¿Qué son los gases refrigerantes? Tipos y prohibiciones de la F-GAS

En el ciclo de refrigeración de un equipo cualquiera de aire acondicionado, circulan gases refrigerantes que sirven para reducir o mantener la temperatura de un ambiente por debajo de la temperatura del entorno (para ello se debe extraer calor del espacio y transferirlo a otro cuerpo cuya temperatura sea inferior a la del espacio refrigerado, todo esto lo hace el refrigerante) que pasa por diversos estados o condiciones, cada uno de estos cambios se denomina procesos.

El gas refrigerante comienza en un estado o condición inicial, pasa por una serie de procesos según una secuencia definitiva y vuelve a su condición inicial. Esta serie de procesos se denominan "ciclo de refrigeración ". 

La normativa F-Gas. Hacia la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero

El sector de los gases refrigerantes se encuentra actualmente en plena evolución debido a la aplicación de la normativa europea F-Gas, cuyo objetivo principal es la reducción del uso de gases fluorados de efecto invernadero (GEI) en un 70% de cara al año 2030. Esta normativa, unida a la aplicación del Impuesto sobre los gases fluorados (artículo 5 de la Ley 16/2013), en vigor desde el 1 de enero de 2014, ha generado un clima de incertidumbre entre los profesionales y fabricantes que se encuentran buscando alternativas y gases sustitutos que sean compatibles con los equipos de refrigeración ya instalados y que sean igual de eficientes en su aplicación. 

La normativa F-GAS fija un calendario de eliminación gradual de uso de refrigerantes, conocido como phase down, en el que se fijan las cuotas de comercialización de HFCs, establecida en el citado Reglamento y se promueve el uso de refrigerantes alternativos que puedan sustituir a los HFCs de alto Potencial de Calentamiento Atmosférico (PCA). 

¿Qué es el PCA?

El PCA, o potencial de calentamiento atmosférico (GWP en inglés), hace referencia a una unidad que mide cómo de nocivo es el gas para la atmósfera y el calentamiento global. Cuanto mayor sea el PCA, más perjudicial será el gas.

Antecedentes

Desde el 1 de enero de 2010 está prohibido utilizar los gases refrigerantes R22 puros para el mantenimiento y recarga de equipos de refrigeración y aire acondicionado, según estipula el Reglamento 2037/2000 del Parlamento Europeo y del Consejo sobre las sustancias que agotan la capa de ozono. En base a esta normativa, desde el 1 de enero de 2010 está prohibido utilizar HCFC puros para el mantenimiento y recarga de equipos de refrigeración y aire acondicionado existentes en esa fecha. Asimismo, desde el 1 de enero de 2015 estará prohibido el uso de HCFC reciclados.

Posteriormente se han encontrado otras soluciones para sustituir los anteriores refrigerantes, son conocidas con el nombre de "refrigerantes verdes", o refrigerantes de bajo PCA como el R-407C, el R-134A y el R-410A. Sin embargo, estos gases de bajo PCA no podrán usarse en 2022 para equipos nuevos, aunque aún no tienen fecha límite para servicio y mantenimiento. 

Hemos asistido, desde hace años, a un debate considerable sobre los efectos de la liberación de los refrigerantes en la atmósfera, y su incidencia sobre el cambio de la capa de ozono que protege la Tierra de los rayos UV del sol. Estos debates se centraron sobre los efectos nefastos de los refrigerantes como CFC, que se prohibieron más tarde. Los problemas provocados por CFC están unidos al hecho de que contienen componentes de cloro (Cl), que son responsables de la destrucción del ozono (O3). El Protocolo de Montreal, acuerdo internacional para la protección de la capa de ozono, especificó en sus directivas, primero la eliminación de los clorofluorocarburos (CFC) de mayor contenido en cloro y ahora, la retirada gradual de los HCFC.

Consecuencia de este Protocolo de Montreal, y de la firme decisión de eliminar sustancias que agotan la capa de ozono, las emisiones de gases fluorados de efecto invernadero han aumentado un 60% desde 1999. 

Actualmente, nos encontramos ante un proceso de evolución hacia la sustitución de refrigerantes en el sector de la refrigeración, con cierta incertidumbre sobre qué tipos de gases refrigerantes van a utilizarse en el futuro y cómo deberán adaptarse las máquinas refrigerantes y los aparatos de refrigeración industrial, comercial e incluso doméstica, a los mismos. 

Por el momento, sabemos qué gases existen actualmente y cuáles tienen fecha de caducidad, como veremos a continuación. 

Los gases refrigerantes fluorados (F-Gases)

Los gases fluorados tales como el R-134a (HFC) y el R-404A (mezcla de HFC), se utilizan mucho en equipos de refrigeración más grandes, como los utilizados en supermercados.

