Certificacion En Uso Y Manejo De Refrigerantes Modulo 1: Octubre 2009
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CERTIFICACION EN USO Y MANEJO DE REFRIGERANTES MODULO 1
OCTUBRE 2009
Centro de Entrenamiento para America Latina
Page 1
Agenda • Química de los Refrigerantes • Deterioro de la Capa de Ozono • Protocolo de Montreal • Legislación & Regulación
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Page 2
CERTIFICACION TIPO I
• Equipos Pequeños • Fabricados, cargados y sellados en la fábrica • 5 libras de refrigerante o menos Cubre específicamente: Neveras Congeladores Unidades de Ventana Unidades Tipo Paquete Dehumidificadores Máquinas pequeñas para hacer hielo Fuentes de agua fría, máquinas expendedoras
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Page 3
CERTIFICACION TIPO 2 • Equipos de alta y muy alta presión • Refrigerantes con punto de ebullición a una presión • atmosférica de: • AP = -58 Grados F hasta + 50 Grados F • MAP = -50 Grados F y más bajo INCLUYE: AP - 12, 22, 114, 500, 502 MAP - 13, 503 PRESION ATMOSFERICA 4 Insert Footer
Page 4
CERTIFICACION TIPO 3
• Equipos de Baja Presión • Refrigerantes con punto de ebullición, a presión • atmosférica de más de 50 grados F.
INCLUYE REFRIGERANTES: R - 11, 113, 123
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CERTIFICACION UNIVERSAL
• Certificado en todos los tipos:
TIPO 1
TIPO 2
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TIPO 3
QUIMICA DE LOS REFIRGERANTES
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Page 7
PROPIEDADES DESEADAS EN LOS REFRIGERANTES
• • • • • • • •
Aceptable al ambiente No tóxico No infamable Químicamente estable Compatible con los materiales de los componentes Soluble en el lubricante Soluble en poca humedad Eficiente energéticamente
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Page 8
PROPIEDADES DESEADAS EN LOS REFRIGERANTES
•
Alta potencia dieléctrica
•
Facilidad de transportación
•
Capaz de ser regenerado
•
Detectable a concentraciones bajas
•
Disponibilidad inmediata
•
Poder ser transferido al sistema en el terreno
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Page 9
REFRIGERANTES DE LA SERIE DE LOS METANOS H C
H
R - 50 REFRIGERANT METHANE - 259 DEG. F
H
H
CL
H
C
R- 40 - 11 DEG. F
CL
H
H
R- 30 104 DEG. F
C
CL
C
H
CL
H
H
F H
C CL
CL
R - 10 REFRIGERANT CARBONTETRA CHLORIDE 169 DEG. F
R- 20 142 DEG. F
CL CL
CL
C
CL
CL
R - 21 48 DEG.F F CL
H
C
F
CL
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Page 10
R - 22 REFRIGERANT MONOCHLORODIFLUOROMETHANE - 41 DEG. F
EXISTEN OTROS REFRIGERANTES EN ESTA CADENA
SERIE DE LOS ETANOS
R - 170 ETHANE - 127.5 DEG. F H
H
H
C
C
H
H
HFC R-12 REPLACEMENT H
H
CFC
F
H
F
C
C
F
F
CFC CL
F
C
C
CL
CL
R - 113 117.6 DEG. F
F
F
F
F
C
C
CL
CL
R - 114 38.4 DEG. F
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Page 11
HFC - 134a F
- 15 DEG. F
F
DEFINICIONES
• Halógenos: uno de los elementos metaloides Halogenar: causar que otros elementos se combinen con un halógeno 1. 2. 3. 4. 5.
FLUOR BROMO CLORO YODO ASTATO
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DEFINICIONES
• Completamente halogenado Todos los átomos de hidrógeno en una molécula de hidrocarburo son reemplazados por átomos de cloro o fluor
H H
C
H
H
METHANE F CL
C
CL
CL
1. Vida atmosférica de 75 a 120 años debido a la estabilidad de la unión química. 2. Alto potencial de agotamiento del ozono. 3. Refrigerante en éste grupo: a. CFC - 11 b. CFC - 12 c. CFC - 113, 114, 115 ( y muchos más )
R - 11 13 Insert Footer
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DEFINICIONES
• Parcialmente halogenado ALGUNOS PERO NO TODOS LOS ATOMOS DE HIDROGENO EN UNA MOLECULA DE HIDROCARBURO SON REEMPLAZADOS POR ATOMOS DE CLORO O FLUOR H H
C
H
H
Metanol FL H
C
FL
CL
1. Tienen una vida atmosférica más corta debido a la poca fuerza de la unión de los átomos de cloro y de hidrógeno. 2. Tienen un menor potencial de agotamiento de ozono. 3. Refrigerantes en éste grupo: a. HCFC - 22 b. HCFC - 124 c. HCFC - 123
R - 22 14 Insert Footer
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DEFINICIONES
• Hidrofluorocarbono - HFC LA MOLECULA BASE -ETANO- ES HALOGENADA SOLAMENTE POR LOS ATOMOS DE FLUOR. NO HAY ATOMOS DE CLORO EN ESTA MOLECULA .
Familia de refrigerantes y tipos :
H
H
F
C
C
F
F
HFC - 134a
F
1. 2. 3. 4. 5.
HFC - 32 HFC -134a HFC -143a HFC -152a HFC -125
- 15 DEG. F
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El potencial de agotamiento de ozono es cero “0” y es estable.
DEFINICIONES
•
La mezcla de dos refrigerantes se llama MEZCLA BINARIA.
•
La mezcla de tres refrigerantes se llama TERNARIA.
•
Una mezcla se diseña para una aplicación específica.
