Autor: Yeferson Bonilla Hernández
A medida que avanza la implementación del Protocolo de Montreal a nivel mundial, se ha constituido parcialmente el uso de los refrigerantes clorados (CFC y HCFC) por otros refrigerantes que no afectan la capa de ozono, principalmente los Hidroflurocarbonos (HFC), puros o mezclas.
Sin embargo, el refrigerante perfecto no existe, la mayoría de los refrigerantes HFC son sustancias con un alto Potencial de Calentamiento Global (PCG) y varios de los refrigerantes de bajo PCG disponibles son inflamables.
De acuerdo a la Coalición del Clima y el Aire Limpio (CCAC), aunque los HFC representan actualmente una pequeña fracción del total de los gases de efecto invernadero, su efecto sobre el calentamiento global es muy fuerte y, si no se toman medidas adecuadas, se estima que los HFC representarán entre el 9 y el 19% del total de emisiones de CO2 en el 2050.
La selección de un refrigerante alternativo con menor impacto ambiental directo (debido a la composición química) e indirecto (debido al uso de energía y materiales), debe considerar la evaluación de las diferentes variables relacionadas con el potencial de calentamiento global y la eficiencia energética de sus aplicaciones, así como los aspectos de estabilidad química, seguridad y salud ocupacional, disponibilidad en el mercado, costos, posibilidad de ser reciclado y reutilizado y los requerimientos de capacitación del factor humano.
Una alternativa sostenible es el uso de los denominados refrigerantes naturales, como el dióxido de carbono (CO2), el amoniaco (NH3) y los refrigerantes a base de Hidrocarburos (HC), con lo que se evitaría la emisión de gases fluorados que contribuyen al calentamiento global.
Los refrigerantes naturales han sido usados desde mediados del siglo XIX, por lo que se pueden considerar como tecnologías probadas y disponibles; sin embargo, a pesar de su buen rendimiento termodinámico y su bajo impacto ambiental, su uso se ha restringido en muchos casos, principalmente debido a preocupaciones de los fabricantes y usuarios en relación con los aspectos de seguridad en su uso (inflamabilidad y toxicidad).
El CO2 (R744), fue ampliamente usado a mediados de 1800, pero se descontinuó su uso con la aparición de los CFC y HCFC. Actualmente, el CO2 es usado principalmente en aplicaciones de refrigeración comercial, como los sistemas centralizados de refrigeración de los supermercados.
Debido a sus características, los sistemas que usan CO2 deben ser diseñados especialmente para soportar altas presiones, adicionalmente, debido a su baja temperatura critica, algunos expertos no recomiendan su uso para ambientes con temperaturas superiores a los 25°C, aunque los sistemas con CO2 son muy eficientes en clima frío.
El amoniaco (R-717) es utilizado ampliamente en refrigeración de procesos industriales, principalmente en la industria de alimentos y bebidas, así como en el almacenamiento y logística de distribución de productos congelados.
Recientemente, el amoniaco está siendo usado en refrigeración comercial y enfriadores (chillers), debido a sus propiedades termodinámicas, que permiten contar con sistemas de refrigeración altamente eficientes.
El amoniaco es un compuesto tóxico y ligeramente inflamable, por lo que es necesario contar con personal calificado para su manejo; sin embargo, cuando es usado correctamente se tiene un refrigerante seguro, de bajo impacto ambiental y muy eficiente.
Los hidrocarburos más usados como refrigerantes son el Isobutano (R-600a), Propano (R-290), el Propileno (R-1270) y mezclas de estos hidrocarburos. Actualmente más de un tercio de los nuevos refrigeradores domésticos en mercado mundial usan Isobutano (R-600a) como sustancia refrigerante y se prevé que para el año 2020 alrededor del 75% de la nueva producción de refrigeradores domésticos usará R-600a.
Debido a su alta inflamabilidad, el trabajo con los hidrocarburos como refrigerantes exige un alto nivel de capacitación en todos los niveles (diseño, producción y servicio técnico) y la implementación de las medidas de seguridad requeridas.
De acuerdo al informe del año 2014 del Comité de opciones técnicas para la refrigeración, aire acondicionado y bombas de calor del Protocolo de Montreal, aún no está claro si la característica de inflamabilidad será aceptada en las distintas aplicaciones de refrigeración y climatización. La aceptación de los refrigerantes inflamables y la actualización de las normas técnicas junto a la legislación de cada país para regular su uso en un desafío actual para el sector del aire acondicionado y la refrigeración.
El Agua (R-718) se utiliza como refrigerante en ciclos de comprensión de vapor a presiones muy bajas, altas relaciones de comprensión y altas tasas de flujo volumétrico, dando lugar a sistemas muy grandes y costosos. El agua también es usada en enfriadores (chillers) de adsorción y en sistemas con Bromuro de Litio o amoniaco.
El sector de refrigeración y climatización tiene por delante la difícil tarea de decidir cuál de los refrigerantes nuevos o viejos utilizará en cada aplicación, buscando un equilibrio entre el costo, la seguridad, la eficiencia energética y el impacto ambiental.
En este camino, los refrigerantes naturales son una de las mejores opciones para lograr la eliminación definitiva de las sustancias que afectan la capa de ozono y a la vez proteger el delicado equilibrio del sistema climático de nuestro planeta Tierra.
Foto cortesía de: PNUD Brasil
