I refrigeranti nei veicoli
I refrigeranti sono componenti centrali nei moderni impianti di climatizzazione dei veicoli. All’interno del climatizzatore fanno sì che il calore venga rimosso dall’abitacolo del veicolo attraverso aria fresca raffreddata. La loro capacità frigorifera e la pressione nel sistema di climatizzazione determinano le prestazioni di raffreddamento. Tuttavia, un riempimento o un rabbocco non corretto con sostanze non idonee può comportare rischi per la sicurezza e un aumento del potenziale di effetto serra.
Poiché alcuni refrigeranti sono considerati gas serra dannosi per il clima, direttive UE e prescrizioni dei costruttori automobilistici ne disciplinano l’impiego nei veicoli di nuova immatricolazione, la manutenzione da parte delle officine e l’utilizzo delle apparecchiature e degli impianti per il servizio di climatizzazione. Nella scelta e nella gestione dei refrigeranti, aspetti ambientali come le emissioni equivalenti di anidride carbonica, l’origine del fluido e la compatibilità con i componenti rivestono un ruolo altrettanto importante quanto il funzionamento pratico e la durata nel tempo del climatizzatore.
Global warming potential (GWP)
I refrigeranti sono un componente fondamentale, ad esempio, dei frigoriferi e dei climatizzatori. Oltre alla capacità di trasportare il calore, per la scelta del refrigerante sono determinanti anche altri fattori. Particolarmente importante è il GWP (Global Warming Potential ovvero il Potenziale di Riscaldamento Globale). Questo valore indica il contributo all’effetto serra in un determinato periodo di tempo, generalmente 100 anni (GWP100), rapportato alla CO2. Alla CO2 viene attribuito un GWP pari a 1.
Esempio di calcolo:
Il refrigerante R-134a ha un GWP di 1430 su un periodo di 100 anni; in un climatizzatore vengono utilizzati 800 g di refrigerante.
CO2 equivalente = GWP × quantità di R-134a
CO2 equivalente = 1430 × 800 g
CO2 equivalente = 1,144 t
L’impiego di 800 g di refrigerante corrisponde quindi a un’emissione di 1,144 t di CO2 equivalente nell’arco di 100 anni, qualora il refrigerante venga rilasciato nell’ambiente.
Quanto più basso è il valore di GWP, tanto meglio è per il clima. Ciò vale in particolare per i refrigeranti naturali, mentre i refrigeranti sintetici presentano generalmente valori di GWP elevati.
Gruppi di refrigeranti
In modo semplificato, i refrigeranti possono essere suddivisi in refrigeranti naturali e refrigeranti sintetici. I refrigeranti naturali rappresentano il gruppo più antico e stanno attualmente tornando a essere sempre più utilizzati. Tra questi rientrano, ad esempio: l’ammoniaca (R-717), l’anidride carbonica (R-744), l’acqua (R-718) o altri idrocarburi come il butano (R-600) o il propano (R-290).
Ma perché questi refrigeranti, utilizzati fin dagli albori della refrigerazione, stanno tornando in auge?
Per rispondere a questa domanda è necessario menzionare gli idrocarburi alogenati e parzialmente alogenati, tra cui: CFC (clorofluorocarburi), FC (fluorocarbur), HCFC (idroclorofluorocarburi) e HFC (idrofluorocarburi).
Questi composti alogenati e parzialmente alogenati presentano numerosi vantaggi, ma anche due svantaggi fondamentali:
- un elevatissimo effetto serra, che contribuisce al riscaldamento globale,
- e il danneggiamento dello strato di ozono.
Per questo motivo, in seguito al Protocollo di Montreal del 1987, la produzione e l’utilizzo dei CFC sono stati progressivamente eliminati, mentre l’impiego di altri refrigeranti è stato sottoposto a severe limitazioni.
Il refrigerante R-1234yf
L’R-1234yf, noto anche come 2,3,3,3-tetrafluoropropene, è un refrigerante utilizzato oggi in molti moderni impianti di climatizzazione per autoveicoli. Questo refrigerante si è affermato soprattutto dopo che il refrigerante R-134a è stato vietato per le autovetture di nuova omologazione nell’Unione Europea a partire dal 2017.
Il principale vantaggio dell’R-1234yf è il suo GWP (Global Warming Potential) inferiore a 1. Il valore di riferimento è la CO2 con un GWP pari a 1. Alcuni refrigeranti presentano invece un GWP superiore a 10.000.
Di conseguenza, l’R-1234yf è considerato molto rispettoso del clima e , inoltre, non danneggia lo strato di ozono.
Tuttavia, l’R-1234yf non è privo di controversie. È infiammabile e si decompone, tra l'altro, in fluoruro di idrogeno, che reagisce con l’acqua formando acido fluoridrico, una sostanza estremamente tossica e corrosiva. Anche piccole quantità possono essere pericolose. In forma liquida, l’R-1234yf a contatto con la pelle può causare gravi congelamenti.
Va inoltre sottolineato che l’R-1234yf appartiene alla categoria dei PFAS (sostanze per- e polifluoroalchiliche). Si tratta di una sostanza chimica persistente che, una volta rilasciata nell’ambiente, vi permane praticamente per sempre e non viene degradata.
Nell’atmosfera, l’R-1234yf si decompone principalmente in acido trifluoroacetico, anch’esso una sostanza chimica persistente (PFAS). L’acido trifluoroacetico è estremamente solubile in acqua e raggiunge le risorse idriche attraverso le precipitazioni. Negli ultimi anni sono state pertanto rilevate concentrazioni sempre più elevate nelle acque.
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