•
Sub-grupos de mezclas son: AZEOTROPO CASI - AZEOTROPOS ZEOTROPOS
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Page 16
DEFINICIONES •
Hoy día se reemplazan los refrigerantes debido a su efecto sobre la capa de ozono y al efecto sobre el calentamiento de la tierra.
ODP = POTENCIAL DE DESGASTE DE OZONO GWP = POTENCIAL DE CALENTAMIENTO DE LA TIERRA •
Las alternativas son Azeotropos y casi azeotropos
•
Una mezcla casi-azeotrópica es:
Una mezcla de un fluído donde la diferencia en presiones es pequeña •
Cuando se mezclan dos fluídos y se obtiene una relación estable de temperatura-presión se llama azeotrópica.
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DEFINICIONES
•
El fraccionamiento de una mezcla puede ser un problema.
•
Fraccionamiento es la separación de los refrigerantes en la mezcla.
•
Si el diseño y la aplicación no son correctas, las presiones y temperaturas cambiarán y EL TECNICO TENDRA PROBLEMAS.
•
Un compuesto puro es estable y no se separará: R-22, 11, 134a y 123.
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DEFINICIONES
•
COMPUESTO - Una sustancia formada por la unión química de dos o más elementos. Solo una molécula está presente. CFC - 12 HCFC - 22 CFC - 11 HFC - 134a HCFC - 123 CFC - 113
COMPUESTOS: Unión química de ELEMENTOS
ELEMENTOS HIDROGENO CARBON CLORO FLUOR
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Page 19
DEFINICIONES
• Temperatura de Deslizamiento la mezcla. CAMPO DE LAS TEMPERATURAS DE CONDENSACION Y EVAPORACION PARA UNA PRESION DADA
Componente Puro “A“ VAPOR PURO Temperatura del Fluido
DEW LINE
MEZCLA CASI AZEOTOPICA
GLIDE BUBBLE LINE LIQUIDO PURO
Componente Puro “B“
Liquido vs. Vapor para cada componente 20 Insert Footer
Page 20
MEZCLAS
REFRIGERANTES DE MEZCLA AZEOTROPICA R - 22 R - 12 R - 12 R - 12
TO TO TO TO
SUVA SUVA SUVA SUVA
-
AC9000 MP - 39 MP - 52 MP - 66
= = = =
HFC - 32, 125, 134a HCFC - 22, 152a, 124 HCFC - 22, 152a, 124 HCFC - 22, 152a, 124
* * * *
23 / 25 / 52 % 53 / 13 / 34 % 33 / 13 / 52 % 61 / 11 / 28 %
REFRIGERANTES DE MEZCLA CASI AZEOTROPICAS R - 502 TO SUVA - HP - 62 = HFC - 125, 143a, 134a R - 502 TO SUVA - HP - 80 = HCFC - 22, HFC - 125, HC - 290 R - 502 TO SUVA - HP - 81 = HCFC - 22, HFC - 125, HC - 290
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Page 21
CONSIDERACIONES PARA SERVICIO
• Cargando una mezcla casi-azeotrópica
PARA EVITAR EL FRACCIONAMIENTO, UNA MEZCLA CASI AZEOTROPICA DEBE SER CARGADA EN FORMA LIQUIDA.
Si lo carga por succión, ASEGURESE QUE EL LIQUIDO ES REGULADO PARA VAPORIZARLO Y EVITAR DAÑOS AL COMPRESOR.
22 Insert Footer
Page 22
DEFINICIONES
• ISOMERO CUALQUIERA DE DOS O MAS COMPUESTOS QUIMICOS QUE CONTIENEN EL MISMO NUMERO DE ATOMOS DEL MISMO ELEMENTO PERO COLOCADOS EN FORMA DIFERENTE.
F
F
F
c
c
F
F
F
F
c
c
F
H
HFC-134 H
H
23 Insert Footer
Page 23
H HFC-134a
DEGRADACION DE LA CAPA DE OZONO
24 Insert Footer
Page 24
DESGASTE DEL OZONO •
Ozono es 3 átomos de oxígeno combinados.
•
El ozono se encuentra en la estratósfera 7 a 30 millas y en la tropósfera 7 millas o menos.
•
El ozono más cercano a la tierra es un contaminante.
•
El ozono es picante y azulado en color.
•
El ozono se forma por una descarga de alto voltaje.
•
El exceso de ozono cerca de la tierra es un contaminante y puede causar la muerte.
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LA TEORIA DE ROWLAND & MOLINA •
En 1974 se teorizó de que los CFC y el bromo liberados a la atmósfera eran los responsables del desgaste del OZONO en la estratósfera.
•
Estos componentes inactivos tienen una vida atmosférica de 50 a 100 años.
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LOS CFC SUBEN DEBIDO A LOS VIENTOS
90% CAPA DE OZONO
Los CFC se elevan por el viento
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REGIONES ATMOSFERICAS
• Tropósfera= Desde la superficie hasta 7 millas • Estratósfera = 7 a 30 millas • Ionosfera = 30 a 300 millas FRIO
EL CALOR VIAJA HACIA MENOR CALOR
CALOR
CALOR
AGUJERO DEL OZONO ?
