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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 principal aplicación 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 por Chemours y como Solstice YF por Honeywell . [3] El R-1234yf también es un componente de la mezcla de refrigerante zeotrópico R-454B .

El HFO-1234yf tiene un GWP menor que el dióxido de carbono , [4] [2] en sí mismo 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. utilizan 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 . [ cita requerida ] Un inconveniente es que se descompone en ácidos carboxílicos perfluorados de cadena corta (PFCA) , que son contaminantes orgánicos persistentes . [7]

Adopción por parte de la industria automotriz

El 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/EC, que entró en vigor en 2011 y requería que todas las plataformas de automóviles nuevos a la venta en Europa utilizaran un refrigerante en su sistema de aire acondicionado con un 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 GWP de 100 años de 4, y ahora se considera que tiene un GWP de 100 años menor que 1 (el dióxido de carbono tiene un GWP de 1,0). [2] [4]

Entre las alternativas desarrolladas para cumplir con la 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 directo " para el R-134a, [14] el refrigerante de aire acondicionado para automóviles anterior, que tiene un GWP de 1430 a 100 años. [5] [15] El HFO-1234yf se puede manipular de manera muy similar al R-134a en los talleres de reparación, aunque requiere un equipo especializado diferente debido a su inflamabilidad. [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 que utilizó R-1234yf. [20] Desde entonces, Chrysler , [21] GMC , [22] y Ford [23] han comenzado a realizar la transición de vehículos a R1234yf. [16]

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 los fabricantes de equipos originales (OEM) utilizan R-1234yf. [24]

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

Inflamabilidad

Aunque el producto está clasificado como ligeramente inflamable por ASHRAE , 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 mezcla con aceite PAG . [28] Una vez en llamas, el 2,2,3,3-tetrafluoropropeno libera fluoruro de hidrógeno gaseoso y fluoruro de carbonilo altamente corrosivos y tóxicos . [29]

En agosto de 2012, Mercedes-Benz demostró que la sustancia se encendía en colisiones frontales simuladas . Un ingeniero de alto rango de Daimler que dirigió las pruebas, declaró: "Estábamos congelados 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-tetrafluoropropeno y aceite de compresor de aire acondicionado sobre el motor caliente de un automóvil, la mezcla se quemó en dos de cada tres ocasiones. [30] En septiembre, Daimler emitió un comunicado de prensa, [10] propuso un retiro del mercado de los automóviles que usaran 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 afirmaron, 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 aumentó el riesgo estimado de exposición al fuego del vehículo, porque "las pruebas de liberación de refrigerante realizadas por Daimler no fueron realistas" y "crearon condiciones extremas que favorecieron la ignición". [10] [32] La Kraftfahrt-Bundesamt (KBA, Autoridad Federal de Transporte Motorizado)  [de] de Alemania también realizó 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 constituía un peligro grave. [31]

Escribiendo 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 independientes serias. El resultado final es el siguiente: el refrigerante arde, pero se necesita mucho calor para encenderlo y arde lentamente. Casi todos los demás fluidos debajo del capó se encienden con más facilidad y arden a temperaturas más altas 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". [16]

La mezcla de HFO-1234yf con un 10-11 % de R-134A está en desarrollo para producir un gas híbrido que está siendo revisado por ASHRAE para su clasificación como A2L, que se describe como "prácticamente no inflamable". Estos gases están siendo revisados ​​con los nombres de R451A y R451B. Estas mezclas tienen un GWP de ~147. [33]

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

En el medio 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]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Sciance, Fred (29 de octubre de 2013). "La transición del HFC-134a a un refrigerante de bajo GWP en los acondicionadores de aire móviles HFO-1234yf" (PDF) . Centro de Políticas Públicas de General Motors . Consultado el 1 de agosto de 2018 .
  2. ^ abc "IPCC confirma que el potencial de calentamiento global de los hidrocarburos pesados ​​es inferior a 1". Cooling Post . 3 de febrero de 2014 . Consultado el 26 de julio de 2018 .
  3. ^ "Honeywell y Chemours anuncian nuevas plantas de fabricación de 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 .
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