Honeywell lanza al mercado Enovate 3000

Un nuevo agente soplante para espumas

15/12/2001
El agente soplante Enovate 3000 (hidrofluorocarbono-245fa) es la culminación de diez años de planificación, desde la concepción inicial, la investigación y el desarrollo, los ciclos de aprobación, el desarrollo de aplicaciones, la ampliación del proceso, el establecimiento de una planta piloto y de la producción semicomercial hasta la puesta a punto final de las instalaciones del centro de fabricación de Geismar (Estados Unidos), cuyo arranque está previsto para la segunda mitad del 2002.
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Inspección de un tejado.
Enovate 3000 es un agente soplante que no ataca la capa de ozono, ininflamable y fácil de manejar, para espumas rígidas de poliuretano y poliisocianurato. Confiere a la espuma unas propiedades térmicas y mecánicas extraordinarias y da a los formuladores la flexibilidad necesaria para encontrar soluciones rentables a medida de cada cliente.

Actualmente se está procediendo a la retirada del HCFC-141b en cumplimiento del Protocolo de Montreal sobre productos que destruyen la capa de ozono. Estados Unidos tiene previsto abandonar la producción del hidroclorofluorocarbono-141b el 31 diciembre de 2002, en tanto que en Europa se han establecido las retiradas del HCFC-141b del mercado entre el 2002 y el 2004. Otros signatarios del protocolo también han fijado calendarios de retirada del HCFC-141b, algunos a partir ya del 2003. La agencia de protección medioambiental estadounidense ha aprobado el HFC-245fa como agente soplante conforme al SNAP (programa de nuevas alternativas significantes). Además, la sustancia ha sido notificada y admitida en la lista de la Unión Europea ELINCS (nº de notificación 96-02-0171, nº ELINCS 419-170-6), así como en los registros de numerosos países, incluyendo Australia, China, Japón, Corea, Nueva Zelanda y Taiwán.

Por otra parte, la firma por parte de la Unión Europea del Protocolo de Kioto compromete a Europa a los mayores recortes de uso de energía del mundo, lo que se traducirá inevitablemente en normas energéticas más estrictas para la construcción y restauración de edificios y en exigencias mucho mayores para el etiquetado de los electrodomésticos en cuanto a aspectos energéticos. Para poder cumplir estas nuevas normas, el sector deberá aprovechar el aislamiento térmico mejorado que pueden ofrecer productos como Enovate 3000.

Las obras del centro de producción de Enovate 3000 que Honeywell tiene en la localidad estadounidense de Geismar (Luisiana) siguen el calendario previsto para su puesta en marcha durante la segunda mitad del 2002. Mientras tanto, continúan las gestiones para obtener las distintas aprobaciones e inscripciones del producto. Honeywell fabrica cantidades semicomerciales de Enovate 3000 para pruebas y facilita apoyo técnico al sector de la espuma para ayudarle a realizar conversiones efectivas y en los trámites de homologación necesarios.

Propiedades

Enovate 3000 (HFC-245fa) está principalmente concebido para sustituir al HCFC-141b en aplicaciones como espumas aislantes de electrodomésticos, espuma integral en tableros para la construcción de cubiertas y revestimientos, aerosoles de espuma en aplicaciones de construcción, espuma empleada en vehículos isotérmicos, almacenamiento en frío y calentadores de agua, entre otros muchos usos de espuma aislante. El valor de aislamiento térmico o factor K superior del agente soplante Enovate 3000, junto a sus propiedades más respetuosas con el medio ambiente, lo convierten en el sustituto ideal del HCFC-141b en aplicaciones de espuma aislante.

Por ejemplo, durante un ensayo de propiedades aislantes, el índice TEWI (impacto de calentamiento equivalente total) correspondiente a un frigorífico aislado con espuma insuflada con Enovate 3000 era prácticamente idéntico al del frigorífico aislado con espuma insuflada con ciclopentano. Este dato tiene especial importancia habida cuenta de que la espuma insuflada con Enovate 3000 no había sido optimizada en cuanto a aislamiento térmico. Los frigoríficos aislados con espuma insuflada con Enovate 3000 utilizaban un 8% menos de electricidad a lo largo de su vida útil que el frigorífico aislado con espuma insuflada con ciclopentano.

