.

Asimismo, indica que la seguridad en los sistemas de refrigeración es responsabilidad de quien lo manipula. Sin embargo, existen diversos parámetros de seguridad y algunas otras consideraciones que todo operador debe conocer.

• Efectos nocivos del amoniaco en el organismo

En intoxicaciones leves o moderadas, se produce un síndrome irritativo con rinitis, conjuntivitis y lagrimeo. Puede haber quemaduras cutáneas.

En intoxicaciones graves, hay quemaduras de 2° y 3er grado, edema pulmonar y edema de glotis, pudiendo provocar asfixia con consecuencias fatales.

La inhalación de concentraciones elevadas produce irritación de garganta, inflamación pulmonar, daño en vías respiratorias  y ojos. A medida que aumenta la concentración puede llegar a producir edema pulmonar o la muerte.

Al contacto con la piel, el amoníaco gaseoso puede producir irritación, sobre todo si la piel se encuentra húmeda, provocando quemaduras y ampollas al cabo de unos pocos segundos de exposición.

Este compuesto es gaseoso en condiciones atmosféricas normales, siendo poco probable su ingestión, sin embargo, de ocurrir, causa destrucción de la mucosa gástrica, lo que es causal de muerte.

• Equipo de protección personal en caso de fugas, derrames o emergencias

Al detectarse fugas o derrames, el personal del área y el de emergencia deben contar con equipo respirador autónomo, traje encapsulado Nivel A, equipos ventiladores, sensor de alarma al personal de fugas de amoniaco, duchas para emergencias químicas y agua en abundancia.

“Actualmente, los equipos de amoniaco modernos son completamente cerrados, con controles totalmente integrados, que regulan la presión en todo el sistema; por ello, éstos son seguros, y, además, cumplen códigos de diseño efectivos.

“El mayor riesgo podría provenir de una posible explosión, pero para prevenirlo estos sistemas utilizan válvulas de seguridad que evitan cualquier sobrepresión”, dice Castillo.

• Sistemas de protección de las instalaciones

Las instalaciones que funcionan a base de amoniaco deben contar con los siguientes elementos: agua, indicadores de la dirección del viento, válvulas de exceso de flujo y de sobrepresión, alarmas de seguridad tanto por temperatura como  por presión, grifos con mangueras con aspersores, sensores ambientales de fugas, muros o barreras protectoras contra impactos de vehículos en recibidores de NH3, pretil de contención para derrames de amoniaco y alarma de accionamiento local en sala de máquinas y recibidor de la sustancia.

• Señalización

Como mínimo, deben colocarse letreros en los tanques recibidores de amoniaco, sala de máquinas y en sectores del circuito del amoniaco, en donde hay válvulas, evaporadores y condensadores.

Además, es indispensable establecer ejercicios y simulacros de los distintos tipos de fallas que pueden ocurrir en un sistema de refrigeración.

•  Manejo

El operador debe contar con equipo de protección para los chequeos rutinarios de mantenimiento preventivo, como casco, máscara de rostro completo con filtro para amoniaco, botas resistentes al amoniaco, guantes protectores resistentes a la sustancia, traje de PVC y equipo de comunicación.

•  Transportación

La transportación de la sustancia se realiza en semirremolques tipo tanque, herméticamente cerrados, construidos en acero al carbón y equipados con un sistema de válvulas especializado para su contenido.

La línea transportista deberá contar con un permiso para movilizar materiales y residuos peligrosos emitido por la SCT (Secretaria de Comunicaciones y Transportes), y sólo podrá circular por autopista o carretera federal.

  • Aplicaciones del amoniaco en la industria de la refrigeración
  • Centrales frigoríficas para bajas temperaturas -35 a -50°C, intermedias y climatización de salas de proceso
  • Túneles de congelación
  • Salmueras para producción de hielo en bloque y congelación de mariscos
  • Plate freezer
  • Producción de hielo en escarcha
  • Enfriamiento poscosecha de frutas, vegetales, carne, pollo, pescados, mariscos y bebidas
  • Congelación
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