(PQ-UC) Gases que usamos para nos aquecer e arrefecer

Neste ponto do passeio vamos falar dos clorofluorocarbonetos (CFC), e dos seus substitutos, que são usados nos aparelhos de ar condicionado e frigoríficos, e também dos gases que usamos para aquecer água e cozinhar: metano, propano e butano.

O ar-condicionado moderno utiliza compostos, dentro de um mecanismo estanque que no exterior da habitação são comprimidos, passando do estado gasoso a líquido, aquecendo o meio exterior, e no interior da habitação são expandidos, passando do estado líquido ao de vapor, arrefecendo o meio interior. Os frigoríficos funcionam de uma forma bastante semelhante e este processo é muitas vezes descrito como bombear calor de dentro para fora da casa...

Os CFC (nas figuras está representado o diclorodifluorometano), inventados por Thomas Midgley Jr., que é referido noutra parte do passeio, revelaram-se as moléculas ideias para usar como refrigerantes. O problema é que estas moléculas ao subirem para a estratosfera contribuem para a deplecção da camada do ozono.

Assim, os CFC foram banidos e substituidos por espécies mais amigas do ozono como os hidrogenoclorofluorocarbonetos (HCFC). Mas a história não fica por aqui pois estes gases estão-se a revelar também problemáticos por contribuirem para o chamado efeito de estufa...

Um outro gás que também é usado em refrigeração é o amoníaco [1]. Este foi aliás, antes do aparecimento dos CFC, um gás muito usado em sistemas de arrefecimento. No entanto, com o aparecimentos dos CFC, foi relegado para aplicações industriais devido à sua utilização ser menos prática. De facto, os equipamentos de refrigeração envolvendo o amoníaco são diferentes e mais complexos que os que envolvem os CFC, necessitando de um outro fluido, em geral água [2]. No entanto, o processo é bastante adequado para aplicações que usam energia solar ou o aproveitamento de energia térmica. Se a isso juntarmos que o amoníaco não contribui para a deplecção da camada de ozono e que a sua potencial contribuição para o aquecimento global é quase nula, poderíamos pensar que tinhamos todos os problemas resolvidos. Mas será mesmo assim? O amoníaco devido à sua toxicidade e perigo de explosão só é adequado para aplicações exteriores. Além disso é reactivo e corrói os tubos de cobre. Aliás, continua a ser considerado um poluente atmosférico na União Europeia...

E, surpresa: mais recentemente têm sido desenvolvidos sistemas que usam dióxido de carbono como gás refrigerante.

O gás da botija azul da fotografia é o propano, que se encontra, na realidade, no estado líquido; na forma de um gás de petróleo liquefeito (GPL). Em alguns países, as botijas de gás butano podem ter uma percentagem razoavelmente alta de propano. Porque será? Bem, o butano tem um ponto de ebulição normal de -0.5^oC e o propano de -42^oC.

E quanto ao cheiro? Toda a gente sabe que estes gases não têm cheiro. O cheiro a gás vem de um um composto de enxofre, em geral etanotiol (composto com uma estrutura idêntica ao etanol, com o átomo de oxigénio substituido por um de enxofre).

[1] Agradeço aos alunos da Universidade de Verão terem-me alertado para a referência à utilização do amoníaco em sistemas de refrigeração que consta dos programas de Físico-Química.
[2] Embora inicialmente tenha suspeitado que uma pequena torre que se via na zona da Universidade era um refrigerador de amoníaco, tal não se confirmou. Verifiquei depois que na zona de Coimbra existe este tipo de refrigeração em fábricas de processamento de carnes, como a Probar.

[versão de 28 de Julho de 2009. Última alteração de 27 de Abril de 2010]