En gran parte de los equipos de aire acondicionado se utilizan refrigerantes de gases fluorados (como R-410a o R-407C, ambos mezclas de HFC). Los gases fluorados tales como R-134a (HFC) y R-407C (una mezcla de HFC) se utilizan principalmente como refrigerantes en bombas de calor, 

Por otra parte, existen otro tipo de refrigerantes alternativos no fluorados, entre los que se encuentran R-744 (CO2), R-600a (isobutano), R-290 (propano), R-1270 (propileno) y R-717 (Amoniaco). 

Refrigerantes no fluorados 

Estos refrigerantes no fluorados, denominados también "refrigerantes naturales" tienen la ventaja de no tener fecha límite de aplicación en la normativa F-Gas. El amoniaco, por ejemplo es un gas cuyo uso se remonta al siglo XIX y su aplicación en equipos de refrigeración comercial está muy extendida aún hoy en día. Muchos profesionales lo consideran hoy como el refrigerante del futuro, como el argentino Roberto Aguiló que ya lo defendía en su ponencia "El Amoniaco es el pasado, el presente y el futuro en las plantas de refrigeración y frío industrial argentinas".

PCA=Potencial de Calentamiento Atmosférico. La normativa F-Gas tiene como objetivo limitar el nivel de PCA de los gases fluorados 

Gases con fecha límite de uso: 31 diciembre 2021 según la normativa europea F-GAS

A partir del 1 de enero de 2022, quedarán prohibidos los gases refrigerantes con un PCA superior a 150 para su uso en equipos nuevos de frigoríficos y congeladores para uso comercial (sellados herméticamente) así como en centrales frigoríficas multicompresor compactas para uso comercial de más de 40 kW. 

Gas Refrigerante 410A

R-410A

PCA= 1975. Es un refrigerante fluorado libre de cloro (sin CFC´s ni HCFC´s) y por lo tanto no produce ningún daño a la capa de ozono. Tiene un elevado rendimiento energético, es una mezcla única y por lo tanto facilita ahorros en los manteniminetos futuros. No es tóxico ni inflamable y es reciclable y reutilizable. 

En éste artículo te presentamos algunas propuestas de refrigerantes sustitutivos del R-410A.

R-407A

PCA=2017. El R-407A es una mezcla de gases refrigerantes HFC no azeotrópica, por lo que no produce ningún daño a la capa de ozono, bajo potencial de calentamiento atmosférico. Este gas es usado comunmente en equipos nuevos que trabajen a temperaturas medias y bajas. También es un sustituto indirecto (retrofit) del R-502 y sus sustitutos HCFC como por ejemplo el R-22, R-408A, DI-44, HP80.

R-407F

PCA=1825. Se trata de un gas HFC mezclado de bajo PCA y que ofrece un mayor coeficiente de rendimiento (COP). Además, la sustitución del R-404A y el R-507 por el R-407F permite un ahorro del 10% en los costes, del 40% en las emisiones de CO2 y del 50% en la tasa del impuesto. 

R-134A

PCA=1430. Es un refrigerante libre de cloro (sin CFC´s ni HCFC´s). Es ampliamente usado en otras industrias: aire acondicionado en automóviles, frigoríficos, propelente de aerosoles farmacéuticos. En aire acondicionado se utilizan desde unidades transportables o deshumidificadores, hasta unidades enfriadoras de agua con compresores de tornillo o centrífugos de gran capacidad. directiva europea F-Gas prohibirá el uso del actual R404a en nuevos equipos a partir del 2020, pero permitirá el empleo del R134A en equipos de refrigeración estacionarios, por ahora, sin fecha límite. En efecto, a partir de 2020 no se podrán instalar sistemas nuevos con refrigerante con un Potencial de Calentamiento Atmosférico (PCA) superior a 2500, y a partir de 2022, el refrigerante utilizado deberá tener un índice PCA menor de 150 para instalaciones centralizadas de expansión directa de más de 40kW.

Algunos fabricantes proponen el R-152A como sustitutivo del R-134A.

R-449A

PCA=1397. Es un refrigerante con base de hidrofluoro-olefina (HFO) que no perjudica a la capa de ozono y posee un potencial de calentamiento atmosférico (PCA) bajo, con un equilibrio óptimo de propiedades para sustituir a R-404A/R-507 en aplicaciones industriales comerciales de expansión directa y desplazamiento positivo de temperaturas baja y media.

R-448A

PCA=1387. Se trata de una mezcla de HFO y HFC que ofrece una mejor eficiencia energética combinada para MT y BT (mayor que el R-449A y R-407F). No requiere inyección de líquido debido a la baja temperatura de descarga en las condiciones mostradas, a diferencia del R-407F y el R-407A

R-450A

PCA=605. Es una mezcla de 1234ze y 134a, trabaja como sustituto para el 134A en nuevas aplicaciones y en retrofit, incluyendo sistemas de refrigeración de alimentos, transporte, enfriadoras de agua, procesos industriales de refrigeración, enfriadoras centrífugas, congeladores y procesos de aire acondicionado industrial.