Refrigeración Sectores de la industria

Refrigerantes hidrocarburados, una propuesta sostenible para el siglo XXI

Las nuevas tendencias en refrigerantes buscan aminorar el impacto que la actividad humana ocasiona en el planeta. Los nuevos productos tienen un enfoque verde

Las nuevas tendencias en refrigerantes buscan aminorar el impacto que la actividad humana ocasiona en el planeta. Los nuevos productos tienen un enfoque verde.

Ing. Fabio M. Clavijo,

Actualmente, la industria está pasando un proceso de cambio. Los refrigerantes utilizados hace unos años se están sustituyendo, con la finalidad de reducir el daño al planeta.

  • Uso de refrigerantes en aplicaciones HVACR
  • CFC: aire acondicionado, refrigeración
  • HCFC: aire acondicionado, refrigeración comercial
  • HFC: aire acondicionado, refrigeración doméstica y comercial

Sustancias con Potencial de Agotamiento de Ozono (PAO)-Protocolo de Montreal (1987)

CFC, HCFC, Otros

Sustancias con Potencial de Calentamiento Global (PCG)-Protocolo de Kioto (1997-CMNUCC)

HFC, otros

Sustancia PAO PCG Permanencia (años)
CFC – 12 1 10720 100
CFC – 11 1 4680 45
HCFC – 141b 0.11 713 9.2
HCFC – 22 0.055 1600 11.8
HCFC – 123 0.02 76 1.4
HFC – 134a 0 4400 13.6
HFC – 407c 0 1600 32.6
HFC – 410a 0 1725 32.6
ISCEON MO29 (HFC+HC) 0 2230
HFO – 1234yf 0 4
Hidrocarburos -HC < 10 < 1

Se ha presentado un desafío tecnológico, en cuanto a la sustitución y eliminación de sustancias. Éste se ha dado de la siguiente manera:

4ª Generación de refrigerante HFO-1234yf
Se ha desarrollado el refrigerante HFO-1234yf que, además de no afectar a la capa de ozono, puede emplearse, sin ningún tipo de adaptación, en los climatizadores actuales. A pesar de no ser la solución ideal, pues tiene ciertas características negativas, es un avance dentro de la industria:

1   Aprobados para aire acondicionado de vehículos
2   Ligeramente inflamable
3   Produce gases tóxicos bajo fuego
4   Tóxico para ecosistemas acuáticos
5   Más ineficiente energéticamente que HFC-134a

Empresas de gran importancia dentro de la industria HVACR han dado a conocer sus planes para fabricar este nuevo refrigerante, cuyo potencial de calentamiento atmosférico, en 99.7 %, es menor al usado actualmente.

Éste será utilizado, en primera instancia, en sistemas de aire acondicionado de automóviles y, dependiendo su desempeño, podrá comenzar a ser empleado en otras aplicaciones.

Protocolo de Montreal
En lo que respecta a las sustancias agotadoras de la capa de ozono, el Protocolo de Montreal fue firmado el 16 de septiembre de 1987 y entró en vigor el 1 de enero de 1989.

En la actualidad, cuenta con cerca de 180 naciones comprometidas a cumplir metas de reducción en la producción de gases CFC, halones y bromuro de metilo, cuya presencia en la atmósfera es considerada la principal causa del adelgazamiento en la capa de ozono.

Cronograma de actividades (MOP XIX- 2007)
PNE: Programa Nacional de Eliminación de Consumo de CFCs a partir de 31-dic-2009 = 0%

HPM P, dic-2010: El FMPM aprobó la estrategia de eliminación de HCFCs. Programa reducción de 2013-2030

Medidas complementarias

MOP XIX DE P. Montreal-2007: el Comité Ejecutivo del FMPM realizó cambios sobre elegibilidad de empresas beneficiarias.

  • Seleccionar alternativas a HCFCs
  • Eliminar primero HCFCs, según circunstancias nacionales
  • Evaluar el PCG, eficiencia energética y factores que minimicen impactos globales
  • Analizar tamaño de las empresas

Instancias-2009 Protocolo de Montreal
    Reaprovisionamiento del FMPM  para atender nuevos proyectos
    Análisis de relación costo/eficacia  para la eliminación de HCFCs
    Definición del proceso de destrucción de  Sustancias Agotadoras de Ozono (SAO)

Existen alternativas para eliminar con éxito los CFCs y HCFCs.

