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Tendencias refrigerantes

En el mundo, los avances sobre el reemplazo de los HCFC y HFC presentan logros dispares, debido a las distinciones establecidas por el Protocolo de Montreal. En los países desarrollados, que en general aventajan a las naciones en desarrollo en este tema, en los últimos años se ha registrado una tendencia poderosa hacia la adopción de los refrigerantes naturales, debido a sus diversas ventajas ambientales respecto de otras alternativas.

“La gente con frecuencia nos pregunta: ‘¿cuál es la respuesta? ¿Cuál es el refrigerante que resolverá todos nuestros problemas?’ La respuesta es que no lo hay. El objetivo no es encontrar un ganador o el refrigerante correcto. Debe haber opciones. Eso es lo que se debe entender”: Warren Lupson.

Antonio Nieto / Bruno Martínez, fotografías

Los llamados refrigerantes naturales, sustancias presentes en el ambiente con propiedades sobresalientes de transferencia térmica, pasan por una época de auge, sobre todo en el viejo continente. Naciones como Alemania, Suecia y Reino Unido registran un considerable número de tiendas de retail que ya operan sus equipos con estas sustancias.

Sus principales ventajas se relacionan con su nulo potencial de calentamiento global (GWP, por sus siglas en inglés) y un nivel significativamente bajo de agotamiento de la capa de ozono, aspectos que los vuelven una alternativa sumamente viable para enfrentar los retos ambientales.

Como contraparte, se les imputa la necesidad de contar con protocolos de seguridad muy estrictos para su manejo y para el diseño de los sistemas que operaran con ellos, además de un importante rango de toxicidad.

La disyuntiva entre adoptarlos o no se debate en estos términos. Lo cierto es que las emisiones contaminantes que afectan el clima y dañan la atmósfera siguen creciendo, a pesar de los esfuerzos mundiales por abatirlas. En entrevista, el doctor Roberto de Aguiar Peixoto, profesor de Ingeniería Mecánica en el Instituto Mauá de Tecnología, con sede en São Paulo, Brasil, y copresidente del Comité Técnico de Opciones Tecnológicas para Refrigeración y Aire Acondicionado, ofrece algunos detalles sobre el panorama mundial respecto del tema de los refrigerantes y los caminos que se están delineando.

A0MH0076836Mundo HVAC&R (MH): ¿Cuál es el tema actual en relación con los refrigerantes?
Roberto de Aguiar Peixoto (RAP): En las determinaciones del Protocolo de Montreal se establece la eliminación del refrigerante HCFC-22, pero esta eliminación, hasta hace cierto tiempo, se pensaba hacer mediante su reemplazo por hidrofluorocarbonos (HFC), los cuales, por su parte, tienen un alto GWP. La discusión, entonces, es ¿cómo hacer para que el reemplazo no signifique la destrucción de la capa de ozono e implique problemas con el cambio climático?

Hay un gran desarrollo en la industria química y en la industria de la refrigeración y el aire acondicionado para desarrollar alternativas que sean buenas para ambos temas: para la capa de ozono y para el clima.

MH: ¿Qué caminos se tienen?
RAP: Un camino que cada vez está más consolidado en las aplicaciones es el uso de los refrigerantes naturales. Hay diversas aplicaciones donde se pueden utilizar hidrocarburos, CO2, amoniaco, y que hoy pueden ser una alternativa interesante para reemplazar al R-22. Con estos refrigerantes no se presentan problemas con la capa de ozono, su GWP es muy bajo, pero se tienen que tomar en cuenta ciertas precauciones en relación con el manejo, debido a la inflamabilidad y la toxicidad de algunas de estas sustancias, principalmente los hidrocarburos y el amoniaco.

El CO2 es una alternativa interesante, sobre todo para supermercados. Hay algunas otras aplicaciones, como equipamientos compactos, aire acondicionado, chillers, pero para supermercados el CO2 representa una alternativa muy interesante. El asunto con quienes defienden los fluidos naturales es que aseguran que son muy importantes en algunas aplicaciones, pero la situación no es muy tranquila, porque si la consideración se basa solamente en su GWP, los refrigerantes naturales tienen una gran ventaja, en comparación con los fluidos sintéticos, pues éstos, como los HFC-134a y HFC-404a, tienen un GWP muy alto. Pero la industria química ha desarrollado moléculas nuevas, nuevas sustancias sintéticas que presentan un GWP muy bajo, igual al de los fluidos naturales. En otras palabras, si estas sustancias no tienen ningún problema adicional, la competencia va a ser en términos de la eficiencia energética que los sistemas presenten con uno u otro fluido, los costos, los cuidados en el manejo, las cuestiones tecnológicas de conversión, la compatibilidad con otros materiales. La competencia, entonces, no es sólo en la característica GWP, sino en una forma más sistémica, holística.

MH: ¿En el mundo, cuál es la participación de la industria HVACR en el calentamiento global y la destrucción de la capa de ozono?
RAP: Si consideramos únicamente los HFC, que son sustancias ampliamente utilizadas en esta industria, pero también en aerosoles y espumas, son responsables, en el mundo, del 2 por ciento de las emisiones globales totales, en términos de CO2 equivalente. Pero, como el uso de estas sustancias está creciendo, existen estudios que explican que su participación en las emisiones totales de CO2 equivalente se incrementará hasta 15 por ciento. Es una cifra bastante significativa, porque se controla CO2, metano, óxido nitroso y se deja libre el uso de los HFC. De esto se desprende la preocupación por eliminar o reducir el uso de los HFC con alto GWP. Hay discusiones políticas, hay propuestas de algunos países para que el Protocolo de Montreal incluya los HFC entre las sustancias controladas.