FRIO
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COMO SE DESTRUYE EL OZONO
Estratósfera Luz ultravioleta
Atomo libre de Oxígeno Oxígeno O2
O
Monóxido de cloro Atomo de cloro
cl Oxígeno
cl
O2
cl Molécula de Ozono O
Clorofluorocarbono
3
Oxígeno O2
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Page 29
Molécula de Ozono O
3
O
FUENTES DE CFC
Por país / región
Repúblicas Soviéticas 14%
EUA 29%
China / India 2% Naciones Desarrolladas 14%
Otras Desarrolladas 41%
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Page 30
E.U.A. USO DE LOS CFCs
• Se utilizan 680,000 toneladas de CFCs cada año
Refrigerant A/C 35%
Others 7% Sterilants 5% Solvents 18%
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Page 31
Foam Blowing 35%
DESGASTE DEL OZONO
Capa de Ozono Luz Ultravioleta
CFC’S HALONS
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Page 32
EFECTOS EN LA SALUD
Cataratas Cáncer de la piel(Melanomas)
Sistema Inmunológico La habilidad del cuerpo a resistir enfermedades
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Page 33
CALENTAMIENTO DEL GLOBO TERRESTRE - EFECTO DIRECTO
A las plantas les gusta el CO2
Pero podemos tener mucho 34 Insert Footer
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EFECTO DE INVERNADERO - EFECTO DIRECTO HCFC - 123 MP - 52
0.02 0.17
MP - 39 MP - 66 HFC - 134a AC 9000 HCFC - 22 HP - 81 HP - 80 HFC - 125 HP - 62 CFC - 11 R - 69s
0.22 0.24 0.27 0.28 0.34 0.52 0.63 0.84 0.94 1 1.19 3.1
CFC - 12
4.1
HCFC - 502
35 Insert Footer
Page 35
EFECTO DE INVERNADERO EFECTO INDIRECTO
13800
Energía requerida por la ineficiencia del refrigerante
115
6400
114 3700
1900
12
1300 1
Veces el valor de 1 :
CO2
28
123
400
570
134a
22
11
113
Aceptable --------------------------- No Aceptable 36 Insert Footer
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OTROS IMPACTOS MUNDIALES
• Cambia el patrón del tiempo(Temporadas Climaticas) • Cambios en las temperaturas • Degradación de los plásticos • Degradación de los selladores • Aumento en la neblina contaminante • Reducción de la vida marina - reducción de las cosechas
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Page 37
PROTOCOLO DE MONTEREAL
38 Insert Footer
Page 38
EL PROTOCOLO DE MONTREAL •
1974 -- La teoría de Molina & Rowland de que los CFCs destruían la capa del ozono.
•
1978 -- Los E.U.A. prohibieron el uso de CFCs en aerosoles que no eran esenciales.
•
Septiembre, 1987 -- 22 países firmaron un tratado para controlar las sustancias que contribuían al desgaste del ozono.
•
Junio, 1990 -- Revisión del Protocolo en Londres. 57 países lo firmaron.
•
Noviembre, 1992 -- Primera eliminación programada de HCFCs y aceleramiento de la eliminación de CFCs.
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Page 39
EL PROTOCOLO DE MONTREAL
El Protocolo de Montreal es un llamado para controlar la emisión de sustancias que afectan la capa del ozono. Tiene provisiones para los países que originalmente no lo firmaron y eventualmente prohibe la importación y exportación de los países que no firmaron el protocolo.
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ELEMENTOS QUIMICOS INCLUIDOS EN EL PROTOCOLO
SUBSTANCIAS CLASE 1
Grupo 1 Clorofluorocarburo completamente halogenado CFC CFC CFC CFC CFC
-
11 12 113 114 115
L.P. H.P. L.P. L.P. L.P.
Grupo 2 Halones HALON - 1211 HALON - 1301 HALON - 2402 (SUBSTANCIAS PARA COMBATIR INCENDIOS)
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Page 41
CONTROL DE CFCs
( Protocolo de 1987 )
135
CONGELAMIENTO
120
100
1986
100
1987
1988
1989
100
1990
100
1991
100
1992
GRUPO 1 SE CONGELA LA PRODUCCION A LOS NIVELES DE 1986 GRUPO 2 SE CONGELARON EN 1992 42 Insert Footer
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CONTROL DE CFCs (PROTOCOLO DE MONTREAL)
140
120
CONGELAMIENTO 100
80 % 80
50 % 60
0 PRODUCCION
40
20
0
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
2000
EL PRESIDENT BUSH ANUNCIA LA ELIMINACION DE CFCs EN EUA 43 Insert Footer
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DESGASTE DEL OZONO POTENCIAL (ODP) Potencial de degradación de Ozono= ODP % MALO
MEJOR
HFC - 134a HFC - 125 HP - 62 AC 9000
0.0 0.0 0.0 0.0
CFC - 115 CFC - 114 CFC - 113 CFC - 12 CFC - 11
0.38 0.71 0.83 0.93 1.00
BUENO
HCFC - 123 HP - 81 R - 691 HP - 80 MP - 39 R - 69s HCFC - 22
0.016 0.020 0.028 0.030 0.030 0.043 0.05
PEORES HALONES - 1211 3.0 HALONES - 2402 6.0 HALONES - 1301 10.0
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Page 44
EFECTO DE INVERNADERO
Base = 1.0 BUENO
MALO
CO2 HCFC HFC HCFC CFC CFC CFC CFC CFC
-
45 Insert Footer
Page 45
123 134a 22 11 113 12 114 115
1.0 28 400 570 1300 1900 3700 6400 13800
DICIEMBRE DE 1992 REUNION DEL PROTOCOLO EN DINAMARCA
•
Los participantes fueron estimulados para que recobren, reconstruyan y reclamen las sustancias controladas.
•
Se asignaron fondos hasta finales del 1994 para transferir tecnología de los países desarrollados a los no desarrollados.
•
El consumo de bromuro de metilo se congela en 1995 a los niveles de 1991.
•
Elimina la producción de CFCs desde el primero de enero de 1996 excepto para productos esenciales.
•
La producción de HCFCs será limitada comenzando en 1996 y terminando en 2030.
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Page 46
LEGISLACION & REGULACION
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Page 47
PROGRAMA DE ELIMINACION DE HCFC Enero 1, 1996 3.1 % de la producción de CFC de 1989 combinada con la producción de HCFC tomando el factor de ODP = Límite. Enero 1, 2004 Enero 1, 2010 Enero 1, 2015 Enero 1, 2020 Enero 1, 2030
= = = = =
65 % of Cap 35 % of Cap 10 % of Cap 5 % of Cap 0 % of Cap
HCFC-22 HCFC-123
48 Insert Footer
Page 48
DONDE ESTA LOCALIZADO EL R-22?
