Retrofit, beneficios y caso de éxito

Enfriar es una necesidad que el ser humano tiene tanto en la vida diaria como en los procesos industriales que lleva a cabo, por tal razón la eliminación de gases, como el R-22, trajo algunas dificultades para la industria, las cuales pueden ser sorteadas con la aplicación de métodos, como el que se propone a continuación

Maxime Girot

A lo largo de la historia contemporánea se ha descubierto una serie de componentes que facilitan las actividades de refrigeración dentro de las industrias farmacéuticas y agroalimentarias, principalmente. Estas investigaciones han surgido por la creciente y nunca limitada necesidad de refrigerar, enfriar o congelar, a menores temperaturas, mayores cantidades de producto y en tiempos cada vez más reducidos para poder solventar las ofertas en el mercado y así competir con mejores y nuevas tecnologías.

Cuando se habla de avances dentro del sector industrial, un eje muy importante es el comportamiento de las tecnologías y componentes dentro del medioambiente: si son dañinos, qué tipo de daños ejercen, la proyección en el tiempo de estos daños y qué se puede hacer para evitar o, por lo menos, aliviar los daños hechos.

Dentro de la refrigeración industrial el problema aparece cuando los componentes químicos comienzan a incidir negativamente en el medioambiente, y dejan de ser un avance industrial para convertirse en una amenaza para el ecosistema, siendo el debilitamiento de la capa de ozono el principal perjuicio. Este es el caso del refrigerante R-22.

Historia de una tecnología

A finales del siglo pasado ocurrió una evolución a nivel mundial y se dio un salto tecnológico, por lo que el uso de los refrigerantes clorofluorocarbonados (CFC) dejó de ser la tendencia. Esto sucedió después de demostrarse el daño directo que estaban ocasionando a la capa de ozono mediante su continuo uso en las diferentes industrias. Debido a esto, se originó un plan de sustitución de refrigerantes para evitar el uso de los CFC y pasar gradualmente a las nuevas opciones que no perjudicaban la capa de ozono. Al principio fue muy práctico, porque los profesionales podían sustituir únicamente 50 % del gas CFC con una de las nuevas opciones; sin embargo, uno de los grandes retos fue la variedad de componentes para intercambiar, es decir, por cada tipo de refrigerante CFC existía una nueva opción, que a su vez, no era intercambiable con otro tipo de CFC. Esto hizo que los costos aumentaran y que los equipos fueran cambiados por la complicación al solicitar mantenimientos y estar dependiendo de proveedores que no podían surtir la gran variedad de componentes.

Pasando este período, los refrigerantes evolucionaron a los hidroclorofluorocarbonados (HCFC), que pretendían generar un menor impacto al medioambiente, a la vez que brindaban mejor servicio a la industria de refrigeración.

El gas R-22 (conocido en la industria química como clorodifluorometano) es uno de estos refrigerantes que, aunque alguna vez fue novedoso y positivo, hoy en día está quedándose atrás. Éste es incoloro y tiene uno de los puntos de fusión más bajo, en estado gaseoso su densidad es tres veces la del aire, y en estado líquido es 1.2 veces más denso que el agua, éstas son algunas de las características que hicieron que su uso entrara rápidamente al sector de equipos de refrigeración.

Fue tal su éxito, que llegó a ser uno de los gases de refrigeración más usado dentro de la división de tratamiento de aire y refrigeración para todo tipo de industrias e instalaciones comerciales, educativas, e incluso domésticas; sin embargo, a pesar de ser uno de los compuestos preferidos para refrigeración y aires acondicionados, con el tiempo llegó a detectarse el daño que ocasionaba en la capa de ozono.

De manera más específica, los gases HCFC y HFC (hidroclorofluorocarbonados e hidrofluorocarbonados) son considerados actores directos del creciente calentamiento global, siendo algunos de los gases que tienen un mayor efecto invernadero.

La Unión Europea (UE) comenzó a presionar al sector de la refrigeración industrial para limitar el uso de los HCFC, específicamente del gas R-22, por el creciente impacto al medioambiente por ser fuertes potenciadores del efecto invernadero. Para lograr este cometido se buscó interceder a nivel mundial dentro del Protocolo de Montreal: uno de los protocolos de la Convención de Viena para proteger la capa de ozono, que ha estado monitoreando el agotamiento de ésta, y que busca nuevas estrategias para reducir la producción y consumo de ciertas sustancias que han sido responsables de estos daños irremediables.

La primera vez que se negoció este documento fue en 1987 y, desde entonces, ha tenido una serie de revisiones y adiciones que pretenden encontrar nuevos caminos para evitar el creciente daño a través de objetivos propuestos para que sean cumplidos por todos los países miembros.