Sustancias Agotadoras de Ozono (SAO)
APLICACIÓN SAO PAO
Espumas sintéticas rígidas y flexibles para empaques, aislantes y mobiliarios CFC-11, CFC-12 y CFC-113 HCFC-141b y HCFC-142b 0.8-1.00.06-0.1
Aerosoles, esterilizantes, solventes      y limpiadores CFC-11, CFC-12 y CFC-113 HCFC-141b, HCFC-142b TCC y TCA 0.8-1.0, 0.06-0.110.1-1.1
Refrigeración doméstica, comercial e industrial CFC-11, CFC-12, CFC-113, CFC-114 y CFC-115 HCFC-22, HCFC-123 y HCFC-124 0.6-1.00.02-0.06
Aire acondicionado doméstico, comercial, chillers y para medios de transporte CFC-11, CFC-12, CFC-114 y CFC-115, HCFC-22, HCFC-123 y HCFC-124 0.6-1.00.02-0.06
Agentes para extinción de fuego en extintores portátiles e instalaciones fijas en edificios y medios de transporte Halon 1211, 1301 y 2402, HCFC-22, HCFC-123 y HCFC-124 3.0-10.00.02-0.06
Insecticida y nematocida con efectos fungicidas, acaricidas, rodenticidas y herbicidas (semillas de germinación) Bromuro de metileno 0.6

Estas medidas han sido adoptadas por distintos países, con la finalidad de lograr los objetivos planteados.

Chatarrización

  • Reposición con equipo nuevo con refrigerante ecoamigable
  • Recolección de refrigerante SAO+GEI

Reconversión equipo

  • Sustitución de componentes
  • Recolección de refrigerante SAO+GEI
  • Empleo de refrigerantes ecoamigables

Drop-in

  • Sustitución directa de refrigerantes SAO + GEI
  • Empleo de refrigerantes ecoamigables
  • No hay cambio de componentes en equipo

Refrigerantes hidrocarburados
Los hidrocarburos han mostrado ser refrigerantes adecuados en varias aplicaciones, considerando la termodinámica y la fiabilidad. Hoy, muchas empresas trabajan en proyectos de estandarización, para permitir el uso de refrigerantes HCs de una forma segura y restringida a fabricantes de aplicaciones y sistemas.

Esta declaración pone su foco en aplicaciones de países europeos, donde los estándares uniformes se aplican de forma amplia. Pero respecto de los hidrocarburos como refrigerantes, incluso el mercado europeo está fragmentado.

Se debe subrayar el hecho de que, aunque se esté conforme con las regulaciones y estándares aplicables (como ATEX 100), no necesariamente exime de responsabilidad al fabricante del sistema. Esto es un tema especialmente importante con los refrigerantes inflamables, porque existen como alternativa otros refrigerantes no inflamables en el mercado. Éste también puede ser un factor que se debe considerar, respecto de las leyes incriminatorias, en caso de accidentes.

Los estándares de seguridad (IEC 60335-2-24 / 40 / 89 y EN 378) actualmente restringen la carga con refrigerantes HC, dependiendo de la localización del sistema, su diseño y la accesibilidad al público que, en algunos casos, podría llegar permitir hasta 4.94 kg de carga.

Precauciones para el diseño de estos sistemas:

Una atención estricta sobre el ratio de fuga, con relevantes mejoras en la instalación de sistemas y el diseño, y en las instalaciones de fabricación y ensayo.

Uso de componentes adecuados para refrigerantes inflamables, encontrando los requisitos de seguridad apropiados.

Insistir en la aprobación por parte de terceros para la fabricación, el ensayo y la carga, incluso cuando en el país no sea obligatorio.

Focalizar sobre la formación en cada fase de la fabricación y la puesta en marcha de las aplicaciones.

Dichos aspectos son un prerrequisito para considerar HC como una alternativa en la refrigeración comercial, del mismo modo en que, actualmente, coexisten en la refrigeración doméstica HC y HFC.

Razonamientos sobre soluciones definitivas en refrigerantes

  • Sustancias con PAO= 0, PCG=0
  • Refrigerantes con óptimo desempeño energético
  • Bajo costo de producción
  • Adaptación a equipos existentes
  • Instrumentación en equipos originales
  • Disposición y eliminación de refrigerantes colectados
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