MUY POBRE 11 1.0
ODP
113
POBRE
.9 .8 .7 .6 .5 .4
500
114
115
BUENO 502
.3 .2
MEJOR 22
123
.1
Ideal
12
32 0
.1
.2
.3
134a
125
.4
.6
.5
143a .7
.8
GWP 49 Insert Footer
Page 49
.9 1.0
2
4
6
8
10
IMPACTO DEL LIMITE DE HCFC
Millones Kgs. 16
AMARILLO = HCFC CAP
14 12 10 8 6 4 2
ROJO = Estimados Demanda EPA
.5%
19 89 19 91 19 93 19 95 19 97 19 99 20 01 20 03 20 05 20 07 20 09 20 11 20 13 20 15 20 17 20 19 20 21 20 23 20 25 20 27 20 29
0
Año 50 Insert Footer
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LEGISLACION Y REGULACION • Impuesto interior a los CFCs - Enmiendas al Decreto de Aire Limpio
• Substancias Clase 1 & Clase 2 • Eliminación de la producción y consumo de los CFCs • Programa de reconstrucción y reducción de emisiones • Cumplimiento • Formas recomendadas
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Page 51
EL IMPUESTO A LOS CFCs
•
En el 1989 el Congreso pasó un impuesto a todos los CFCs del Grupo 1. Se convirtió en ley el 1 de enero de 1990 y fue llamado “The Omnibus Reconciliation Act.”
•
En enero de 1992 éste impuesto fue aumentando.
•
Este impuesto aumenta hasta 1997.
•
El impuesto es sobre el refrigerante existente en el local y se le aplica a todo refrigerante nuevo.
•
El refrigerante reconstruído y reclamado está exento.
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Page 52
IMPUESTO
Costo del refrigerante + Impuestos x ODP = Costo por libra 1991 > $1.07 + 1.37 X 1 = $2.44 + Utilidad = Precio de Venta 1992 > $1.50 + 1.67 X 1 = $3.17 + Utilidad = Precio de Venta
6.25
5.8 5.35
4.35
Ejemplo: R-12
3.35
1.67 1.37
1990
53 Insert Footer
1.37
1991
1992
1993
1994
$ Tax / Libra
Page 53
1995
1996
1997
ENMIENDAS AL DECRETO DE PURIFICACION DEL AIRE •
En noviembre de 1990, Bush firmó el Decreto de Purificación del Aire.
•
El Título IV - Sección 608 establece las normas nacionales para la reducción y eliminación de las sustancias que desgastan el ozono estratosférico. Más tarde regulado por EPA 40 CFR Parte 82.
•
Los objetivos:
Reducir la producción Reducir el uso Reducir las emisiones Promover la recuperación y el reclamo Establece las clasificaciones de los refrigerantes
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Page 54
SUSTANCIAS DE LA CLASE 1
Grupo 1:
Grupo 2:
Grupo 3:
CFC - 11 CFC - 12 CFC - 113 CFC - 114 CFC - 115
HALON - 1211 HALON - 1301 HALON - 2402
CFC - 13 CFC - 111 CFC - 112 CFC - 211 CFC - 212 CFC - 213 CFC - 214 CFC - 215 CFC - 216 CFC - 217
Grupo 4: Tetracloruro de carbono Grupo 5: Cloroformo de metilo
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SUSTANCIAS DE LA CLASE 2 HCFC - 21 HCFC - 22 HCFC - 31 HCFC - 121 HCFC - 122 HCFC - 123 HCFC - 124 HCFC - 131 HCFC - 132 HCFC - 133 HCFC - 141 HCFC - 142
HCFC - 221 HCFC - 222 HCFC - 223 HCFC - 224 HCFC - 225 HCFC - 226 HCFC - 231 HCFC - 132 HCFC - 233 HCFC - 234 HCFC - 235 HCFC - 241
56 Insert Footer
Page 56
HCFC - 242 HCFC - 243 HCFC - 244 HCFC - 251 HCFC - 252 HCFC - 253 HCFC - 261 HCFC - 262 HCFC - 271
ELIMINACION DE SUSTANCIAS CLASE 2 Bush ordenó la eliminación total para diciembre 31, 1995 EPA emitió el reglamento eliminando los CFCs para 1996 85
50
50
25 15
1991
1992
1993
1994
1995
57 Insert Footer
Page 57
0
0
0
0
1996
1997
1998
1999
ELIMINACION DE SUSTANCIAS CLASE 2
•
EPA tiene la autoridad para acelerar la eliminación de esas sustancias tal como lo indiquen las evidencias científicas o si las decisiones del Protocolo de Montreal son revisadas. En la actualidad cubre todos los HCFCs
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Page 58
PROGRAMA NACIONAL DE RECICLAJE Y REDUCCION
•
La sección 608 es la más importante para los técnicos y contratistas.
•
Busca reducir al mínimo el uso y emisión de CFCs & HCFCs.
•
Busca maximizar el reciclaje y reclamo del refrigerante utilizado en la industria.
•
Efectivo el 1 de julio de 1992, será contra la ley si sabiéndolo se descarga, deja salir o dispone de CFCs y HCFCs durante la reparación, servicio, mantenimiento o disposición de equipos o procesos industriales.