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Enovate 3000 sustituye al HCFC-141b para aplicaciones de espuma como vehículos isotérmicos.
Otros aspectos esenciales en la especificación de un agente soplante son la inflamabilidad, la toxicidad y el manejo y almacenamiento. Y cada vez serán más esenciales, porque nuestra sociedad persigue la seguridad total en la producción, transporte y uso durante toda la vida útil del producto. La ininflamabilidad, la baja toxicidad y el fácil manejo de Enovate 3000 lo colocan en una posición fuerte como primera alternativa segura sin necesidad de grandes inversiones de capital para cambiar los equipos de producción.

El agente soplante Enovate 3000 tiene un punto de ebullición de 15,3 oC, lo que posibilita su manejo como líquido de baja temperatura de ebullición. Asimismo, numerosos ensayos han demostrado que presenta bajos niveles de toxicidad aguda y crónica. Es compatible con la mayoría de metales, plásticos y elastómeros empleados en los equipos de transformación de espuma. Se mezcla muy bien con los polioles y presenta una excelente estabilidad en las mezclas preliminares de éstos. Todas estas propiedades permiten que el producto se preste fácilmente a los métodos de espumado existentes diseñados para el HCFC-141b o para el CFC-11, con pocas o ninguna modificación de los equipos y procesos de producción. Aún más importante, Enovate 3000 produce espumas con propiedades superiores –sobre todo el valor de aislamiento térmico o factor K– lo que resulta en un mejor rendimiento energético.

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Durante los últimos diez años, Honeywell ha puesto al día periódicamente al sector de la espuma acerca del desarrollo y la comercialización de Enovate 3000. Se han hecho muchos ensayos para medir sus prestaciones sólo o utilizado con niveles de agua tradicionales como coagente de soplado para espumas de poliuretano y de poliisocianurato. Aunque la tecnología del agente soplante Enovate™ 3000 seguirá siendo una opción importante para muchas aplicaciones de espuma en las que la necesidad básica es que la conductividad térmica de la espuma sea lo más baja posible, en los últimos meses también han tenido bastante éxito mezclas de Enovate 3000 para determinadas aplicaciones en las que lo esencial es un equilibrio entre el precio y las prestaciones.

Flexibilidad económica: la competitividad de los costes

Existe la preocupación de que, a pesar de las extraordinarias prestaciones de Enovate 3000, su precio previsto podría limitar su uso. En Polyurethanes Expo ‘99, Honeywell presentó un modelo económico de costes/beneficios que consideraba el coste total de sistema para unos electrodomésticos que usaban Enovate 3000 y otros que usaban otras alternativas al HCFC-141b, en lugar de estudiar sólo el coste relativo de los distintos agentes soplantes. El modelo tomaba en cuenta las diferencias de precio de formulación, la densidad in situ y el uso del material de revestimiento adecuado para HCFC-141b, HFC-245fa, HFC-134a y ciclopentano. A continuación, el modelo de los electrodomésticos calculaba el coste de capital (p.ej., para los usuarios de agentes soplantes de espuma) que suponía el cambio a un agente soplante alternativo determinado.
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Proyectando espuma en el sector de la construcción.
Una vez estudiados todos estos factores, el coste relativo de usar uno u otro agente soplante es considerablemente distinto al que se obtendría teniendo únicamente en cuenta el precio «por kilo» del agente soplante. Si bien se prevé que Enovate™ 3000 costará más que el HFC-134a o el ciclopentano en términos de precio por kilo, el coste del producto una vez utilizado es tan sólo un 4 por ciento superior al de HFC-134a y un 6 por ciento superior al del ciclopentano. Esta ligera diferencia de precio del uso de Enovate 3000 se puede compensar con la eliminación de ciertas dificultades típicas de la transformación del HFC-134a y de las preocupaciones sobre inflamabilidad asociadas a productos como los hidrocarburos y el HFC-365 mfc.

Si además incluimos en la ecuación los costes de cumplir las normativas de energía (aplicable en Estados Unidos), los datos demuestran que usar Enovate 3000 sale considerablemente más a cuenta que usar HFC-134a o ciclopentano (véase Fig. 1). En este cálculo se aplicó la norma de rendimiento energético 2001 del ministerio de energía estadounidense. Conforme se establecen en todo el mundo normas cada vez más estrictas en relación con la energía, se llegará a conclusiones parecidas y Enovate 3000 se revelará como la opción de agente soplante de mejores prestaciones, más económica y más beneficiosa para el medioambiente, ya que reduce al mínimo las emisiones de CO2 durante todo el ciclo vital del producto. En Estados Unidos, una gran parte del sector de los electrodomésticos ya se ha comprometido con Enovate 3000 como agente soplante preferido, una decisión motivada por la necesidad de un mayor rendimiento energético para cumplir las normativas medioambientales.

