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La refrigeración verde (Climatización y Filtración)
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Conozca los principales refrigerantes ecológicos utilizados en el mundo y los avances de su aplicación en Chile.
Revista Nº 83 noviembre-diciembre 2006
¿Se ha dado cuenta que en los supermercados cada vez ganan más espacio los productos congelados? Es que el uso de la refrigeración se expande rápidamente a nivel mundial. Y no sólo para conservar alimentos, sino también en el campo de la medicina, de la climatización de recintos industriales y edificios, e incluso en el uso doméstico.
De manera paralela a este desarrollo, los refrigerantes utilizados también han ido evolucionando, condicionados en buena medida por factores ambientales. Así, se ha pasado de aquellos que destruían la capa de ozono a los llamados “ecológicos”, los cuales están en pleno desarrollo y ya se empiezan a utilizar en Chile.
Evolución Ecológica
Durante largas décadas del siglo pasado, la industria de la refrigeración recurrió al uso de compuestos Clorofluorocarbonos (CFC) e Hidroclorofluorocarbonos (HCFC) que desde 1974 comenzaron a ser cuestionados por su efecto destructor de la capa de ozono. “Los átomos de cloro en la estratósfera disocian el ozono, formado por tres átomos de oxígeno, dando lugar a compuestos de cloro-oxígeno y oxígeno molecular, los cuales no interfieren con la radiación ultravioleta”, explica Ramón Frederick, ingeniero civil químico y académico de la Universidad de Chile especialista en la materia.
Añade que como sustitutos a estos compuestos se empezaron a desarrollar luego los hidrofluorocarbonos (HFC). Uno de los más difundidos es el R-134 A (tetrafluoretano) que se ha usado en reemplazo del R-12 (CFC) y R-22 (HCFC), y en Chile se aplica principalmente en la refrigeración de productos agrícolas destinados a consumo fresco, en instalaciones de pequeña escala.
Estos nuevos refrigerantes no afectan la capa de ozono, pero tienen un elevado potencial de calentamiento global. “Los HFCs tienen potenciales de efecto invernadero superiores en más de mil veces al del anhídrido carbónico, que es el gas de invernadero por excelencia”, acota Frederick.
Sobre este escenario, las investigaciones actuales apuntan a la búsqueda de una nueva generación de refrigerantes denominados “ecológicos”.
¿Qué requisitos deben reunir para entrar en esa categoría? El académico responde: “No contribuir a la destrucción de la capa de ozono ni al efecto invernadero. Tener una buena performance en el ciclo de refrigeración (lo que significa ahorro de energía), bajos costos de manufactura, cortos tiempos de vida atmosférica, y baja inflamabilidad y toxicidad”.
Desde esa perspectiva, estos compuestos aportan de manera importante no sólo a la preservación ambiental, sino también a la reducción de consumo de energía y a la seguridad, previniendo riesgos de explosión y liberación al ambiente de elementos tóxicos.
Amoníaco y R-410
El refrigerante ecológico más usado es el amoníaco (R-717), de amplia aplicación en la industria frutícola chilena. No degrada la capa de ozono ni contribuye al efecto invernadero. “Tiene alta performance como refrigerante: alta conductividad térmica, que facilita la transferencia de calor. Por su alto calor latente de evaporación (10 veces superior al R-22, por ejemplo), la cantidad de refrigerante necesario en una situación dada es menor, lo que favorece su uso en aplicaciones de gran escala. Sin embargo, esto hace difícil regular la entrega de amoníaco a evaporadores pequeños, lo que obliga al uso extendido de otros refrigerantes”, comenta Frederick.
Cabe indicar que la mayor eficiencia también es un rasgo característico de los refrigerantes ecológicos, lo que aumenta el costo de los equipos que los utilizan.
Del mismo modo, el compuesto R-410 A aparece entre las sustancias de mayor presencia en el mercado, sobre todo en el área de aire acondicionado en reemplazo del R-22. “Para sustituir este compuesto en una época se utilizó bastante el R-407, pero su inestabilidad generó problemas en la aplicación, así es que hoy se usa muy poco”, indica Carlos Frazzoni, gerente general de la empresa Climabest especializada en climatización.
Otro ejemplo es el refrigerante Ecofreeze 12, que se promueve como sustituto directo de los convencionales R-12 y R-134 A, con aplicaciones en refrigeración doméstica, comercial y aire acondicionado de automóviles.
El R-600 A (isobutano) es otro producto que tiene ventajas ecológicas considerables y actualmente se usa en equipos de refrigeración doméstica producidos por firmas europeas.
