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Identificación de fluidos refrigerantes con bajo 'potencial de calentamiento global'

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Identificación de fluidos refrigerantes con bajo 'potencial de calentamiento global'

2016/3/10

Identificación de fluidos refrigerantes con bajo 'potencial de calentamiento global'

19 de septiembre de 2012 por Laura Ost
Identificación de fluidos refrigerantes con bajo 'potencial de calentamiento global'
Fluidos Refrigerantes. Crédito: Kazakov/NIST

(Phys.org)—Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han desarrollado un nuevo método computacional para identificar posibles fluidos refrigerantes con un bajo "potencial de calentamiento global" (GWP), la tendencia a atrapar el calor en la atmósfera durante muchos décadas, así como otras características deseables de rendimiento y seguridad.

El esfuerzo del NIST es la búsqueda sistemática más extensa de una nueva clase de refrigerantes que satisfagan las preocupaciones más recientes sobre el cambio climático. El nuevo método se utilizó para identificar alrededor de 1200 productos químicos prometedores de bajo potencial de calentamiento atmosférico para su posterior estudio entre unos 56 000 que se consideraron. Solo alrededor de 60 de estos tienen puntos de ebullición lo suficientemente bajos como para ser adecuados para equipos de refrigeración comunes, una indicación de lo difícil que es identificar fluidos utilizables.

El proyecto NIST en curso es una respuesta al interés de la industria estadounidense en una nueva generación de refrigerantes alternativos que ya se requieren para su uso en la Unión Europea.

Los refrigerantes que ahora se utilizan en automóviles y hogares son principalmente hidrofluorocarbonos (HFC). Fueron adoptados hace una generación en un esfuerzo por eliminar los (CFC), que agotan la . Un ejemplo es el R-134a (1,1,1,2-tetrafluoroetano), que reemplazó a las sustancias químicas que agotan la capa de ozono en los aires acondicionados de los automóviles y los refrigeradores domésticos. El R-134a ahora se está eliminando gradualmente en Europa porque los HFC permanecen en la atmósfera durante muchos años, lo que produce un GWP alto. El GWP de un compuesto se define como el potencial de calentamiento de un kilogramo de gas en relación con un kilogramo de dióxido de carbono. El R-134a tiene un GWP de 1430, mucho más alto que el GWP de 150 o menos actualmente exigido para uso automotriz en Europa.

Los productos químicos prometedores de bajo GWP incluyen fluoradas, que reaccionan rápidamente con y, por lo tanto, no persistirán durante períodos prolongados.

"Lo que la industria está tratando de hacer es estar preparada, porque pasar de un GWP de miles o decenas de miles a un GWP de 150 es un desafío enorme, tanto desde el punto de vista económico como tecnológico", dice Michael Frenkel, químico del NIST. "Decidimos aprovechar las herramientas que NIST ha estado desarrollando durante los últimos 15 años para investigar toda la gama de productos químicos disponibles".

La industria afectada es enorme: la industria de fabricación de equipos de aire acondicionado, calefacción y refrigeración de EE. UU. envía alrededor de $ 30 mil millones en bienes anualmente, según la Oficina del Censo de EE. UU.

NIST tiene una amplia experiencia en la evaluación de refrigerantes alternativos, ya que anteriormente ayudó a la industria de la refrigeración a encontrar reemplazos para los CFC.

El nuevo método del NIST estima el GWP al combinar los cálculos de la eficiencia radiativa de un compuesto (una medida de qué tan bien absorbe la radiación infrarroja) y el tiempo de vida atmosférico, ambos derivados de la estructura molecular. El filtrado adicional se basa en baja toxicidad e inflamabilidad, estabilidad adecuada y temperatura crítica (donde convergen las propiedades de líquido y gas del compuesto) en un rango deseable. El método se aplicó a 56.203 compuestos e identificó 1.234 candidatos para estudios posteriores. El método, que se validó con los datos de la literatura disponible, es lo suficientemente preciso y rápido para aplicaciones de detección virtual. El enfoque es similar a la detección virtual a gran escala y los métodos de diseño computacional para descubrir nuevos productos farmacéuticos.

La evaluación es la etapa inicial de un estudio más amplio financiado por el Departamento de Energía de EE. UU. El siguiente paso será reducir aún más los candidatos a un par de docenas adecuados para una investigación detallada en el modelado del ciclo de refrigeración.



Obtenga más información en: http://phys.org/news/2012-09-refrigerant-fluids-global-potential.html#jCp
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