Refrigeración Sectores de la industria

Desafíos en la Refrigeración para México

El país como receptor de tecnologías en la refrigeración ha tomado una actitud tibia hacia la transición de fluidos refrigerantes prevaleciente en otros países. Tener conocimiento de la nueva era de refrigerantes y correlacionarla con problemáticas nacionales dan pauta para asumir nuevos retos, como en la capacitación de recursos humanos.

El país como receptor de tecnologías en la refrigeración ha tomado una actitud tibia hacia la transición de fluidos refrigerantes prevaleciente en otros países. Tener conocimiento de la nueva era de refrigerantes y correlacionarla con problemáticas nacionales dan pauta para asumir nuevos retos, como en la capacitación de recursos humanos.

Ing. Jatzibe Adriana Correa Espinosa

En las últimas décadas a nivel mundial la industria de la refrigeración ha estado sometida  a una continua transición tecnológica con el fin de disminuir y desplazar el uso de refrigerantes que dañan la capa de ozono e influyan en el calentamiento global. De igual forma se demandan diseños que favorezcan el ahorro energético y se promueve la diversidad en fuentes de energía.

En México las alternativas propuestas han incidido en el cambio de fluidos refrigerantes y su sustitución por otras mezclas de refrigerantes “ecológicos” denominados MP-39 y MP-66, entre otros. De ahí que se haya fomentado la destitución de los CFC y HCFC, y buscar la forma de reemplazarlos en los sistemas de calefacción, aire acondicionado y refrigeración.

Sin embargo, las instituciones gubernamentales, academia e industria no han profundizado en expandir científica y tecnológicamente la aplicación de refrigerantes naturales como el CO2, agua, amoniaco e hidrocarburos, mientras que esta circunstancia en otros países ya ha abierto a oportunidades a la inventiva, emprendimiento de las empresas y el desarrollo de cadenas productivas de componentes para sistemas de enfriamiento que emplean estos fluidos de trabajo.

CO2
El CO2 es un refrigerante no inflamable, inocuo, barato, ampliamente disponible y no afecta el ambiente. Su empleo incluye la refrigeración doméstica, comercial e industrial y equipos de aire acondicionado móvil y doméstico. El ciclo óptimo, desde el punto de vista termodinámico, se encuentra en la fase transcrítica, con presiones de condensación de 60 a 70 bar. Por estas características, más de “1,000 autobuses estuvieron acondicionados con fluidos de trabajo CO2 en los Juegos Olímpicos de Beijing 2008”.

Agua
El fluido frigorífico “agua” no es tóxico ni inflamable, se usa como refrigerante y deshumificador en serpentines evaporadores para enfriar en sistemas de compresión y como mezcla en sistemas de absorción y adsorción. También como refrigerante primario y secundario. La desventaja en su uso es que, una inapropiada calidad de agua produce sedimentación y engendra bacterias en sistemas evaporativos.

Los sistemas de refrigeración por absorción trabajan con las mezclas Bromuro de Litio/agua, Amoniaco/agua y Nitrato de Litio/agua; se muestran atractivos solamente cuando su fuente de alimentación energética es solar o de calor de desecho, porque gastan mucho más energía que los sistemas por compresión.

El alcance en estos equipos es reducir sus tamaños, adaptar materiales eficientes y económicos, así como esclarecer teóricamente el proceso desarrollado en transferencia de calor y masa para las mezclas, además de reducir la cantidad de agua en gas significativamente, en el momento de la separación de la sustancia absorbente con el agua.

Amoniaco
El refrigerante amoniaco se destaca por sus excelentes propiedades termodinámicas, bajo peso molecular y alta temperatura crítica, ha sido usado desde hace más de un siglo en la industria de la refrigeración y tiene cero repercusión como contaminante ambiental. No obstante “…se ignora muy frecuentemente las ventajas económicas que resultan de la elección del  amoniaco en las grandes instalaciones en lo que se refiere a los costes de instalación así como a los costes de explotación” o mantenimiento.

Al amoniaco se le juzga por su toxicidad, obstáculo que ha dificultado su desarrollo técnico “un falso sentimiento de seguridad a lo largo de casi 50 años de promoción de los ahora prohibidos CFCs, denominados refrigerantes de seguridad, y el descuido técnico, con la consiguiente perdida de los conocimientos que se tenían sobre el amoniaco y de la capacitación en el adecuado uso del mismo” hicieron perder la evolución y perfeccionamiento de su técnica.

Actualmente, en México la industria del petroleo, química, alimenticia, farmacéutica, cervecera, entre otras, utilizan el amoniaco para sistemas de refrigeración por compresión pero algunos equipos ya rebasan su vida útil de trabajo y la comercialización de partes y servicios de reparación nacional es limitada comparado con la de sistemas que trabajan con fluidos refrigerantes comerciales como el R-134a y R-22.

El amoniaco también es usado en los sistemas de refrigeración por difusión, que trabajan con el sistema de absorción con la mezcla amoniaco/agua y un gas auxiliar como hidrógeno o helio para equilibrar la presión en la parte de baja presión del sistema y evitar el uso de una bomba mecánica con fuente de alimentación eléctrica. Por lo que se trata de un refrigerador portátil, alimentado con una fuente calorífica de gas o celda solar. Fueron inventados en Europa desde 1920 para uso doméstico y de día de campo, pero en México ni se comercializan ni mucho menos se producen.

