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2,3,3,3-Tetrafluoropropeno

El 2,3,3,3-tetrafluoropropeno , HFO-1234yf , es una hidrofluoroolefina (HFO) con fórmula molecular CH 2 =CFCF 3 . Su aplicación principal es como refrigerante con bajo potencial de calentamiento global (GWP). [1] [2]

Como refrigerante, se denomina R-1234yf [1] y se comercializa con los nombres Opteon YF de Chemours y Solstice YF de Honeywell . [3] El R-1234yf también es un componente de la mezcla de refrigerante zeotrópico R-454B .

El HFO-1234yf tiene un PCA menor que el dióxido de carbono , [4] [2] y es 1.430 veces menos potente que el R-134a . [5] Por esta razón, el 2,3,3,3-tetrafluoropropeno es el reemplazo preeminente del R-134a en los acondicionadores de aire de vehículos . A partir de 2022, se estima que el 90% de los vehículos nuevos de EE. UU. utilizarán HFO-1234yf. [6] A diferencia de los refrigerantes vehiculares anteriores, el 2,3,3,3-tetrafluoropropeno es inflamable , pero no aumenta el riesgo de incendio en los motores de combustión interna .

Un inconveniente es que se descompone en ácidos carboxílicos perfluorados de cadena corta (PFCA) , que son contaminantes orgánicos persistentes . [7]

Adopción por la industria automotriz

HFO-1234yf fue desarrollado por un equipo de DuPont , dirigido por Barbara Haviland Minor , junto con investigadores de Honeywell. [8] [9] Su objetivo era cumplir con la directiva europea 2006/40/CE, que entró en vigor en 2011 y exigía que todas las plataformas de automóviles nuevos a la venta en Europa utilizaran un refrigerante en su sistema de aire acondicionado con potencial de calentamiento global (GWP ) menos de 150 veces más potente que el dióxido de carbono . [10] [11] Inicialmente se consideró que el HFO-1234yf tenía un PCA a 100 años de 4, y ahora se considera que tiene un PCA a 100 años inferior a 1. [2] [4]

Entre las alternativas desarrolladas para cumplir con 2006/40/EC, el HFO-1234yf tuvo el costo de cambio más bajo para los fabricantes de automóviles. [12] [13] Puede usarse como un " reemplazo casi inmediato " para el R-134a, [14] el refrigerante de aire acondicionado de automóvil anterior, que tiene un GWP de 1430 a 100 años. [5] [15] HFO El -1234yf se puede manipular en talleres de reparación de la misma manera que el R-134a, aunque requiere un equipo diferente y especializado para realizar el servicio. Una de las razones es la inflamabilidad del HFO-1234yf. [16] Otro problema que afecta la compatibilidad entre los sistemas basados ​​en HFO-1234yf y R-134a es la elección del aceite lubricante. [17]

El 23 de julio de 2010, General Motors anunció que introduciría HFO-1234yf en los modelos Chevrolet, Buick, GMC y Cadillac de 2013 en los EE. UU. [18] Poco después, Honeywell y DuPont anunciaron que construirían conjuntamente una planta de fabricación en Changshu. , provincia de Jiangsu, China, para producir HFO-1234yf. [19] En 2012, Cadillac produjo el primer automóvil estadounidense utilizando R-1234yf. [20] Desde entonces, Chrysler , [21] GMC [22] y Ford [23] han comenzado la transición de vehículos a R1234yf. [dieciséis]

Los fabricantes de automóviles japoneses también están haciendo la transición al R1234yf. Honda y Subaru comenzaron a introducir el nuevo refrigerante con los modelos 2017. [20] De 2017 a 2018, BMW cambió todos sus modelos al R-1234yf. A partir de 2018, se estima que el 50% de los vehículos nuevos de fabricantes de equipos originales (OEM) utilizan R-1234yf. [24]

En 2017, Honeywell abrió una nueva planta en Geismar, Luisiana , para atender la mayor demanda del compuesto. [25] [26] Honeywell y DuPont poseen la mayoría de las patentes emitidas para HFO-1234yf [19] y siguieron siendo los fabricantes más destacados en 2018. [27]

