Recientemente conocimos la noticia de una fuga de amoniaco ocurrida en una fábrica de hielo en la Lonja de Gandía, en Valencia. Puede parecer raro que un producto químico genere este tipo de accidentes en una factoría cuyo cometido, a grandes rasgos, es congelar el agua.

Pero en realidad no es algo raro. El amoniaco es un refrigerante de uso más que habitual en la industria. Cuenta con desventajas, como la toxicidad que, desgraciadamente, han sufrido dos empleados del puerto pesquero de la ciudad. Sin embargo, también posee ventajas tan reseñables como una gran eficiencia energética. Por eso, aún sigue usándose, pero con unas estrictas medidas de seguridad, que ahora habrá que ver si se han cumplido correctamente.

Mientras tanto, y centrándonos en la ciencia del asunto, veamos cómo contribuye el amoniaco a la fabricación del hielo. 

Un proceso muy antiguo

Ya en el siglo XIX se usaba amoniaco para mantener fríos alimentos como carnes, pescados, lácteos y verduras durante su transporte. A medida que dichos procesos se fueron industrializando, se siguió usando esta sustancia, aunque con el tiempo fue desbancada por otras, como los clorofluorocarbonos.

Sin embargo, unos años más tarde, los químicos Mario Molina y Frank Sherwood Rowland descubrieron que estas sustancias eran unos de los mayores culpables de la generación del agujero de la capa de ozono. Por eso, el amoniaco recuperó los puestos que había perdido como refrigerante industrial popular, llegando hasta nuestros días, a pesar de los inconvenientes que han quedado claros con el incidente de la fábrica de hielo de Gandía.

Amoniaco como refrigerante

Las fábricas de hielo generalmente utilizan el amoniaco en un proceso conocido como refrigeración por compresión de vapor

Se usa como refrigerante en un proceso conocido como refrigeración por compresión de vapor

Este es un método que aprovecha los cambios de fase de determinadas sustancias para refrigerar. Un cambio de fase es aquel en el que una sustancia pasa de un estado a otro, siendo estos generalmente el sólido, el líquido, el gaseoso o el plasma, en casos raros y muy concretos.

De pequeños aprendemos que esto ocurre por enfriamiento o calentamiento. Es decir, el agua a temperatura ambiente se enfría y, si baja de los 0ºC, se hace sólida, convirtiéndose en hielo. Y si se calienta por encima de los 100º hierve, pasando a estado gaseoso. Pero, más técnicamente, lo que ocurre generalmente es una transferencia de calor. 

No es la única afirmación que se suele hacer comúnmente y que lleva un pequeño error en los términos. Por ejemplo, todos hemos escuchado alguna vez a alguien decir que no puede dormir sin calcetines, porque el frío le entra por los pies. Pero no es el frío el que entra. Es el calor el que se va.

Dicho esto, esos cambios de fase pueden absorber o liberar calor al medio. Un calor que, por supuesto, puede aprovecharse. En el caso del amoniaco, se usa como refrigerante porque al vaporizarse absorbe una gran cantidad de calor sin llegar a cambiar su temperatura. Esto supone que enfría el sistema de una forma muy eficiente y, por lo tanto, tiene un gran poder refrigerante.

Así funciona el sistema de refrigeración

Aunque no todas las fábricas de hielo usan este sistema, es muy común la refrigeración mediada por amoniaco.

Esta se compone de varios pasos en los que dicha sustancia experimenta cambios de temperatura que la llevan a cambiar de fase, liberando o absorbiendo calor. 

Primero el gas seco se comprime, de modo que se aumentan mucho su presión y su temperatura

Se parte de gas amoniaco seco, que pasa por un compresor. Allí, como su propio nombre indica, se comprime por el efecto de una gran presión, de modo que también aumenta la temperatura. Y es que, cuando aumenta la presión de un gas aumenta también su temperatura y al revés. Es fácil visualizarlo como un globo en el que las partículas de aire se encuentran moviéndose libremente por su interior. Si aumenta la temperatura, estas se moverán más deprisa, generando una mayor presión sobre las paredes del globo. De hecho, llegará un momento en el que el globo explotará. 

Volviendo al sistema con amoniaco, en este caso, se alcanzará la que se conoce como temperatura de evaporación. Sin embargo, inmediatamente después el amoniaco pasa por un condensador, en el que se somete a un enfriamiento que provocará de nuevo la liberación de calor. Ahora tenemos un líquido que pasa por una válvula de expansión, en el que la presión se reduce abruptamente. A continuación tendremos una mezcla de líquido y vapor, que se situará a una temperatura más baja que la del espacio cerrado que se quiere refrigerar. Dado que el aire estará más caliente, se producirá una transmisión de calor, que enfriará el aire y calentará el líquido, pasándolo de nuevo a gas.

De ahí seguirá pasando por diferentes puntos en el que los cambios de presión y temperatura irán propiciando cambios de estado que finalizarán con un traspase de calor del aire circundante al propio refrigerante. El resultado es una disminución de la temperatura del sistema que se aprovecha para fines como la fabricación de aparatos del aire acondicionado, la refrigeración de alimentos y bebidas y, por supuesto, la elaboración de hielo.

Ventajas y desventajas de la elaboración de hielo con amoniaco

El amoniaco está catalogado como refrigerante bajo la etiqueta R-717. Su uso está muy extendido por poseer grandes ventajas. Algunas ya las hemos visto. Supone una gran alternativa a los clorofluorocarbonos, por no dañar la capa de ozono, y es muy eficiente energéticamente.

Su olor intenso y desagradable facilita la detección de fugas

Además, es muy barato y cuenta con la ventaja de tener un olor muy intenso y desagradable; de modo que, en caso de que haya un escape, este podría detectarse rápidamente. 

Quizás eso evitara males mayores en la fábrica de hielo de Gandía. Pero, aun así, dos personas se han intoxicado. Y es que esa es la gran desventaja del amoniaco. Es muy tóxico si se inhala. Una inhalación puntual puede causar broncoespasmos, dificultad para respirar o irritación de las vías respiratorias. También puede irritar los ojos.

Las consecuencias más graves llegan si se da una inhalación continuada, pues se puede dañar gravemente el tejido pulmonar, llegando incluso a requerir un trasplante. Afortunadamente, las fábricas en las que se emplean están dotadas de mecanismos que permiten localizar a tiempo cualquier escape. Esto, junto al hecho de que cualquier persona con un sentido del olfato normal puede detectarlo, evita esas inhalaciones continuadas. Por eso, lo más probable es que siga siendo el refrigerante de elección para un gran número de fines durante mucho tiempo.