MH: ¿En América Latina existe algún retraso en el cumplimiento de los estatutos del Protocolo de Montreal?
RAP: No, estamos cumpliendo con todas las determinaciones. El gran desafío ahora es el R-22, pero la mayoría de los países, hasta ahora, están cumpliendo con las determinaciones. La eliminación del R-22 tiene diferentes plazos intermedios de disminución de consumo; lógicamente, esto puede presentar problemas en algún momento. También se pueden presentar problemas para el reemplazo de equipos existentes, pues se tendrá una cierta cantidad de equipos instalados que seguirá utilizando R-22. Entonces, en el momento en el que toda la industria se transforme, tendremos que conservar cierta cantidad para servicio, y eso puede presentar problemas.

MH: Se ha dicho que la capa de ozono se está recuperando. ¿Cuál es su opinión sobre este fenómeno?
RAP: Es una previsión de los científicos que trabajan en el área de ciencias atmosféricas que, con todas las medidas implementadas por el Protocolo de Montreal, la capa de ozono hasta 2050 tendrá la capacidad de regenerarse y contar con la dotación original que tenía antes del agotamiento. Pero esto dependerá mucho de que el Protocolo de Montreal siga siendo implementado como hasta ahora.

MH: ¿En quién recae la responsabilidad de este tema?
RAP: Es una responsabilidad conjunta. Los países que son signatarios del Protocolo de Montreal tienen que cumplir con las determinaciones, con la reducción del consumo. Existen restricciones de importación, la mayoría no fabrica el R-22, hay pocos países: China, México, EUA y algunos países europeos; la mayoría importa. Entonces, ellos tienen que reducir el consumo. Esto significa que las industrias de los países importadores tienen también su responsabilidad. En un primer análisis, la responsabilidad es de gobierno, el cual tiene que implementar políticas de regulación para que el país atienda a las determinaciones del Protocolo.

MH: Hace un momento decía que de no detener las emisiones, se alcanzaría una participación de 15 por ciento por parte de los HFC. ¿Qué país es el que más participa en esta contribución?
RAP: Son los países industrializados, pues tienen un uso más intenso de los HFC, debido a que fueron los primeros en eliminar los CFC, comenzaron a utilizar los HCFC y luego los reemplazaron por HFC. En nuestro caso, utilizamos todavía los HCFC y estamos por seguir con el esquema de reemplazo hacia los HFC.

Los sistemas pueden ser más herméticos, pero contienen una gran cantidad de estas sustancias que, al final de la vida útil de los equipos, no está siendo destruida, recuperada o regenerada, por lo que se transforma en emisiones.

MH: ¿La emisión de este tipo de sustancias en qué momento sucede?
RAP: Hay diferentes momentos. En la fabricación de las sustancias se presentan algunas fugas, pero son mínimas. En el transporte también, porque se tiene que transferir la sustancia desde grandes cilindros hacia recipientes más pequeños. Durante la carga en los equipos, hay también una pérdida; ésta puede ser en el campo o en la fábrica, debido a que en los equipos de refrigeración doméstica la carga es en la fábrica, pero en un sistema de supermercado, una panadería o una carnicería, la carga de la condensadora se lleva a cabo en campo, que es más complicado e implica una pérdida mayor. Durante la operación, hay muchos sistemas que tienen muchas fugas. Pero el momento más crítico es al final de la vida útil de los equipos, pues se tiran a la basura, sin que se lleve a cabo la recuperación del refrigerante, por lo que se fuga todo el que esté contenido en el sistema.

A0MH0076835MH: ¿Parece más un tema de educación; es decir, capacitar a las personas que llevan a cabo estas labores?
RAP: Todas las unidades que llamamos unidades de ozono o los ministerios de medioambiente que cuidan de este tema en todos los países están muy enfocadas en el desarrollo de programas de entrenamiento y capacitación. Esto pasa en todos los países en desarrollo: Colombia, Brasil, México.

MH: ¿Observa algún país que haya trabajado bastante en este tema?
RAP: Hay países industrializados que tienen legislaciones, que tienen control y procesos de educación muy bien diseñados. Los países europeos, en general, Japón también tiene un sistema muy bien organizado para disminuir las emisiones y para recuperar refrigerantes; los países nórdicos también tienen un sistema muy bien organizado.

MH: ¿Existen los refrigerantes ecológicos?
RAP: Bueno, se podría decir que los refrigerantes naturales son lo más cercano a un refrigerante ecológico, porque presentan problemas para la capa de ozono ni con el efecto invernadero. Esta familia nueva de refrigerantes sintéticos, los llamados HFC de bajo GWP, sobre el punto del calentamiento global y la protección a la capa de ozono, podrían llamarse refrigerantes ecológicos.

Pero tenemos que hacer un enfoque más holístico. Si un refrigerante para ser fabricado y transportado acaba teniendo impacto, no es tan ecológico; es decir, si consumo mucha energía para fabricarlo y genero muchas emisiones, no es ecológico. Es necesario hacer un análisis de ciclo de vida.

MH: ¿Existen nuevas líneas de investigación para el desarrollo de nuevos refrigerantes?
RAP: Sí; de hecho, hay muchos nuevos refrigerantes que están siendo desarrollados en esta familia de los HFC de bajo GWP; hemos visto que esto será una tendencia. La responsabilidad no es únicamente de los fabricantes de refrigerantes; en donde tenemos que avanzar es en los equipos, en el control, en la hermeticidad, las tecnologías. Esto es lo que va a pasar en los próximos años.
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