Ha sido tal el éxito del Protocolo de Montreal, que se estima una recuperación tangible y notoria en la capa de ozono para 2050, esto por el grado de compromiso y cooperación internacional entre todos los participantes.

Es bajo este marco que se instauró un plan para la eliminación del R-22 de manera paulatina hasta llegar a retirarlo totalmente del mercado. Para la primera etapa se acordó dejar de producir los HCFC para 2013, incluyendo esto dejar de importar, vender o usar R-22 virgen y así comenzar el proceso de reducción de gases en el mercado; para 2015 sólo se permitió usarlo de forma reciclada o regenerada. De esta manera los productores dejarían de generar dichos gases, lo que reduciría notablemente la disponibilidad de los mismos en el mercado, logrando que las cantidades existentes se fueran agotando con el paso de los meses.

El objetivo final es la erradicación total de los gases HCFC para 2030, objetivo transcendental que está lográndose poco a poco, gracias a las estrategias planteadas desde un inicio en dicho Protocolo. Y es que las industrias tienen la oportunidad de ir cambiando paulatinamente los gases que utilizan sus equipos de refrigeración y, a su vez, los nuevos proyectos industriales tendrán que llevarse a cabo considerando previamente las medidas instauradas para la eliminación de dichos gases, obligando a considerar nuevas alternativas alejadas de los HCFC. Además, el Protocolo invita a las empresas a tomar decisiones para el futuro. Esto con el soporte de la información actual, las proyecciones al sector económico y ambiental y permitiendo que dichas decisiones tengan el fundamento de las investigaciones y recomendaciones que han sido motivadas por el grupo de países involucrados.

Industria de la refrigeración, en evolución constante

Toda esta cronología de hechos incidió dentro de la industria del tratamiento de aire y refrigeración industrial, por tratarse de los gases básicos para el funcionamiento de equipos y tecnología, sobre todo en el caso del gas R-22 por ser uno de los más utilizados y recomendados en los años anteriores. Incluso la UE, de manera específica, sentó sus propios límites dentro de los planes de eliminación de HCFC, estableciendo 2015 como la fecha máxima para la eliminación total del gas refrigerante R-22.

Una de las primeras, y obvias consecuencias, fue el desabasto de gas R-22: para 2014 ya era notoria su escasez por haber detenido su producción en 2013. Eso complicó el funcionamiento de los equipos ya que había dos opciones: reciclar el propio R-22 o sustituirlo con otro refrigerante autorizado; esta segunda opción ya exigía asesorarse con un especialista para hacer la transferencia de componentes de manera segura.

La asesoría de los especialistas en los sistemas de refrigeración comenzó a ser una necesidad imperante porque, hasta el día de hoy, hay varias opciones para intercambiar gases refrigerantes HCFC por no dañinos : la diferencia radica en que algunos pueden disminuir considerablemente el rendimiento de los equipos originando pérdidas importantes en producción; sin embargo, hay gases refrigerantes autorizados y recomendados que tienen una alta eficiencia energética gracias a su uso, y que esto puede significar importantes ahorros de forma económica y, sobre todo, no resultar afectados por querer evitar el daño a la capa de ozono.

Los gases refrigerantes aprobados y recomendados para sustituir el R-22 comparten una serie de características que los convierten en la mejor opción y más actualizada para aminorar el daño al medioambiente, esto mientras se encuentran nuevas alternativas menos perjudiciales.

Dentro de las características más importantes de estos nuevos gases refrigerantes se encuentra la estabilidad de los mismos en condiciones normales de presión y temperatura. Hasta ahora son los que tienen el menor efecto invernadero, tienen una notoria eficiencia energética respecto a sus predecesores y no son inflamables ni tóxicos; todo esto dando como resultado nulos daños a la capa de ozono. Los gases refrigerantes promovidos para sustituir los HCFC con el R410A, el R407C y el R134a, entre otros.

A lo largo de la historia, distintas empresas se han enfrentado a los reglamentos y medidas cambiantes, en función de los gases refrigerantes permitidos para uso en equipos de refrigeración industrial y tratamiento de aire, y muchas de ellas se han hecho expertas en el tema pues han acompañado a sus clientes en la actualización de sus plantas, ya sea recomendando o llevando a cabo un proyecto de manera integral.

El acompañamiento y asesoramiento en el retrofit es una de las características que pocas empresas han podido generar de forma exitosa, y es una práctica que se da desde el cambio paulatino de gases refrigerantes hasta la remodelación total de instalaciones para optimizar, en la medida de lo posible, el rendimiento energético de las instalaciones de refrigeración industrial y tratamiento de aire, siempre respetando las reglamentaciones y recomendaciones internacionales, como es el caso de la prohibición de los gases HCFC.

