Hidrocarburos como refrigerantes

El uso de los HFC como refrigerantes está llegando a su fin, por lo que varias compañías internacionales se encuentran en procesos avanzados para migrar su flota de equipos a nuevos refrigerantes ecológicos. Entre ellos, una alternativa son los hidrocarburos, principalmente el propano debido a los beneficios que ofrece.

Karemm Danel / Manuel Merelles, fotografía.

Los refrigerantes son sustancias que absorben el calor y mantienen los ambientes fríos, por lo que son aptos en refrigeración y aire acondicionado; asimismo, son utilizados en extinguidores, petroquímica, solventes, espumas, aerosoles, entre otros. Por desgracia, causan efectos nocivos que contribuyen al cambio climático con un potencial 3 mil 200 veces mayor que el CO₂, además de poner en peligro la supervivencia.

Un primer paso para combatir combatir el problema se dio en la década de 1990, cuando se sustituyeron los clorofluorocarbonos (CFC) y los hidroclorofluorocarbonos (HCFC) por hidrofluorocarbonos (HFC). En el Protocolo de Montreal se incluyó a los fluorocarbonos como sustancias controladas con el objetivo de detener su fabricación para 2020 y alcanzar su desaparición en 2030, según el Protocolo de Kioto, donde ya se les incluye en el grupo de los gases de efecto invernadero.

Tan solo en 2002, según datos de Greenpeace México, los HFC liberados a la atmósfera alcanzaron los 4.4 millones de toneladas de CO₂ equivalente; es decir, casi 1 por ciento de los gases de efecto invernadero emitidos a nivel nacional.

Durante 1992, dicha organización desarrolló un prototipo basado en la tecnología de refrigeración doméstica con hidrocarburos (HC), tanto como agente soplante para la espuma de poliuretano, como para el circuito de refrigeración. Dicha innovación ofrece diversas ventajas comerciales, tecnológicas y ambientales en comparación con los equipos que utilizan HFC, como el R-134a.

Datos correspondientes a depósitos de gases de efecto invernadero expresados en términos de CO2

El ingeniero Jorge Sierra, director de Investigación y Desarrollo en Refrigeración Ojeda, explica que las ventajas en el uso de los hidrocarburos como refrigerantes radican en aspectos sumamente relevantes a nivel de desempeño: “El R-290 (propano) tiene una y media veces más capacidad de enfriamiento que el R-134a. Por su parte, el R-134a, de la familia de los HFC, será eliminado en poco tiempo por su contribución en el calentamiento global. En el caso del propano, su efecto es despreciable y por sus características se logran mejores eficiencias en los sistemas”.

“Si consideramos uno de los congeladores que fabricamos tradicionalmente para analizar el impacto ambiental, con el R-134a tenemos un consumo aproximado de 12 W-h por litro en 24 horas. El mismo congelador, modificado para operar con R-290, presenta un consumo diario de solamente 9 Wh por litro, lo que significa un ahorro de energía de 25 por ciento, en comparación con el R-134a”, declara Jorge Sierra.

“Con base en esto, se comprueba que se logran mejores eficiencias con el hidrocarburo, pues se requiere aproximadamente la mitad de refrigerante para obtener la misma capacidad. Con esta característica, es posible emplear compresores con un menor desplazamiento, los cuales han resultado muy eficientes”, puntualiza.

Depósitos
Gran parte de las emisiones de CFC y HCFC tienen su origen en los depósitos. Éstos se refieren a la cantidad total de sustancias contenidas en los equipos, a las reservas de productos químicos, las espumas y otros productos que no se han liberado a la atmósfera.

Cifras del informe especial de IPCC y GETE La protección de la capa de ozono y el sistema climático mundial: Cuestiones relativas a los hidrofluorocarbonos y a los perfluorocarbonos señalan que las emisiones mundiales de HFC-134a son menores respecto de la producción, lo que indica que el depósito de dichas sustancias está creciendo.