Inflamabilidad

Aunque ASHRAE clasifica el producto como ligeramente inflamable , varios años de pruebas realizadas por SAE International demostraron que el producto no podía encenderse en las condiciones que normalmente experimenta un vehículo. [10] Las pruebas realizadas en 2008 indicaron que la ignición requiere temperaturas superiores a 900 °C (1650 °F) y una mezcla con aceite PAG. [28] Una vez en llamas, el 2,2,3,3-trifluoropropeno libera fluoruro de hidrógeno y fluoruro de carbonilo gaseosos altamente corrosivos y tóxicos . [29]

En agosto de 2012, Mercedes-Benz demostró que la sustancia se encendía en colisiones frontales simuladas . Un ingeniero senior de Daimler que realizó las pruebas afirmó: "Estábamos paralizados por el shock, no lo voy a negar. Necesitábamos un día para comprender lo que acabábamos de ver". Cuando los investigadores rociaron 2,2,3,3-trifluoropropeno y aceite para compresores de aire acondicionado en el motor caliente de un automóvil, la mezcla se quemó dos de cada tres veces. [30] En septiembre, Daimler emitió un comunicado de prensa, [10] propuso retirar del mercado los automóviles que usaban el refrigerante y continuó usando refrigerantes más antiguos en sus propios diseños. [31] Los fabricantes de automóviles alemanes abogaron por el desarrollo de refrigerantes de dióxido de carbono, que, según ellos, serían más seguros. [30]

En octubre de 2012, SAE International estableció un nuevo Proyecto de Investigación Cooperativa, CRP1234-4, para ampliar sus pruebas anteriores e investigar las afirmaciones de Daimler. [10] La investigación concluyó que el R-1234yf no aumentaba el riesgo estimado de exposición al incendio del vehículo, porque "las pruebas de liberación de refrigerante realizadas por Daimler no eran realistas" y "creaban condiciones extremas que favorecían la ignición". [10] [32] Kraftfahrt-Bundesamt (KBA, Autoridad Federal de Transporte por Carretera) de Alemania  [de] también llevó a cabo sus propias pruebas. En su informe de agosto de 2013 a la Unión Europea , la KBA concluyó que, si bien el R-1234yf era potencialmente más peligroso que el R-134a, no presentaba un peligro grave. [31]

En un artículo para Auto Service Professional , Gordon Jacques resumió la controversia:

"El problema de la inflamabilidad ha atraído mucha atención, lo que ha llevado a la industria a realizar algunas pruebas serias por parte de terceros. La conclusión es la siguiente: el refrigerante se quemará, pero se necesita mucho calor para encenderlo y arde lentamente. Casi Cualquier otro líquido debajo del capó se encenderá más fácilmente y arderá más que el R1234yf, por lo que la industria ha determinado que con un diseño adecuado del sistema de aire acondicionado, no aumenta las posibilidades de incendio en el vehículo". [dieciséis]

Se está desarrollando la mezcla de HFO-1234yf con 10-11% de R-134A para producir un gas híbrido que ASHRAE está revisando para clasificarlo como A2L, que se describe como "prácticamente no inflamable". Estos gases están en revisión con los nombres de R451A y R451B. Estas mezclas tienen un PCA de ~147. [33]

Se han propuesto otros aditivos para reducir la inflamabilidad del HFO-1234yf, como el trifluoroyodometano , que tiene un bajo PCA debido a su corta vida atmosférica, pero es ligeramente mutagénico . [34]

En el ambiente

Se ha demostrado que el HFO-1234yf se transforma atmosféricamente en ácido trifluoroacético (TFA), lo que genera un potencial de deposición atmosférica húmeda y seca. [35] [36]

