¿Listos para la cuarta generación de refrigerantes?

Las manifestaciones del cambio climático ocurren cada vez con mayor frecuencia, mientras se pronostica gran crecimiento para el sector HVACR, cuyos refrigerantes de origen sintético han provocado en gran medida la aparición del fenómeno. Tras el Acuerdo de París, los HFC saldrán del mercado y las HFO quedarían como el último sobreviviente de los refrigerantes sintéticos. Falta saber si México está listo para adoptarlos

Christopher García

La historia de los refrigerantes es hoy bastante conocida. Luego de que Thomas Midgley desarrollara el primer refrigerante sintético, los clorofluorocarbonos (CFC), a principios del siglo pasado y de que los ganadores del Nobel de Química en 1995 (Molina, Rowland y Crutzen) descubrieran sus efectos dañinos sobre la capa de ozono, comenzó la era de los hidroclorofluorocarbonos (HCFC) y más tarde la de los hidrofluorocarbonos (HFC), una era que está llegando a su fin. También hoy es suficientemente sabido que el clima del planeta está cambiando y que los HFC han contribuido a que esto suceda.

Cuando hubieron de eliminarse los HCFC–causantes del agujero en la capa de ozono (aún kilométrico hoy en día) –, los HFC fueron bien recibidos. Sus características termodinámicas y químicas les permiten emplearse como reemplazo directo, además de que no descomponen la molécula del O3. Su cruz, empero, tener un potencial de efecto invernadero cientos y hasta miles de veces mayor que el dióxido de carbono (CO2), el gas de efecto invernadero (GEI) por excelencia (su potencial es de 1).

Hasta diciembre del año pasado, los HFC eran una alternativa refrigerante viable, sobre todo para las naciones en vías de desarrollo, que recién dejan atrás el uso de los HCFC. Pero llegó la COP 21 y, con ella, el Acuerdo de París, en el que las 195 naciones reunidas en la capital francesa acordaron mantener el aumento de la temperatura global del planeta por debajo de 1.5 grados centígrados. Si bien el acuerdo no aludía directamente a los HFC, se intuía que las medidas para erradicarlos no habrían de demorar.

El paso decisivo se dio el pasado 15 de octubre, cuando 200 naciones acordaron en Kigali, capital de Ruanda, la eliminación progresiva de los HFC, una enmienda al Protocolo de Montreal que, se estima, podría prevenir 0.5 grados de aumento en la temperatura global del planeta durante el próximo siglo. Esta decisión implica que los HFC pronto desaparecerán

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195 naciones reunidas en la capital francesa acordaron mantener el aumento de la temperatura global del planeta por debajo de 1.5 grados centígrados

¿Cuál será el refrigerante?
Casi la totalidad de los expertos coinciden en que el cambio climático que el planeta vive actualmente tiene origen antropogénico y que los HFC se vinculan con el fenómeno. El consenso sobre este particular se alcanzó hace ya varias décadas. Desde entonces, la industria HVACR ha buscado caminos alternos, orientados principalmente en dos direcciones: los refrigerantes naturales y el desarrollo de mejores fluidos sintéticos.

En el primer caso, el amoniaco, el CO2 y los hidrocarburos son las alternativas (en Asia también se están desarrollando tecnologías para aprovechar el aire y el agua como refrigerantes), pero su toxicidad, altas presiones de trabajo e inflamabilidad, respectivamente, mantienen a los usuarios con ciertas reservas, sobre todo porque en México se carecen de normativas aplicables a los sistemas que los utilizan, que hasta ahora eran inexistentes, y porque se requiere reemplazar el sistema entero para poder emplearlos.

En el segundo caso, las compañías de refrigerantes han desarrollado las hidrofluoro-olefinas, un compuesto químico que presenta prácticamente las mismas características de los HFC en términos termodinámicos, con la salvedad de que su potencial de calentamiento global (PCG) es menor de 4. Estos fluidos, afirma el ingeniero Gildardo Yáñez, gerente Técnico en Grupo Refrigerantes y experto en el uso y aplicación de estos fluidos, “son la cuarta generación de refrigerantes sintéticos”.

Se trata de los refrigerantes sintéticos hasta ahora desarrollados “que tienen el menor impacto en el medio ambiente (potencial de agotamiento de la capa de ozono=0), debido a su bajo potencial de calentamiento global y a su corta vida atmosférica (11 días)”, afirma el ingeniero Yáñez. Explica que su eficiencia es similar a la del refrigerante R-134a, al que reemplazan en aplicaciones de uso automotriz, con posibilidad de emplearse eventualmente en sistemas de refrigeración de gran tamaño.