“En el corto plazo, los hidrocarburos serán ampliamente adoptados como una de las soluciones ecológicas disponibles en la industria de la refrigeración” Jorge Sierra

Aplicación y Manejo de los HC
“Los hidrocarburos se pueden aplicar en todos los equipos de refrigeración comercial, con los cuidados apropiados a sus características. Como sabemos, el R-290 es inflamable y requiere un trato cuidadoso. Actualmente, hay limitación para que los equipos contengan una carga máxima de refrigerante hidrocarburo de 150 gramos por sistema para evitar concentraciones del refrigerante en espacios reducidos en caso de una fuga en el sistema. Esta situación se resuelve mediante un adecuado diseño del equipo y del funcionamiento del sistema de refrigeración”, señala el ingeniero Sierra.

Igualmente, su manejo requiere seguir indicaciones específicas en busca siempre de la seguridad de los operarios y de los técnicos de servicio. En el área de trabajo donde se esté haciendo una operación de servicio o de carga del refrigerante, no debe haber flama, ni haciendo una operación de servicio o de carga del refrigerante, no debe haber flama, ni interruptores o aparatos que produzcan chispas, en un radio de 3 metros; se debe evitar la electricidad estática, es decir, el uso de cierto tipo de ropa, así como procurar que haya una buena ventilación.

Por supuesto, no se puede fumar y gente ajena al área de trabajo no debe estar presente, debido a que no conoce las medidas de seguridad.

En cuanto a la construcción, “el equipo se fabrica prácticamente igual que en la forma tradicional, aunque, obviamente, se debe tener mucho mayor atención para garantizar que no haya fugas en el sistema de refrigeración y también se deben evitar los elementos que produzcan chispas. Pero el diseño del sistema de refrigeración es prácticamente el mismo”, señala el experto.

Un detalle que merece resaltarse tiene que ver con la falta de conocimiento y capacitación. En este tenor, el ingeniero Jorge Sierra indica que “resulta muy importante la capacitación para todos los técnicos de servicio, pero es un aspecto que desgraciadamente en México aún no se ha propagado. Será imprescindible capacitar respecto del manejo de los hidrocarburos para estar preparados anticipadamente al cambio de refrigerantes que se tendrá en el corto plazo. Al día de hoy, únicamente dos compañías están utilizando hidrocarburos: nosotros, desde 2006, y un competidor que recientemente empezó con esto, aunque han sido exclusivos para grandes corporativos, donde el servicio es muy cuidadoso y sus técnicos han sido capacitados previamente”.

Otro aspecto por considerar es el de los costos de fabricación, los cuales resultan un poco más elevados debido a que es necesario usar componentes que no generen chispa, como son los compresores, los controles de temperatura, los motores, los interruptores, entre otros elementos. “El costo adicional se recupera a través del ahorro de energía que se logra. El tiempo de recuperación, entonces, dependerá de la aplicación que tenga cada equipo en el comercio, aunque es muy factible que en un año se recuperen los costos adicionales de utilizar equipos con motores electrónicos o con sofisticaciones para beneficiar el funcionamiento y el ahorro de energía, y que a la larga significarán menos gastos para el dueño de la empresa, el cual es el que paga la energía”, comenta Jorge Sierra.

“Finalmente, en el corto plazo, posiblemente en tres o cuatro años, los hidrocarburos serán ampliamente adoptados como una de las soluciones ecológicas disponibles, ya que las compañías internacionales están buscando equipos amigables con el medioambiente para eliminar el uso de los HFC”.

“Nosotros iniciamos hace años con un lote de piloto de prueba y actualmente tenemos una producción masiva con R-290. Al día de hoy existen más de 110 mil equipos instalados en el campo con propano, y afortunadamente todo ha sido un gran éxito desde un principio, sin presentar algún percance”, declara Jorge Sierra.

La realidad que se enmarca en el uso de los hidrocarburos con ampitud dentro de la industria de la refrigeración, una alternativa viable para el remplazo de los HFC, augura avances considerables en el combate a las afectaciones ambientales que se viven en el mundo. Acaso asistimos a un camino innovador y practicable en la ruta sostenible.
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