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Sciance, Fred (29 de octubre de 2013). "La transición del HFC-134a a un refrigerante de bajo PCA en acondicionadores de aire móviles HFO-1234yf" (PDF) . Centro de políticas públicas de General Motors . Consultado el 1 de agosto de 2018 .
  2. ^ abc "El IPCC confirma que el PCA del HFO es inferior a 1". Puesto de enfriamiento . 3 de febrero de 2014 . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  3. ^ "Honeywell y Chemours anuncian nuevas plantas de fabricación para HFO 1234yf". Refrigerantes Aspen . 12 de junio de 2017. Archivado desde el original el 4 de agosto de 2020 . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  4. ^ ab Evaluación científica del agotamiento de la capa de ozono: Informe completo de 2014. Proyecto Global de Investigación y Monitoreo del Ozono de la Organización Meteorológica Mundial—Informe No. 55. 2014. p. 551.
  5. ^ ab P. Forster; V. Ramaswamy; P. Artaxo; T. Berntsen; R. Betts; DW Fahey; J. Haywood; J. Lean; DC Lowe; G. Myhre; J. Nganga; R. Prinn; G. Raga; el señor Schulz; R. Van Dorland (2007). "Capítulo 2: Cambios en los constituyentes atmosféricos y en el forzamiento radiativo". En Salomón, S.; Molinero, HL; Tignor, M.; Averyt, KB ; Marqués, M.; Chen, Z.; Manning, M.; Qin, D. (eds.). Cambio climático 2007: la base de la ciencia física. Contribución del Grupo de Trabajo I al cuarto informe de evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático . Cambridge, Reino Unido y Nueva York, NY, EE.UU.: Cambridge University Press. Archivado desde el original el 1 de diciembre de 2016 . Consultado el 9 de octubre de 2016 .
  6. ^ "Ruta de pila". www.vehicleservicepros.com . 23 de marzo de 2022 . Consultado el 28 de mayo de 2022 .
  7. ^ Wang, Ziyuan; Wang, Yuhang; Li, Jianfeng; Henne, Stephan; Zhang, Boya; Hu, Jianxin; Zhang, Jianbo (30 de enero de 2018). "Impactos de la degradación del 2,3,3,3-tetrafluoropropeno en ácido trifluoroacético a partir de su aplicación en acondicionadores de aire de automóviles en China, Estados Unidos y Europa". Ciencia y tecnología ambientales . 52 (5): 2819–2826. Código Bib : 2018EnST...52.2819W. doi : 10.1021/acs.est.7b05960. PMID  29381347.
  8. ^ "Reconociendo la excelencia: Desarrollo de HFO-1234yf como refrigerante de próxima generación para la industria automotriz" (PDF) . Premios DuPont a la Excelencia 2010 Crecimiento Sostenible . 2010. pág. 3 . Consultado el 31 de julio de 2018 .
  9. ^ "DuPont nombra siete nuevos becarios de DuPont". DuPont Media Center (Presione soltar). 17 de julio de 2014. Archivado desde el original el 30 de julio de 2018 . Consultado el 30 de julio de 2018 .
  10. ^ abcde Lewandowski, Thomas A. (24 de julio de 2013). "Evaluación de riesgos adicional del refrigerante alternativo R-1234yf preparada para el programa de investigación cooperativa internacional CRP1234-4 de SAE" (PDF) . SAE Internacional . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  11. ^ "Directiva 2006/40/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 17 de mayo de 2006, relativa a las emisiones de los sistemas de aire acondicionado de los vehículos de motor y por la que se modifica la Directiva 70/156/CEE del Consejo". EFCTC . Archivado desde el original el 26 de julio de 2018 . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  12. ^ Ansari, Naushad A.; Yadav, Bipin; Kumar, Jitendra (agosto de 2013). "Análisis teórico de exergía de HFO-1234yf y HFO-1234ze como reemplazo alternativo del HFC-134a en un sistema de refrigeración por compresión de vapor simple". Revista internacional de investigación científica y de ingeniería . 4 (8). CiteSeerX 10.1.1.415.9796 . 
  13. ^ "HFO-1234yf, nuevo amanecer de las alternativas de refrigerantes". JARN: Noticias de Japón sobre aire acondicionado, calefacción y refrigeración (Comunicado de prensa). 25 de abril de 2008. págs.1, 6, 24 . Consultado el 1 de agosto de 2018 .