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OCTUBRE 2009
Centro de Entrenamiento para America Latina
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Agenda • Química de los Refrigerantes • Deterioro de la Capa de Ozono • Protocolo de Montreal • Legislación & Regulación
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CERTIFICACION TIPO I
• Equipos Pequeños • Fabricados, cargados y sellados en la fábrica • 5 libras de refrigerante o menos Cubre específicamente: Neveras Congeladores Unidades de Ventana Unidades Tipo Paquete Dehumidificadores Máquinas pequeñas para hacer hielo Fuentes de agua fría, máquinas expendedoras
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CERTIFICACION TIPO 2 • Equipos de alta y muy alta presión • Refrigerantes con punto de ebullición a una presión • atmosférica de: • AP = -58 Grados F hasta + 50 Grados F • MAP = -50 Grados F y más bajo INCLUYE: AP - 12, 22, 114, 500, 502 MAP - 13, 503 PRESION ATMOSFERICA 4 Insert Footer
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CERTIFICACION TIPO 3
• Equipos de Baja Presión • Refrigerantes con punto de ebullición, a presión • atmosférica de más de 50 grados F.
INCLUYE REFRIGERANTES: R - 11, 113, 123
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CERTIFICACION UNIVERSAL
• Certificado en todos los tipos:
TIPO 1
TIPO 2
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TIPO 3
QUIMICA DE LOS REFIRGERANTES
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PROPIEDADES DESEADAS EN LOS REFRIGERANTES
• • • • • • • •
Aceptable al ambiente No tóxico No infamable Químicamente estable Compatible con los materiales de los componentes Soluble en el lubricante Soluble en poca humedad Eficiente energéticamente
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PROPIEDADES DESEADAS EN LOS REFRIGERANTES
•
Alta potencia dieléctrica
•
Facilidad de transportación
•
Capaz de ser regenerado
•
Detectable a concentraciones bajas
•
Disponibilidad inmediata
•
Poder ser transferido al sistema en el terreno
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REFRIGERANTES DE LA SERIE DE LOS METANOS H C
H
R - 50 REFRIGERANT METHANE - 259 DEG. F
H
H
CL
H
C
R- 40 - 11 DEG. F
CL
H
H
R- 30 104 DEG. F
C
CL
C
H
CL
H
H
F H
C CL
CL
R - 10 REFRIGERANT CARBONTETRA CHLORIDE 169 DEG. F
R- 20 142 DEG. F
CL CL
CL
C
CL
CL
R - 21 48 DEG.F F CL
H
C
F
CL
10 Insert Footer
Page 10
R - 22 REFRIGERANT MONOCHLORODIFLUOROMETHANE - 41 DEG. F
EXISTEN OTROS REFRIGERANTES EN ESTA CADENA
SERIE DE LOS ETANOS
R - 170 ETHANE - 127.5 DEG. F H
H
H
C
C
H
H
HFC R-12 REPLACEMENT H
H
CFC
F
H
F
C
C
F
F
CFC CL
F
C
C
CL
CL
R - 113 117.6 DEG. F
F
F
F
F
C
C
CL
CL
R - 114 38.4 DEG. F
11 Insert Footer
Page 11
HFC - 134a F
- 15 DEG. F
F
DEFINICIONES
• Halógenos: uno de los elementos metaloides Halogenar: causar que otros elementos se combinen con un halógeno 1. 2. 3. 4. 5.
FLUOR BROMO CLORO YODO ASTATO
12 Insert Footer
Page 12
DEFINICIONES
• Completamente halogenado Todos los átomos de hidrógeno en una molécula de hidrocarburo son reemplazados por átomos de cloro o fluor
H H
C
H
H
METHANE F CL
C
CL
CL
1. Vida atmosférica de 75 a 120 años debido a la estabilidad de la unión química. 2. Alto potencial de agotamiento del ozono. 3. Refrigerante en éste grupo: a. CFC - 11 b. CFC - 12 c. CFC - 113, 114, 115 ( y muchos más )
R - 11 13 Insert Footer
Page 13
DEFINICIONES
• Parcialmente halogenado ALGUNOS PERO NO TODOS LOS ATOMOS DE HIDROGENO EN UNA MOLECULA DE HIDROCARBURO SON REEMPLAZADOS POR ATOMOS DE CLORO O FLUOR H H
C
H
H
Metanol FL H
C
FL
CL
1. Tienen una vida atmosférica más corta debido a la poca fuerza de la unión de los átomos de cloro y de hidrógeno. 2. Tienen un menor potencial de agotamiento de ozono. 3. Refrigerantes en éste grupo: a. HCFC - 22 b. HCFC - 124 c. HCFC - 123
R - 22 14 Insert Footer
Page 14
DEFINICIONES
• Hidrofluorocarbono - HFC LA MOLECULA BASE -ETANO- ES HALOGENADA SOLAMENTE POR LOS ATOMOS DE FLUOR. NO HAY ATOMOS DE CLORO EN ESTA MOLECULA .
Familia de refrigerantes y tipos :
H
H
F
C
C
F
F
HFC - 134a
F
1. 2. 3. 4. 5.
HFC - 32 HFC -134a HFC -143a HFC -152a HFC -125
- 15 DEG. F
15 Insert Footer
Page 15
El potencial de agotamiento de ozono es cero “0” y es estable.
DEFINICIONES
•
La mezcla de dos refrigerantes se llama MEZCLA BINARIA.
•
La mezcla de tres refrigerantes se llama TERNARIA.
•
Una mezcla se diseña para una aplicación específica.
•
Sub-grupos de mezclas son: AZEOTROPO CASI - AZEOTROPOS ZEOTROPOS
16 Insert Footer
Page 16
DEFINICIONES •
Hoy día se reemplazan los refrigerantes debido a su efecto sobre la capa de ozono y al efecto sobre el calentamiento de la tierra.
ODP = POTENCIAL DE DESGASTE DE OZONO GWP = POTENCIAL DE CALENTAMIENTO DE LA TIERRA •
Las alternativas son Azeotropos y casi azeotropos
•
Una mezcla casi-azeotrópica es:
Una mezcla de un fluído donde la diferencia en presiones es pequeña •
Cuando se mezclan dos fluídos y se obtiene una relación estable de temperatura-presión se llama azeotrópica.
