Il Senato degli Stati Uniti ha votato per ratificare un trattato internazionale il 21 settembre 2022 e si è unito ad altri 137 paesi nell'accettare l'eliminazione graduale di una classe di sostanze chimiche per il riscaldamento del clima ampiamente utilizzate come refrigeranti in frigoriferi, condizionatori d'aria e pompe di calore.

Se hai un senso di déjà vu, non sorprenderti.

Queste sostanze chimiche, chiamate idrofluorocarburi o HFC, sono state commercializzate negli anni '90 in sostituzione dei precedenti refrigeranti a base di clorofluorocarburi o CFC. I CFC stavano distruggendo lo strato di ozono alto nell'atmosfera terrestre, che è essenziale per proteggere la vita dai dannosi raggi ultravioletti del Sole.

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

Se gli HFC potessero essere gradualmente ridotti a livello globale, come molti paesi hanno concordato di fare nell'ambito dell'emendamento di Kigali del 2016 al Protocollo di Montreal, il trattato appena ratificato dal Senato degli Stati Uniti con un voto bipartisan, ciò eviterebbe circa mezzo grado Celsius di aumento della temperatura rispetto ai tempi preindustriali. La Cina, uno dei principali produttori di queste sostanze chimiche, ha ratificato l'emendamento in vigore dal 15 settembre 2021. E l'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti ha finalizzato una regola nel 2021 per tagliare la produzione e le importazioni di HFC.

Diamo un'occhiata più da vicino a cosa sono gli HFC e cosa potrebbero sostituirli in futuro.

Come gli HFC mantengono freschi gli ambienti e gli alimenti

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

Ecco come funziona un frigorifero:un fluido, i CFC ai vecchi tempi e ora gli HFC, circola nelle pareti del frigorifero, assorbendo il calore ambientale per mantenere il frigorifero freddo. Quando quel liquido assorbe il calore, evapora. Il vapore risultante viene pompato alle serpentine sul retro del frigorifero, dove viene ricondensato in un liquido sotto pressione. Nel processo, il calore che è stato assorbito dall'interno del frigorifero viene rilasciato nella stanza circostante.

Condizionatori e 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 può essere evaporata e condensata alle giuste temperature variando la pressione sul fluido.

I CFC sembravano adattarsi perfettamente al conto. Non hanno reagito con i tubi o i compressori per corrodere l'attrezzatura e non erano tossici o infiammabili.

Sfortunatamente, la stabilità chimica dei CFC si è rivelata un problema che ha minacciato il mondo intero, come hanno scoperto gli scienziati negli anni '80. I CFC che perdono, principalmente da apparecchiature dismesse, rimangono nell'atmosfera per molto tempo. Alla fine si dirigono verso la stratosfera, dove vengono infine distrutti dai raggi UV del sole. Ma quando si rompono, creano cloro che reagisce con l'ozono protettivo, lasciando passare pericolose radiazioni sulla superficie terrestre.

Quando la produzione di CFC è stata eliminata negli anni '90 per proteggere lo strato di ozono, sono stati sviluppati nuovi refrigeranti e l'industria è passata 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 la reattività chimica degli HFC impedisce loro di esaurire lo strato di ozono, la loro struttura molecolare consente loro di assorbire molte radiazioni termiche, rendendoli un gas serra. Come l'anidride carbonica degli steroidi, gli HFC sono estremamente bravi a catturare i fotoni infrarossi emessi dalla Terra. Parte di questa energia radiante riscalda il clima.

A differenza del dissoide di carbonio, gli HFC reattivi vengono consumati dalla chimica nell'aria, quindi riscaldano il clima solo per un decennio o due. Ma un po' fa molto:ogni molecola di HFC assorbe migliaia di volte più calore di una molecola di dissoide di carbonio, il che le rende potenti inquinanti climatici.

Si stima che gli HFC che fuoriescono dalle apparecchiature di raffreddamento dismesse contribuiscano per circa il 4% alle emissioni globali di gas serra, circa il doppio rispetto all'aviazione.

Questo è il motivo per cui è ora 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 utilizzo è aumentato con l'aumento della domanda di raffreddamento in tutto il mondo.

Cosa può sostituire gli HFC?

Poiché sono così potenti e di breve durata, l'interruzione della produzione e dell'uso degli HFC può avere un significativo effetto rinfrescante sul clima nei prossimi due decenni, facendo guadagnare tempo mentre il mondo converte la sua fornitura di energia dai combustibili fossili a fonti più pulite.

La buona notizia è che esistono refrigeranti alternativi.

L'ammoniaca e gli idrocarburi come il butano evaporano a temperatura ambiente e sono stati usati come refrigeranti dall'inizio del XX secolo. Questi gas sono di breve durata, ma hanno un aspetto negativo. La loro maggiore reattività significa che i loro compressori e gli impianti idraulici devono essere più resistenti alla corrosione ea 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 hanno 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 evolute negli ultimi decenni, i frigoriferi e i condizionatori d'aria saranno sostituiti da una nuova ondata di prodotti migliorati. I nuovi frigoriferi avranno un aspetto e funzioneranno proprio come quelli a cui siamo abituati, ma saranno molto più delicati sul sistema di climatizzazione. + Esplora ulteriormente

In che modo la pulizia dei refrigeranti può raffreddare il clima:perché gli HFC vengono gradualmente eliminati da frigoriferi e condizionatori d'aria

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.