Hidrocarburos
Los hidrocarburos propileno, propano e isobutano superan al refrigerante R-22 en coeficientes transferencia de calor, característica favorable para un funcionamiento eficiente en los intercambiadores de calor que pertenecen a un sistema frigorífico. La carga de estos tipos de refrigerantes es la mitad para un mismo aparato de refrigeración doméstico que trabaja con los refrigerantes empleados actualmente, tienen alta disposición en el mercado, y gozan de una nula participación de daño a la capa de ozono y de efecto invernadero.

Aunque países como Estados Unidos se interponen a usarlos por ser fluidos inflamables, otros ven resuelta esta problemática al adicionar “algunos simples dispositivos de seguridad como sistemas de ventilación y detectores de fugas”.

Retos en energía y refrigeración
Se dejaron de producir 305 mil barriles de petróleo menos, en el primer semestre del 2008 comparado con el semestre del año pasado.
La producción de electricidad nacional por energía eólica se registra en las estadísticas como no significativa y la solar ni siquiera aparece.
En el 2005 hubo más de 588 mil viviendas sin disponibilidad de electricidad en la República Mexicana.
Garantizar la alimentación nacional depende, en su mayoría, de la disponibilidad energética.
La refrigeración en los hogares es un factor clave del consumo de electricidad; “representa el 30% del consumo eléctrico a nivel residencial y para zonas con climas extremos en ventilación, aire acondicionado y refrigeración aumenta hasta un 41%.”
En el municipio guerrerense de Metlatónoc “de las 5,321 viviendas que en el año 2000 había en el municipio, sólo 96 contaban con un refrigerador.”
“En Europa para enero del 2010 queda prohibido el uso virgen del R-22 para servicio de rellenar y ….aunque hay un número de alternativas en el mercado no hay una simple solución para reemplazar el R-22.”
Las unidades de aire acondicionado, sobretodo en el norte del país, provienen de la sustitución de equipos de alta eficiencia como resultado de programas de ahorro de energía de campañas eléctricas de Estados Unidos.
Coca-cola, Unilever, Nestlé y McDonals, por ser los principales blancos de las presiones ambientalistas y de quienes el proceso de su producto y/o su existencia y ventas está a expensas de la refrigeración, ya están presentes en congresos internacionales de hidrocarburos y CO2.

Por tanto, se requiere urgentemente de conocimiento en técnicas de vanguardia,  tecnologías sencillas y económicas en la refrigeración cuyo efecto surgirá si se superan las capacidades de negociación con industrias y academias especializadas en el área (ver figura 1). Por otra parte, se requiere de la continua participación de instituciones gubernamentales como el destacado empeño de SEMARNAT, en coordinación con la SEP y el financiamiento de la ONUDI que impulsaron el oportuno curso a nivel nacional de “Buenas prácticas en sistemas de refrigeración y aire acondicionado”.

Esta dinámica entre diversos sectores debe continuarse, reforzarse y extenderse para dirigir la atención en alternativas energéticas, aplicación a las necesidades propias, incentivar programas de innovación en diseños de refrigeración con fluidos naturales, transmitir conocimientos en prácticas, aplicación segura del manejo de estos refrigerantes, y conocimiento de códigos oficiales y reglamentos. Tengamos presente que “Corea del Sur destaca por apostar al desarrollo de su capital humano como recurso valioso en la nueva economía y la base más sólida para el crecimiento sostenido.”

Fuente: Foro Económico Mundial Reporte De Competitividad Global 2007-2008
Factores más problemáticos para hacer negocios
Fuente: Foro Económico Mundial Reporte De Competitividad Global 2006-2007
Nota: De una lista de 14 factores se les pidió a los encuestados que seleccionarán las mayores 5 problemáticas para hacer negocios en sus países y fueron clasificados del 1 (factor más problemático) al 5. Las barras en la figura muestran las respuestas ponderadas según sus clasificaciones.
Evaluación de las Fundaciones de la Competitividad en México: Papel de Trabajo 2008 Foro Económico Mundial


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Fuentes consultadas:
R.Z. Wang, Y.Li, “Perspectives for natural working fluids in China”. International Journal of Refrigeration. Elsevier. Ltd. 2006, p 570.

Manuel Lamúa y Francisco J.Cuesta,” El amoniaco como refrigerante”, Instituto Internacional del Frío.  AMV Ediciones y Mundi Prensa. Madrid, España. 2000, pp. 14 y 30.

Ho-Saeng Lee, Jung-In Yoon, Jae-Dol Kim,  P.K.Bansal, “Characteristics of condensing and evaporating heat transfer using hydrocarbon refrigerants”. Applied Thermal Engineering 26 2006, pp. 1055.

http://sie.energia.gob.mx

http://www.inegi.gob.mx/est/contenidos/espanol/sistemas/conteo2005

Conteo de población y vivienda 2005. Viviendas particulares por entidad federativa disponibilidad de energía eléctrica y agua según disponibilidad y tipo de drenaje.

FIDE, “Monitoreo de equipos de aire acondicionado”, Energía Racional, No.45, Oct-Dic.2002, pp 40.

PNDU. “Informe sobre desarrollo humano México 2004”, Recuadro 2.5 p. 56.

Lyons Barry, “From January 1, 2010 the use of virgin HCFC for top up will be banned”. rac, refrigeration and air conditioning magazine, january 2007, pp. 32.

J.A.Correa. “La refrigeración: rompiendo el hielo”, Energía a debate, una revista escrita por los expertos del sector energético. Julio 2007

www.imco.org.mx

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