17 Insert Footer
Page 17
DEFINICIONES
•
El fraccionamiento de una mezcla puede ser un problema.
•
Fraccionamiento es la separación de los refrigerantes en la mezcla.
•
Si el diseño y la aplicación no son correctas, las presiones y temperaturas cambiarán y EL TECNICO TENDRA PROBLEMAS.
•
Un compuesto puro es estable y no se separará: R-22, 11, 134a y 123.
18 Insert Footer
Page 18
DEFINICIONES
•
COMPUESTO - Una sustancia formada por la unión química de dos o más elementos. Solo una molécula está presente. CFC - 12 HCFC - 22 CFC - 11 HFC - 134a HCFC - 123 CFC - 113
COMPUESTOS: Unión química de ELEMENTOS
ELEMENTOS HIDROGENO CARBON CLORO FLUOR
19 Insert Footer
Page 19
DEFINICIONES
• Temperatura de Deslizamiento la mezcla. CAMPO DE LAS TEMPERATURAS DE CONDENSACION Y EVAPORACION PARA UNA PRESION DADA
Componente Puro “A“ VAPOR PURO Temperatura del Fluido
DEW LINE
MEZCLA CASI AZEOTOPICA
GLIDE BUBBLE LINE LIQUIDO PURO
Componente Puro “B“
Liquido vs. Vapor para cada componente 20 Insert Footer
Page 20
MEZCLAS
REFRIGERANTES DE MEZCLA AZEOTROPICA R - 22 R - 12 R - 12 R - 12
TO TO TO TO
SUVA SUVA SUVA SUVA
-
AC9000 MP - 39 MP - 52 MP - 66
= = = =
HFC - 32, 125, 134a HCFC - 22, 152a, 124 HCFC - 22, 152a, 124 HCFC - 22, 152a, 124
* * * *
23 / 25 / 52 % 53 / 13 / 34 % 33 / 13 / 52 % 61 / 11 / 28 %
REFRIGERANTES DE MEZCLA CASI AZEOTROPICAS R - 502 TO SUVA - HP - 62 = HFC - 125, 143a, 134a R - 502 TO SUVA - HP - 80 = HCFC - 22, HFC - 125, HC - 290 R - 502 TO SUVA - HP - 81 = HCFC - 22, HFC - 125, HC - 290
21 Insert Footer
Page 21
CONSIDERACIONES PARA SERVICIO
• Cargando una mezcla casi-azeotrópica
PARA EVITAR EL FRACCIONAMIENTO, UNA MEZCLA CASI AZEOTROPICA DEBE SER CARGADA EN FORMA LIQUIDA.
Si lo carga por succión, ASEGURESE QUE EL LIQUIDO ES REGULADO PARA VAPORIZARLO Y EVITAR DAÑOS AL COMPRESOR.
22 Insert Footer
Page 22
DEFINICIONES
• ISOMERO CUALQUIERA DE DOS O MAS COMPUESTOS QUIMICOS QUE CONTIENEN EL MISMO NUMERO DE ATOMOS DEL MISMO ELEMENTO PERO COLOCADOS EN FORMA DIFERENTE.
F
F
F
c
c
F
F
F
F
c
c
F
H
HFC-134 H
H
23 Insert Footer
Page 23
H HFC-134a
DEGRADACION DE LA CAPA DE OZONO
24 Insert Footer
Page 24
DESGASTE DEL OZONO •
Ozono es 3 átomos de oxígeno combinados.
•
El ozono se encuentra en la estratósfera 7 a 30 millas y en la tropósfera 7 millas o menos.
•
El ozono más cercano a la tierra es un contaminante.
•
El ozono es picante y azulado en color.
•
El ozono se forma por una descarga de alto voltaje.
•
El exceso de ozono cerca de la tierra es un contaminante y puede causar la muerte.
25 Insert Footer
Page 25
LA TEORIA DE ROWLAND & MOLINA •
En 1974 se teorizó de que los CFC y el bromo liberados a la atmósfera eran los responsables del desgaste del OZONO en la estratósfera.
•
Estos componentes inactivos tienen una vida atmosférica de 50 a 100 años.
26 Insert Footer
Page 26
LOS CFC SUBEN DEBIDO A LOS VIENTOS
90% CAPA DE OZONO
Los CFC se elevan por el viento
27 Insert Footer
Page 27
REGIONES ATMOSFERICAS
• Tropósfera= Desde la superficie hasta 7 millas • Estratósfera = 7 a 30 millas • Ionosfera = 30 a 300 millas FRIO
EL CALOR VIAJA HACIA MENOR CALOR
CALOR
CALOR
AGUJERO DEL OZONO ?
