Enigma del raffreddamento:Gli HFC erano il sostituto "più sicuro" di un'altra sostanza chimica dannosa nei frigoriferi e nei condizionatori d'aria: con un trattato che ora li elimina gradualmente, qual è il passo successivo?

Gli Stati UnitiIl Senato ha votato per ratificare un trattato internazionale il settembre21, 2022, accettando di eliminare gradualmente una classe di sostanze chimiche che contribuiscono al riscaldamento del clima ampiamente utilizzate come refrigeranti nei frigoriferi, nei condizionatori d’aria e nelle pompe di calore.

Se hai un senso di déjà vu, non sorprenderti.

Queste sostanze chimiche, chiamate idrofluorocarburi o HFC, furono commercializzate negli anni '90 come a sostituzione dei refrigeranti precedenti che erano basati su clorofluorocarburi o CFC.I CFC stavano distruggendo lo strato di ozono alto nell’atmosfera terrestre, che è essenziale per proteggere la vita dalle dannose radiazioni ultraviolette del sole.

Gli HFC sono meno dannosi dei CFC, ma creano un altro problema: hanno un forte effetto di intrappolamento del calore che sta contribuendo al riscaldamento globale.

Se gli HFC possono essere gradualmente eliminati a livello globale – come molti paesi hanno accettato di fare, ai sensi dell’emendamento di Kigali del 2016 al Protocollo di Montreal, il trattato giusto ratificato dagli Stati UnitiSenato su voto bipartisan – quello sarebbe evitare circa mezzo grado Celsius dell’aumento della temperatura rispetto all’epoca preindustriale. Cina, uno dei principali produttori di queste sostanze chimiche, ha ratificato l'emendamento in vigore dal 1° settembre.15, 2021.E gli Stati UnitiFinalizzata l'Agenzia per la Protezione dell'Ambiente una regola nel 2021 per tagliare la produzione e le importazioni di HFC.

Diamo uno sguardo più da vicino a cosa sono gli HFC e cosa potrebbe sostituirli in seguito.

Come gli HFC mantengono freschi gli ambienti e il cibo

I frigoriferi e l'aria condizionata utilizzano una tecnologia nota come pompa di calore.Sembra quasi un miracolo: le pompe di calore utilizzano l’energia per prelevare calore da un luogo freddo e scaricarlo in un luogo caldo.

Ecco come funziona un frigorifero:Un fluido – un tempo i CFC e ora gli HFC – circola nelle pareti del frigorifero, assorbendo il calore ambientale per mantenere il frigorifero raffreddato.Poiché il liquido assorbe il calore, evapora.Il vapore risultante viene pompato nelle serpentine sul retro del frigorifero, dove viene condensato in un liquido sotto pressione.In questo modo il calore assorbito dall'interno del frigorifero viene rilasciato nell'ambiente circostante.

I condizionatori e le pompe di calore domestiche fanno la stessa cosa:utilizzano compressori ed evaporatori elettrici per spostare il calore dentro o fuori una casa.

Scegliere il fluido giusto per un frigorifero significa trovare una sostanza che possa essere evaporata e condensata alle giuste temperature modificando la pressione del fluido.

I CFC sembravano essere la soluzione perfetta.Non hanno reagito con i tubi o i compressori corrodendo l’attrezzatura e non erano tossici o infiammabili.

Sfortunatamente, la stabilità chimica dei CFC si è rivelata un problema che minacciava il mondo intero, come hanno scoperto gli scienziati negli anni '80.I CFC fuoriusciti, per lo più da apparecchiature dismesse, rimangono nell'atmosfera per lungo tempo.Alla fine raggiungono la stratosfera, dove vengono infine distrutti dalle radiazioni UV del sole.Ma quando si scompongono, creano cloro che reagisce con l’ozono protettivo, lasciando passare radiazioni pericolose sulla superficie terrestre.

Quando negli anni ’90 la produzione di CFC venne eliminata per proteggere lo strato di ozono, furono sviluppati nuovi refrigeranti e l’industria passò agli HFC.

Perché gli HFC sono un problema climatico

Gli HFC sono come i CFC ma molto più reattivi nell’aria, quindi non raggiungono mai la stratosfera dove potrebbero danneggiare lo scudo protettivo contro le radiazioni della Terra.Hanno in gran parte salvato il mondo dall’imminente disastro dell’ozono e ora si trovano ovunque nei frigoriferi e nelle pompe di calore.

Ma mentre gli HFC reattività chimica impedisce loro di ridurre lo strato di ozono, la loro struttura molecolare consente loro di assorbire molte radiazioni termiche, rendendoli un gas serra.Come l’anidride carbonica sugli steroidi, gli HFC sono estremamente efficaci nel catturare i fotoni infrarossi emessi dalla Terra.Parte di questa energia radiante riscalda il clima.

A differenza del diossido di carbonio, gli HFC reattivi vengono consumati dai prodotti chimici presenti nell’aria, quindi riscaldano il clima solo per un decennio o due.Ma basta poco: ogni molecola di HFC assorbe migliaia di volte più calore di una molecola di dissoide di carbonio, rendendoli potenti inquinanti climatici.

HFC perdite da apparecchiature di raffreddamento scartate Si stima che contribuiscano per circa il 4% alle emissioni globali di gas serra, circa il doppio di quelle del trasporto aereo.

Questo è il motivo per cui è giunto il momento di ritirare gli HFC e sostituirli con refrigeranti alternativi.Hanno fatto il loro lavoro salvando lo strato di ozono, ma ora gli HFC contribuiscono in modo determinante al riscaldamento globale a breve termine, e il loro l'utilizzo è andato aumentando man mano che la domanda di raffreddamento aumenta in tutto il mondo.

Cosa può sostituire gli HFC?

Poiché sono così potenti e di breve durata, fermare la produzione e l’uso degli HFC può avere un impatto negativo significativo effetto rinfrescante sul clima nei prossimi due decenni, guadagnando tempo mentre il mondo converte la propria fornitura di energia dai combustibili fossili a fonti più pulite.

La buona notizia è che ci sono refrigeranti alternativi.

L'ammoniaca e gli idrocarburi come il butano evaporano a temperatura ambiente e sono stati utilizzati come refrigeranti sin dall'inizio del XX secolo.Questi gas hanno vita breve, ma hanno uno svantaggio.La loro maggiore reattività significa che i compressori e gli impianti idraulici devono essere più resistenti alla corrosione e a prova di perdite per essere sicuri.

L’industria chimica ha sviluppato nuove alternative destinate a essere più sicure sia per le persone che per il clima, ma come abbiamo visto con i CFC e gli HFC, le sostanze chimiche inerti possono avere conseguenze indesiderate.Diversi leader del settore lo hanno fatto ha sostenuto gli sforzi per eliminare gradualmente gli HFC.

Quindi, è tempo per un’altra generazione di apparecchiature di raffreddamento.Proprio come i televisori, le apparecchiature audio e le lampadine si sono evoluti negli ultimi decenni, i frigoriferi e i condizionatori saranno sostituiti da una nuova ondata di prodotti migliorati.I nuovi frigoriferi avranno l’aspetto e il funzionamento proprio come quelli a cui siamo abituati, ma saranno molto più rispettosi del sistema climatico.

Questo si aggiorna un articolo originariamente pubblicato il 4 maggio 2021, con gli Stati UnitiIl Senato ratifica l'emendamento di Kigali.