  14. ^ "Refrigerante de Honeywell de bajo calentamiento global para vehículos aprobado para importación, uso por parte de los reguladores de Japón". Honeywell (Presione soltar). 4 de agosto de 2009 . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  15. ^ "El aire acondicionado en los modelos de vehículos nuevos requiere un gas más ecológico". Autodatos . 2017 . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  16. ^ abc Gordon, Jacques (12 de abril de 2017). "Experiencia del mundo real con R1234yf: el nuevo refrigerante finalmente está aquí; ¿estás listo?". Profesional de servicio automotriz . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  17. ^ Johnson, Alec (13 de octubre de 2017). "Comprensión de los aceites refrigerantes". Sede de refrigerante . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  18. ^ "GM es el primero en comercializar refrigerantes de aire acondicionado respetuosos con los gases de efecto invernadero en EE. UU." Sala de prensa corporativa de GM (Comunicado de prensa). 23 de julio de 2010 . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  19. ^ ab "Los fabricantes de automóviles optan por el HFO", Noticias de ingeniería y química , 26 de julio de 2010
  20. ^ ab Schaeber, Steve (27 de febrero de 2017). "R-1234yf en el Salón del Automóvil PHL 2017". MACS en todo el mundo . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  21. ^ Zatz, David (1 de octubre de 2013). "Chrysler adopta el R1234YF". Noticias Allpar (Presione soltar) . Consultado el 16 de junio de 2018 .
  22. ^ "GMC sale a la carretera con R-1234yf". MACS en todo el mundo . 22 de septiembre de 2016 . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  23. ^ Schaeber, Steve (17 de agosto de 2016). "Concesionarios Ford vendiendo sus primeros monovolúmenes con R-1234yf". MACS en todo el mundo . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  24. ^ "Pregúntele al experto: ¿Cuántos equipos originales de servicio liviano usan refrigerante HFO-1234yf?". Profesionales del servicio de vehículos . 15 de mayo de 2018 . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  25. ^ "Honeywell anuncia importantes inversiones para aumentar la producción de HFO-1234yf en Estados Unidos". Honeywell (Presione soltar). 10 de diciembre de 2013. Archivado desde el original el 26 de julio de 2018 . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  26. ^ "Honeywell pone en marcha una instalación de producción de refrigerantes para automóviles por valor de 300 millones de dólares en Luisiana". Honeywell (Presione soltar). 16 de mayo de 2017 . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  27. ^ Marwa, Stefen (26 de julio de 2018). "Proyecciones y participación global del mercado HFO-1234yf en 2018: Honeywell y Chemours". Las noticias aeroespaciales . Archivado desde el original el 26 de julio de 2018 . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  28. ^ Spatz, Mark; Menor, Barbara (julio de 2008). "Actualización del refrigerante de bajo PCA HFO-1234yf" (PDF) .
  29. ^ "Refrescante, potencialmente tóxico". Universidad Ludwig-Maximilians (LMU) de Múnich . 2014 . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  30. ^ ab Hetzner, Christiaan (12 de diciembre de 2012). "La fila de seguridad del refrigerante pone presión sobre los fabricantes de automóviles europeos". Reuters . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  31. ^ ab Bolduc, Douglas A. (8 de agosto de 2013). "Los funcionarios alemanes emiten una decisión mixta sobre el refrigerante Honeywell. A pesar del riesgo de incendio, la agencia no solicita la retirada de automóviles que utilizan HFO-1234yf". Noticias de automoción en Europa . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  32. ^ "Una disputa acalorada sobre los refrigerantes". El economista . 31 de agosto de 2013 . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  33. ^ "La alternativa al R134a es" prácticamente no inflamable"". Puesto de enfriamiento . 30 de noviembre de 2014 . Consultado el 9 de junio de 2017 .
  34. ^ "US6969701B2 Composiciones similares a azeótropos de tetrafluoropropeno y trifluoroyodometano". Patentes de Google . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  35. ^ Luecken, Deborah J.; Waterland, Robert L.; Papasavva, Stella; Taddonio, Kristen N.; Hutzell, William T.; Rugh, John P.; Andersen, Stephen O. (2010). "Impactos del ozono y los TFA en América del Norte por la degradación del 2,3,3,3-tetrafluoropropeno (HFO-1234yf), un posible reemplazo de los gases de efecto invernadero". Ciencia y tecnología ambientales . 44 (1): 343–348. Código Bib : 2010EnST...44..343L. doi :10.1021/es902481f. PMID  19994849.
  36. ^ Hurley, médico; Wallington, TJ; Javadi, MS; Nielsen, DO (2008). "Química atmosférica de CF 3 CF = CH 2 : productos y mecanismos de oxidación iniciada por el átomo de Cl y el radical OH". Letras de Física Química . 450 (4–6): 263–267. doi :10.1016/j.cplett.2007.11.051.