FRIO
28 Insert Footer
Page 28
COMO SE DESTRUYE EL OZONO
Estratósfera Luz ultravioleta
Atomo libre de Oxígeno Oxígeno O2
O
Monóxido de cloro Atomo de cloro
cl Oxígeno
cl
O2
cl Molécula de Ozono O
Clorofluorocarbono
3
Oxígeno O2
29 Insert Footer
Page 29
Molécula de Ozono O
3
O
FUENTES DE CFC
Por país / región
Repúblicas Soviéticas 14%
EUA 29%
China / India 2% Naciones Desarrolladas 14%
Otras Desarrolladas 41%
30 Insert Footer
Page 30
E.U.A. USO DE LOS CFCs
• Se utilizan 680,000 toneladas de CFCs cada año
Refrigerant A/C 35%
Others 7% Sterilants 5% Solvents 18%
31 Insert Footer
Page 31
Foam Blowing 35%
DESGASTE DEL OZONO
Capa de Ozono Luz Ultravioleta
CFC’S HALONS
32 Insert Footer
Page 32
EFECTOS EN LA SALUD
Cataratas Cáncer de la piel(Melanomas)
Sistema Inmunológico La habilidad del cuerpo a resistir enfermedades
33 Insert Footer
Page 33
CALENTAMIENTO DEL GLOBO TERRESTRE - EFECTO DIRECTO
A las plantas les gusta el CO2
Pero podemos tener mucho 34 Insert Footer
Page 34
EFECTO DE INVERNADERO - EFECTO DIRECTO HCFC - 123 MP - 52
0.02 0.17
MP - 39 MP - 66 HFC - 134a AC 9000 HCFC - 22 HP - 81 HP - 80 HFC - 125 HP - 62 CFC - 11 R - 69s
0.22 0.24 0.27 0.28 0.34 0.52 0.63 0.84 0.94 1 1.19 3.1
CFC - 12
4.1
HCFC - 502
35 Insert Footer
Page 35
EFECTO DE INVERNADERO EFECTO INDIRECTO
13800
Energía requerida por la ineficiencia del refrigerante
115
6400
114 3700
1900
12
1300 1
Veces el valor de 1 :
CO2
28
123
400
570
134a
22
11
113
Aceptable --------------------------- No Aceptable 36 Insert Footer
Page 36
OTROS IMPACTOS MUNDIALES
• Cambia el patrón del tiempo(Temporadas Climaticas) • Cambios en las temperaturas • Degradación de los plásticos • Degradación de los selladores • Aumento en la neblina contaminante • Reducción de la vida marina - reducción de las cosechas
37 Insert Footer
Page 37
PROTOCOLO DE MONTEREAL
38 Insert Footer
Page 38
EL PROTOCOLO DE MONTREAL •
1974 -- La teoría de Molina & Rowland de que los CFCs destruían la capa del ozono.
•
1978 -- Los E.U.A. prohibieron el uso de CFCs en aerosoles que no eran esenciales.
•
Septiembre, 1987 -- 22 países firmaron un tratado para controlar las sustancias que contribuían al desgaste del ozono.
•
Junio, 1990 -- Revisión del Protocolo en Londres. 57 países lo firmaron.
•
Noviembre, 1992 -- Primera eliminación programada de HCFCs y aceleramiento de la eliminación de CFCs.
39 Insert Footer
Page 39
EL PROTOCOLO DE MONTREAL
El Protocolo de Montreal es un llamado para controlar la emisión de sustancias que afectan la capa del ozono. Tiene provisiones para los países que originalmente no lo firmaron y eventualmente prohibe la importación y exportación de los países que no firmaron el protocolo.
40 Insert Footer
Page 40
ELEMENTOS QUIMICOS INCLUIDOS EN EL PROTOCOLO
SUBSTANCIAS CLASE 1
Grupo 1 Clorofluorocarburo completamente halogenado CFC CFC CFC CFC CFC
-
11 12 113 114 115
L.P. H.P. L.P. L.P. L.P.
Grupo 2 Halones HALON - 1211 HALON - 1301 HALON - 2402 (SUBSTANCIAS PARA COMBATIR INCENDIOS)
41 Insert Footer
Page 41
CONTROL DE CFCs
( Protocolo de 1987 )
135
CONGELAMIENTO
120
100
1986
100
1987
1988
1989
100
1990
100
1991
100
1992
GRUPO 1 SE CONGELA LA PRODUCCION A LOS NIVELES DE 1986 GRUPO 2 SE CONGELARON EN 1992 42 Insert Footer
Page 42
CONTROL DE CFCs (PROTOCOLO DE MONTREAL)
140
120
CONGELAMIENTO 100
80 % 80
50 % 60
0 PRODUCCION
40
20
0
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
2000
EL PRESIDENT BUSH ANUNCIA LA ELIMINACION DE CFCs EN EUA 43 Insert Footer
Page 43
DESGASTE DEL OZONO POTENCIAL (ODP) Potencial de degradación de Ozono= ODP % MALO
MEJOR
HFC - 134a HFC - 125 HP - 62 AC 9000
0.0 0.0 0.0 0.0
CFC - 115 CFC - 114 CFC - 113 CFC - 12 CFC - 11
0.38 0.71 0.83 0.93 1.00
BUENO
HCFC - 123 HP - 81 R - 691 HP - 80 MP - 39 R - 69s HCFC - 22
0.016 0.020 0.028 0.030 0.030 0.043 0.05
PEORES HALONES - 1211 3.0 HALONES - 2402 6.0 HALONES - 1301 10.0
44 Insert Footer
Page 44
EFECTO DE INVERNADERO
Base = 1.0 BUENO
MALO
CO2 HCFC HFC HCFC CFC CFC CFC CFC CFC
-
45 Insert Footer
Page 45
123 134a 22 11 113 12 114 115
1.0 28 400 570 1300 1900 3700 6400 13800
DICIEMBRE DE 1992 REUNION DEL PROTOCOLO EN DINAMARCA
•
Los participantes fueron estimulados para que recobren, reconstruyan y reclamen las sustancias controladas.
•
Se asignaron fondos hasta finales del 1994 para transferir tecnología de los países desarrollados a los no desarrollados.
•
El consumo de bromuro de metilo se congela en 1995 a los niveles de 1991.
•
Elimina la producción de CFCs desde el primero de enero de 1996 excepto para productos esenciales.
•
La producción de HCFCs será limitada comenzando en 1996 y terminando en 2030.