Cada empresa tiene una situación y contexto específico respecto al tipo de equipamiento con el que cuenta, o las necesidades del mismo. Es por ello que es necesario tomar de manera independiente cada caso para estudiarlo y detectar qué es lo que se tiene disponible al momento de comenzar.

Dentro de las principales consideraciones a tomar en cuenta está la obsolescencia de los equipos, las necesidades específicas en el momento y, en un futuro no muy lejano, en cuanto a temas de producción, así como el impacto que puede darse con el cierre para hacer los movimientos necesarios, el impacto ambiental que se genera y, sobre todo, el costo económico del proyecto.

Aunado a las diferentes soluciones brindadas, lo que los hace especiales y competitivos a este tipo de empresas es contar con personal altamente calificado y una gran variedad de servicios que permitan dar atención integral a cualquier tipo de caso, siendo esto muy importante cuando se trata de situaciones particulares, como el retrofit en equipos existentes.

Uno de los casos de éxito que se pueden dar a conocer sucedió en una embotelladora dentro de Francia. Donde el cliente deseaba reemplazar sus instalaciones productoras de agua fría existentes, en aquel momento éstas funcionaban con gas refrigerante R-22.

Caso muestra

Dentro de las exigencias y prioridades del cliente se pueden mencionar:

• La nueva instalación debería funcionar con un “fluido limpio”, que no impactara negativamente al medioambiente, teniendo como opciones el NH₃ o CO₂
• La instalación debía hacerse directamente en el exterior, ya que la embotelladora no contaba con espacio disponible en sala de máquinas
• Por último, el cliente deseaba poder medir y controlar los consumos energéticos de las nuevas instalaciones para tener un registro concreto a partir del uso del nuevo gas refrigerante

Tomando en cuenta las especificaciones de la embotelladora, se elaboró un proyecto diseñado únicamente para dicho cliente, que solucionaba la necesidad de actualización del gas R-22 y, a la vez, consideraba las limitaciones particulares del caso.

Como resultado se diseñó, fabricó e instaló:

• Tres equipos que funcionan con una carga baja de NH₃ (alrededor de 25 kilogramos por máquina). Cabe decir que los equipos se diseñaron desde un inicio para ser eficientes en el exterior y así atender las limitaciones de espacio de la empresa
• La instalación quedó equipada con un sistema de detección de fugas de NH₃ y una ventilación de seguridad
• Para satisfacer las necesidades de monitoreo energético, se propuso un analizador de energía Opti+, asociado a una prestación de monitoreo y análisis de datos integrado al contrato de mantenimiento

En cuanto a las características, se puede resaltar que la producción de la embotelladora requería una refrigeración industrial de 900 kilowatts, y se logró con una carga total de alrededor de 75 kilogramos de NH3.

Otro punto a destacar es el enfoque innovador que combina la acumulación de energía con la lógica energética, ya que siempre se procura optimizar las potencias instaladas con lógica de eficiencia, es decir, conseguir el más bajo delta entre la fuente de energía y el almacenamiento devuelto, algo que es sumamente importante cuando hablamos de retrofit con gases que podrían disminuir la eficiencia energética de un equipo si no se analiza adecuadamente.

Hablando de manera más específica, el equipo que se instaló es un equipo sumamente respetuoso con el medioambiente por el tipo de gases refrigerantes que utiliza, a la vez que es versátil por su construcción compacta, que puede adecuarse a cualquier tipo de instalación: interior o exterior.

Aunado a esto, un proyecto de retrofit puede complementarse con nuevos controles de eficiencia energética con implementos como el Opti+: un supervisor energético que se apoya en el análisis y toma de decisiones a partir del levantamiento de información/trazabilidad de un equipo. Un supervisor como éste puede monitorear la potencia frigorífica, potencia eléctrica consumida, cálculo de coeficiente de eficiencia (COP), realización de huella de carbono y estar siempre ligado a un contrato de mantenimiento por parte de la empresa proveedora, en este caso, fue la compañía Clauger.

Justamente, ahora que se está a medio camino en la eliminación total de los hidroclorofluorocarbonados, y particularmente del gas refrigerante R-22 para 2030, hay que tener por seguro que la mejor decisión para estar actualizado con las normativas y reglamentos internacionales es buscar la asesoría de un experto que esté posicionado internacionalmente para cubrir las necesidades específicas de la empresa.

No solamente para estar apegado a las nuevas normas, sino para intentar siempre estar un paso adelante en cuanto a eficiencia energética y monitoreo del funcionamiento, para procurar tener los equipos en óptimo estado y así ser parte fundamental para lograr aminorar o, incluso, detener el daño de la capa de ozono.

[author ]Maxime Girot
Es director de Clauger de México, empresa experta en refrigeración industrial y tratamiento de aire de proceso, con 44 años de experiencia a nivel mundial y 21 años de presencia en México.[/author]