A la fecha, los sistemas de aire acondicionado automotriz en Europa ya emplean el R-1234yf, mucho debido a que la Regulación F no permite que el R-134a sea utilizado en los equipos para vehículos de pasajeros. De acuerdo con dicha regulación, sólo se pueden utilizar refrigerantes cuyo PCG no sea mayor a 150.

La transición hacia estos compuestos se vincula también con que su vida atmosférica es de apenas 11 días. “Las generaciones anteriores de refrigerantes están clasificadas como contaminantes climáticos de vida corta (CCV), pero son GEI como los HFC, debido al elevado potencial de calentamiento global de muchos de ellos. Las primeras dos generaciones de refrigerantes, los CFC y los HCFC, también son CCV, pero se consideran sustancias agotadoras de la capa de ozono”.

Estos rasgos resultan de particular interés si se considera que en 2015 se registró un récord en el nivel de emisiones mundiales y en las manifestaciones del cambio climático, pues, de emplearse, las HFO ayudarían a disminuir estos niveles, “debido a que no son considerados como contaminantes climáticos de vida corta. No son sujetos de reporte del registro nacional de emisiones (RENE)”, detalla el experto.

Antes de que se diera a conocer el acuerdo de Kingali, el secretario de Medio Ambiente y Recursos Naturales, Rafael Pacchiano, señaló en la Cumbre en Austria que se tenían que implementar estrategias más agresivas para reducir la producción y el consumo de HFC. Con la ratificación de estas palabras en Ruanda, y la decisión de que los HFC pasen al ámbito de regulación del Protocolo de Montreal, podrían iniciarse proyectos para eliminar el uso de los HFC de alto potencial de calentamiento global en todos los países bajo el mandato del Protocolo. “Las medidas del Protocolo han tenido un efecto de beneficio dual, ya que no sólo han protegido a la capa de ozono (su objetivo principal), sino que han evitado entre 4 y 7 por ciento de las emisiones totales de GEI, es decir, el Protocolo de Montreal ha sido probablemente la medida más eficaz para combatir el cambio climático. Es el paso correcto que debemos seguir”, opina el ingeniero Yáñez.

Tenemos que capacitarnos
Sus ventajas, desde el punto de vista ambiental, son innegables, convirtiéndolos en una alternativa de largo plazo para combatir los problemas climáticos. Pero el gerente Técnico de Grupo Refrigerantes advierte que deben tomarse precauciones en términos de seguridad, ya que se trata de compuestos ligeramente inflamables. La generalización de su uso es inminente y, como primer paso, debe garantizarse la protección de trabajadores y usuarios.

“El Estándar 34 de ASHRAE les asigna el nivel de seguridad A2L. Las generaciones anteriores fueron A1, que no son inflamables”. Por ello, las HFO no son refrigerantes de sustitución directa y “los equipos que van usar estos refrigerantes deben de tener medidas de seguridad. Ejemplo de estas medidas se verán en el sistema eléctrico, que va a usar componentes a prueba de chispas”, afirma.

De hecho, el ingeniero Yáñez señala que será necesario desarrollar una NOM que vigile que el refrigerante y los que vayan siendo desarrollados sean bien aplicados, para evitar actualizaciones de equipos que no están aprobados para usar los refrigerantes A2L.

Si bien la industria nacional ya ha comenzado con el proceso de transición, a juicio del ingeniero Yáñez, “no está lista en estos momentos. Tenemos que hacer una normativa que permita utilizar los nuevos refrigerantes A2L, tenemos que capacitar a nuestros técnicos y a nuestros ingenieros en estas nuevas tecnologías para poder aplicarlas, antes de que se comience a generalizar su uso. Nos falta tener un mayor entendimiento de estos nuevos refrigerantes. Es un hecho que los HFC de elevado PCG van a iniciar el proceso de eliminación. Es mejor estar preparados, que aprender a usar la nueva tecnología con el conocimiento que tenemos de la actual, asumiendo que se va a comportar igual”.

La probabilidad de que las HFO se utilicen no sólo en sistemas automotrices hace exigible que todos los involucrados en la industria se preparen. “La refrigeración doméstica, la refrigeración comercial autocontenida y, quizás, aplicaciones grandes, como las que utiliza un supermercado”, en un futuro podrían usar estos refrigerantes, señala el ingeniero Yáñez. “Sin embargo, para poder llegar ahí, los compresores se deben de modificar para poder obtener un mejor rendimiento. Esto significa que vamos a tener una nueva generación de compresores reciprocantes, scroll, tornillo y centrífugos optimizados para utilizar refrigerantes HFO”. Pero insiste: “Para que esto sea posible, se tienen que diseñar sistemas y equipos que cumplan con las medidas de seguridad”.

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