46 Insert Footer
Page 46
LEGISLACION & REGULACION
47 Insert Footer
Page 47
PROGRAMA DE ELIMINACION DE HCFC Enero 1, 1996 3.1 % de la producción de CFC de 1989 combinada con la producción de HCFC tomando el factor de ODP = Límite. Enero 1, 2004 Enero 1, 2010 Enero 1, 2015 Enero 1, 2020 Enero 1, 2030
= = = = =
65 % of Cap 35 % of Cap 10 % of Cap 5 % of Cap 0 % of Cap
HCFC-22 HCFC-123
48 Insert Footer
Page 48
DONDE ESTA LOCALIZADO EL R-22?
MUY POBRE 11 1.0
ODP
113
POBRE
.9 .8 .7 .6 .5 .4
500
114
115
BUENO 502
.3 .2
MEJOR 22
123
.1
Ideal
12
32 0
.1
.2
.3
134a
125
.4
.6
.5
143a .7
.8
GWP 49 Insert Footer
Page 49
.9 1.0
2
4
6
8
10
IMPACTO DEL LIMITE DE HCFC
Millones Kgs. 16
AMARILLO = HCFC CAP
14 12 10 8 6 4 2
ROJO = Estimados Demanda EPA
.5%
19 89 19 91 19 93 19 95 19 97 19 99 20 01 20 03 20 05 20 07 20 09 20 11 20 13 20 15 20 17 20 19 20 21 20 23 20 25 20 27 20 29
0
Año 50 Insert Footer
Page 50
LEGISLACION Y REGULACION • Impuesto interior a los CFCs - Enmiendas al Decreto de Aire Limpio
• Substancias Clase 1 & Clase 2 • Eliminación de la producción y consumo de los CFCs • Programa de reconstrucción y reducción de emisiones • Cumplimiento • Formas recomendadas
51 Insert Footer
Page 51
EL IMPUESTO A LOS CFCs
•
En el 1989 el Congreso pasó un impuesto a todos los CFCs del Grupo 1. Se convirtió en ley el 1 de enero de 1990 y fue llamado “The Omnibus Reconciliation Act.”
•
En enero de 1992 éste impuesto fue aumentando.
•
Este impuesto aumenta hasta 1997.
•
El impuesto es sobre el refrigerante existente en el local y se le aplica a todo refrigerante nuevo.
•
El refrigerante reconstruído y reclamado está exento.
52 Insert Footer
Page 52
IMPUESTO
Costo del refrigerante + Impuestos x ODP = Costo por libra 1991 > $1.07 + 1.37 X 1 = $2.44 + Utilidad = Precio de Venta 1992 > $1.50 + 1.67 X 1 = $3.17 + Utilidad = Precio de Venta
6.25
5.8 5.35
4.35
Ejemplo: R-12
3.35
1.67 1.37
1990
53 Insert Footer
1.37
1991
1992
1993
1994
$ Tax / Libra
Page 53
1995
1996
1997
ENMIENDAS AL DECRETO DE PURIFICACION DEL AIRE •
En noviembre de 1990, Bush firmó el Decreto de Purificación del Aire.
•
El Título IV - Sección 608 establece las normas nacionales para la reducción y eliminación de las sustancias que desgastan el ozono estratosférico. Más tarde regulado por EPA 40 CFR Parte 82.
•
Los objetivos:
Reducir la producción Reducir el uso Reducir las emisiones Promover la recuperación y el reclamo Establece las clasificaciones de los refrigerantes
54 Insert Footer
Page 54
SUSTANCIAS DE LA CLASE 1
Grupo 1:
Grupo 2:
Grupo 3:
CFC - 11 CFC - 12 CFC - 113 CFC - 114 CFC - 115
HALON - 1211 HALON - 1301 HALON - 2402
CFC - 13 CFC - 111 CFC - 112 CFC - 211 CFC - 212 CFC - 213 CFC - 214 CFC - 215 CFC - 216 CFC - 217
Grupo 4: Tetracloruro de carbono Grupo 5: Cloroformo de metilo
55 Insert Footer
Page 55
SUSTANCIAS DE LA CLASE 2 HCFC - 21 HCFC - 22 HCFC - 31 HCFC - 121 HCFC - 122 HCFC - 123 HCFC - 124 HCFC - 131 HCFC - 132 HCFC - 133 HCFC - 141 HCFC - 142
HCFC - 221 HCFC - 222 HCFC - 223 HCFC - 224 HCFC - 225 HCFC - 226 HCFC - 231 HCFC - 132 HCFC - 233 HCFC - 234 HCFC - 235 HCFC - 241
56 Insert Footer
Page 56
HCFC - 242 HCFC - 243 HCFC - 244 HCFC - 251 HCFC - 252 HCFC - 253 HCFC - 261 HCFC - 262 HCFC - 271
ELIMINACION DE SUSTANCIAS CLASE 2 Bush ordenó la eliminación total para diciembre 31, 1995 EPA emitió el reglamento eliminando los CFCs para 1996 85
50
50
25 15
1991
1992
1993
1994
1995
57 Insert Footer
Page 57
0
0
0
0
1996
1997
1998
1999
ELIMINACION DE SUSTANCIAS CLASE 2
•
EPA tiene la autoridad para acelerar la eliminación de esas sustancias tal como lo indiquen las evidencias científicas o si las decisiones del Protocolo de Montreal son revisadas. En la actualidad cubre todos los HCFCs
58 Insert Footer
Page 58
PROGRAMA NACIONAL DE RECICLAJE Y REDUCCION
•
La sección 608 es la más importante para los técnicos y contratistas.
•
Busca reducir al mínimo el uso y emisión de CFCs & HCFCs.
•
Busca maximizar el reciclaje y reclamo del refrigerante utilizado en la industria.
•
Efectivo el 1 de julio de 1992, será contra la ley si sabiéndolo se descarga, deja salir o dispone de CFCs y HCFCs durante la reparación, servicio, mantenimiento o disposición de equipos o procesos industriales.
59 Insert Footer
Page 59
60 Insert Footer
Page 60
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