Frederick añade que la tendencia internacional está marcada por la búsqueda intensa de nuevos materiales para constituir refrigerantes o para producir mezclas que cumplan esta función. En ese contexto, una posibilidad es usar hidrocarburos naturales, que tienen un bajo potencial de efecto invernadero, pero son inflamables. Otras alternativas son sustancias fluoradas como éteres, hidrocarburos cíclicos, aminas, cetonas y compuestos de azufre (silanos).
“El mayor problema de estas sustancias es que sus datos termodinámicos (ecuación de estado) y propiedades físicas tales como viscosidad, conductividad térmica y calor latente de evaporación no están claramente determinadas o están escasamente disponibles. Estos datos son necesarios para evaluar su performance en el proceso de evaporación, compresión y condensación, a fin de conocer completamente los beneficios operacionales y de costos que conlleva su aplicación en el ciclo de refrigeración”, indica.
Situación en Chile
En el marco de su adhesión al Protocolo de Montreal, nuestro país viene trabajando hace varios años en el control de sustancias agotadoras de la capa de ozono (SAOs), lo cual incluye por cierto el reemplazo en sistemas de climatización de refrigerantes convencionales por otros más amigables con el medio ambiente, entre los que se encuentran los ecológicos.
Hans Willumsen, jefe del Departamento de Control de la Contaminación de la Comisión Nacional del Medio Ambiente (Conama), indica que se ha identificado el consumo de las SAOs por sectores en el país, y que se está trabajando en diversos proyectos de asistencia técnica y financiera para apoyar la reconversión a gases que no dañen la capa de ozono.
Añade que desde 1990 a la fecha se han destinado más de 3 millones de dólares para financiar unos 30 proyectos de reconversión de industrias manufactureras de productos con SAOs (en refrigeración y espumas). Eso ha permitido eliminar más de 530 toneladas de clorofluocarbonos. Además, en el corto plazo, se impulsará un proyecto para apoyar técnica y económicamente a los pequeños y medianos fabricantes.
“Estamos trabajando con la Cámara Chilena de Refrigeración y Climatización, en todas las actividades relacionadas con el sector. En el caso de aquellos usuarios de SAOs que no han podido reconvertirse, ya sea por razones técnicas o económicas, o bien por desconocimiento, se les está invitando a participar en un Programa de Recuperación y Reciclaje de Gases Refrigerantes, mediante el cual se donarán equipos para continuar utilizando estos gases de manera ambientalmente racional, hasta que se agoten naturalmente en los equipos.
Esto implica una inversión de 500.000 USD por parte del fondo Multilateral del Protocolo de Montreal, canalizados a través de Environment Canada”, detalla.
De igual modo, la autoridad y el sector privado han trabajado en la implementación de un Plan de Manejo de Refrigerantes, concretando acciones como: el establecimiento de normas en Buenas Prácticas en Refrigeración y la capacitación de 1.700 técnicos en todo el país al respecto.
Sobre esta base hoy se está desarrollando un sistema de certificación de técnicos del área para que manejen adecuadamente los refrigerantes y colaboren en la reconversión a gases no-SAOs. También se realizan prácticas demostrativas y capacitaciones sobre reacondicionamiento de equipos de refrigeración y climatización.
Climabest empezó a trabajar en ese tema hace poco menos de un año. Su gerente, Carlos Frazzoni, da su diagnóstico del mercado: “En Chile el uso de refrigerantes ecológicos es aún muy escaso. Cuesta mucho convencer a las empresas, especialmente a las medianas y pequeñas, más aún cuando no hay una exigencia legal ni una mayor fiscalización sobre este tema.
Según el Protocolo de Montreal, el R-12 se debió haber dejado de usar en enero de 2006, pero como no se supervisa no se ha hecho efectivo. En tanto, todos los equipos con R-22 deberían estar reconvertidos de aquí al 2010”.
Agrega que aunque estos acuerdos no tienen la fuerza de una ley, las empresas debieran entender que este cambio ayuda a mejorar sus estándares ambientales y su competitividad en el mercado.
Luego destaca que la reconversión de equipos permite asumir más fácilmente el costo de pasar de un refrigerante convencional a otro ecológico: “Nosotros ofrecemos realizar la reconversión de equipos de aire acondicionado de R-22 a R-410, sin tocar el equipo. Eso es mucho más barato que comprar un equipo nuevo.
El cambio del refrigerante es una operación ambientalmente riesgosa, por lo cual se requiere trabajar con tecnologías especiales, además de personal entrenado y autorizado”.
Otro incentivo importante para el mayor uso de refrigerantes ecológicos en Chile es la implementación de la Ley Nº 20.096, publicada en marzo de 2006, que establece mecanismos de distribución de los volúmenes máximos de importación de SAOs, que serán administrados por el servicio Nacional de Aduanas. Con esto, el uso de refrigerantes en el país se puede enfocar en sustancias alternativas, entre las que figuran los compuestos ecológicos.
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