El difluorometano , también llamado difluorometileno, fluoruro de metileno HFC-32 o R-32 , es un compuesto orgánico de la variedad dihalogenoalcano . Inventado en 1964 por Hoechst AG (no Daikin) tiene la fórmula de CH 2 F 2 . Es un gas incoloro en la atmósfera ambiente y es ligeramente soluble en agua, con una alta estabilidad térmica. [2] [ verificación fallida ] Debido al bajo punto de fusión y ebullición, (−136,0 y −51,6 °C [−212,8 y −60,9 °F; 137,2 y 221,6 K] respectivamente) el contacto con este compuesto puede provocar congelación. [2] [ verificación fallida ] En los Estados Unidos, la Sección 111 de la Ley de Aire Limpio sobre Compuestos Orgánicos Volátiles (COV) ha incluido al difluorometano como una excepción (desde 1997) de la definición de COV debido a su baja producción de ozono troposférico. [3] El difluorometano se utiliza comúnmente en procesos endotérmicos como la refrigeración o el aire acondicionado.
El difluorometano se sintetiza principalmente mediante procesos discontinuos , mediante la reacción de diclorometano y fluoruro de hidrógeno (HF), en fase líquida, utilizando SbCl 5 como catalizador. [4] Debido a las propiedades peligrosas del fluoruro de hidrógeno, se desarrolló un nuevo proceso (basado en la misma reacción). El nuevo proceso permite un flujo constante de producción de difluorometano a través de una cámara aislada. [4]
El difluorometano se utiliza a menudo como extintor de incendios debido a su capacidad de sufrir procesos endotérmicos. [5] La concentración atmosférica de difluorometano en varias latitudes desde el año 2009 se muestra a la izquierda.
El difluorometano es una molécula utilizada como refrigerante que tiene un destacado rendimiento en transferencia de calor y caída de presión, tanto en condensación como en vaporización. [6] Tiene un potencial de calentamiento global (GWP) de 100 años de 675 veces el del dióxido de carbono y una vida atmosférica de casi 5 años. [7] Está clasificado como A2L - ligeramente inflamable por ASHRAE, [8] y tiene un potencial de agotamiento de la capa de ozono (ODP) cero. [9] El difluorometano es, por tanto, una opción de riesgo relativamente bajo entre los refrigerantes HFC , la mayoría de los cuales tienen un GWP más alto y una persistencia más prolongada cuando se producen fugas.
El refrigerante común R-410A es una mezcla zeotrópica de 50/50 por ciento en masa de difluorometano y pentafluoroetano ( R-125 ). El pentafluoroetano es un reemplazo común para varios clorofluorocarbonos (es decir, Freon ) en nuevos sistemas de refrigerantes , especialmente para aire acondicionado. La mezcla zeotrópica de difluorometano con pentafluoroetano ( R-125 ) y tetrafluoroetano ( R-134a ) se conoce como R-407A a R-407F dependiendo de la composición. Asimismo, R-504 es la mezcla azeotrópica (48,2/51,8 por ciento en masa) de difluorometano y clorotrifluorometano (R13). En 2011, se emitieron 17.949.893 toneladas métricas de difluorometano a la atmósfera solo en los Estados Unidos. [10]
Actualmente, el difluorometano se utiliza solo en los acondicionadores de aire residenciales y comerciales de Japón, China e India como sustituto del R-410A . Para reducir el riesgo residual asociado con su leve inflamabilidad, esta molécula debería aplicarse en equipos de transferencia de calor con baja carga de refrigerante, como los intercambiadores de calor de placas soldadas (BPHE), o los intercambiadores de calor de carcasa y tubos e intercambiadores de calor de tubos y placas con tubos de diámetro pequeño. [11] Muchas aplicaciones confirmaron que el difluorometano exhibe coeficientes de transferencia de calor más altos que los del R-410A en las mismas condiciones de funcionamiento, pero también mayores caídas de presión por fricción. [11]
Otros usos del difluorometano incluyen su uso como propulsor de aerosoles, agentes de expansión y disolventes. [3]
Cada año se producen aproximadamente 15 kilotoneladas de difluorometano. [3] En forma de gas, el compuesto se degradará en la atmósfera por reacción con radicales hidroxilo producidos fotoquímicamente. Este proceso formará difluoruro de carbonilo . La vida media de este proceso se estima en 4 años. [3] El difluorometano tiende a ingresar al medio ambiente a través de la fase gaseosa y se acumula allí con más frecuencia que en suelos o sedimentos. La vida media de volatilización de este compuesto es de aproximadamente 45 minutos para los ríos y 69 horas para los lagos; el difluorometano no se bioacumula bien en áreas acuáticas. [3]
El HFC-32 liberado al medio ambiente se descompone en CF como producto intermedio, que a su vez genera HF y CO2 por hidrólisis en el agua atmosférica. [3]
Se estima que el potencial de calentamiento global (PCG) del HFC-32 es de 677 en un período de 100 años. [12] Esto es mucho menor que el PCG de los refrigerantes HFC que está reemplazando, pero sigue siendo lo suficientemente alto como para estimular la investigación continua sobre el uso de refrigerantes de menor PCG.
El difluorometano está excluido de la lista de COV incluidos en la Ley de Aire Limpio de los Estados Unidos debido a que su efecto de ODP es cero. [3] Por lo tanto, no es probable que esta molécula produzca ozono troposférico . [ cita requerida ] El ozono troposférico puede provocar efectos adversos para la salud, como daños respiratorios, cardíacos o neurológicos. Además, el ozono puede afectar a las plantas y la vegetación al inducir el bronceado de las hojas. [ cita requerida ]
El difluorometano presenta una leve toxicidad materna y para el desarrollo en concentraciones de aproximadamente 50.000 ppm en ratas, pero no en conejos. Los límites de exposición establecidos para el difluorometano para uso humano son de 1.000 ppm, lo que hace improbable la exposición a niveles peligrosos. [3]