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Su aislamiento térmico superior lo convierte en el sustituto ideal para aplicaciones de espuma como cámaras frías.

Mezclas

El sector de los aerosoles de espuma se enfrenta a sus propios retos a la hora de desarrollar alternativas al HCFC-141b de agentes soplantes inocuos para la capa de ozono. Al tratarse de un mercado en el que el precio es un tema delicado y no se pueden concebir soluciones tecnológicas caras, no es posible utilizar agentes soplantes gaseosos o inflamables (como el HFC-134a, los hidrocarburos o el HFC-365 mfc).

Para superar el obstáculo de los costes, Honeywell desarrolló una tecnología de agente soplante que utiliza Enovate 3000 con niveles de agua superiores a los tradicionales. Los ensayos demostraron que, para densidades de cubierta típicas, las propiedades de resistencia de compresión, estabilidad dimensional y aislamiento térmico de la espuma igualaban o superaban a las necesarias para esta aplicación. Además, la espuma se dejaba transformar muy bien empleando los equipos de pulverización convencionales sin modificar, y producía superficies suaves y una adhesión excelente. Los bajos niveles de toxicidad y de emisiones de Enovate 3000 durante el proceso de pulverización garantizan la seguridad del operario. Las mezclas preliminares de polioles se pudieron transportar también con seguridad en tambores estándar de calibre 16 (1,5 mm) gracias a su presión de vapor lo suficientemente baja.

El 26 de junio de 2001, West Roofing Systems y BASF Corporation llevaron a cabo con éxito una aplicación en «entorno real» de un sistema de aerosol de espuma Enovate 3000. Era la culminación de más de dos años de experimentos relacionados con la aplicación de Enovate 3000 en diversas cubiertas y en distintas condiciones ambientales. A pesar de las elevadas temperaturas ambiente y de que Enovate 3000 se aplicó sobre una cubierta BUR negra, la aplicación con aerosol dio lugar a un buen perfil de superficie, sin corrimientos ni arrugas detectables. De las pruebas se concluyó que los sistemas basados en Enovate 3000 se pueden aplicar con éxito a un coste equivalente al de los sistemas HCFC-141b.

También el sector de la espuma integral en tableros tiene sus propios retos a la hora de encontrar la tecnología más óptima de agente soplante inocuo para la capa de ozono. En primer lugar, porque, al competir con tantos materiales de otras clases, estos productos deben conservar un valor R (resistencia térmica) elevado sin perder su competitividad económica. En segundo lugar, porque además tienen que cubrir los requisitos más estrictos en cuanto a inflamabilidad y a propiedades físicas.

Para responder a estos problemas concretos, Honeywell está desarrollando dos tecnologías de coagente de soplado distintas para Enovate 3000. En la primera, que se parece a la solución de Enovate 3000 y CO2 (agua) encontrada para las aplicaciones de aerosol, se está trabajando en estos momentos para cuantificar los aspectos económicos de la mezcla.

La segunda tecnología en desarrollo es análoga, pero, en lugar de CO2 (agua), como diluyente de Enovate 3000 se emplea isopentano. Esta tecnología puede ayudar a las empresas que ya han hecho una inversión considerable para trabajar con hidrocarburos pero que necesitan mejorar las propiedades de la espuma, sobre todo la conductividad térmica.

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Ambas tecnologías, la de Enovate 3000 solo y la de Enovate 3000 en mezcla, se pueden usar en otras aplicaciones de espuma rígida, como calentadores de agua, paneles para edificios, neveras portátiles, recipientes aislados para transporte y aislamiento de tuberías, entre otras muchas. Para aquellas aplicaciones en las que la propiedad más crítica sea el valor de aislamiento de la espuma, el agente soplante ideal será Enovate 3000 solo. Para aquellas en las que se necesite ininflamabilidad y un equilibrio entre coste y prestaciones se podrá recurrir a las mezclas Enovate 3000 / CO2(agua). Si la inflamabilidad y unas prestaciones más bajas son factores tolerables, conviene considerar las mezclas Enovate 3000 / hidrocarburo. Honeywell sigue buscando y desarrollando otras mezclas con Enovate 3000 que permitan al formulador de espumas encontrar una combinación de agente soplante óptima para cualquier requisito de producto dado.

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