Categorías de refrigerantes naturales: ¿Cuáles usar en tu industria?

Los esfuerzos en materia de sostenibilidad a nivel nacional e internacional, actualmente están encaminados hacia la búsqueda de sustitutos cumplan con la regulación ambiental, es decir, que no sean sustancias que dañen la capa de ozono y que su potencial de calentamiento global sea nulo o muy bajo.

En ese sentido, se han implementado políticas que reglan a los gases refrigerantes y que establecen fechas límite de uso en algunos casos. La forma de refrigerar industrialmente está cambiando, y debido a eso, resulta una prioridad diseñar sistemas que aseguren un refrigerante eficaz para los equipos que serán manufacturados en el futuro. Esto se traducirá en retornos a la inversión de tu compañía y asegurará el suministro de tu gas refrigerante, logrando una planificación de la cadena de frío consistente.

Este artículo es una profundización de la exposición de gases refrigerantes que puedes consultar aquí. 

¿Qué gases refrigerantes se sustituyen?

Los refrigerantes naturales son alternativas a los refrigerantes sintéticos como hidrofluorocarbonos (HFC), hidroclorofluorocarbonos (HCFC) y clorofluorocarbonos (CFC), pues no dañan la capa de ozono y tienen un muy bajo Potencial de Calentamiento Atmosférico (PCA), aunque sí pueden afectar en cierto modo las condiciones ambientales. Dentro de los refrigerantes considerados como naturales se encuentra el dióxido de carbono, el amoniaco y los hidrocarburos, que si bien ya se usaban como refrigerantes antes de 1950, han aumentado su uso debido al menor impacto que tienen sobre el daño planeta.

Desde la década de los noventa, se sabe que los productos químicos denominados HCFC y CFC son dañinos para la capa de ozono, siendo los CFC los principales culpables; además, los gases HFC, HCFC y CFC predominan como gases de efecto invernadero potente en nuestra atmósfera.

Los refrigerantes naturales, aunque pueden existir en la naturaleza, no son inofensivos ni tóxicos por sí solos. Cabe mencionar que existen alternativas como los sistemas que usan agua como refrigerante que, entre otras ventajas, cuentan con un bajo costo, amplia disponibilidad de la sustancia y su nulo impacto ambiental. Sin embargo, la implementación de un sistema con base en agua no necesariamente es la mejor alternativa para todas las industrias. Es necesaria la evaluación de un especialista en refrigeración industrial y la consideración de los distintos aspectos de la empresa, proyecto e industria. 

Clasificación de refrigerantes naturales

Según la denominación ASHRAE, podemos encontrar las siguientes categorías de refrigerantes naturales:

• R-744 o Dióxido de carbono (CO₂)

Utilizado comúnmente en la industria automotriz, es otra de las alternativas para sustituir a los HFC (hidrofluorocarbonos) porque no daña la capa de ozono y tiene un bajo potencial de calentamiento global. Es un fluido inodoro, incoloro y más pesado que el aire. Su Potencial de Calentamiento Atmosférico (PCA) es igual a uno.

Esto significa que este gas es la referencia para determinar el PCA de otros gases y su valor de Potencial de Agotamiento de la Capa de Ozono (PAO) es de cero, favoreciéndolo en el aspecto ambiental. Aunque el CO2 es necesario para la vida en la Tierra, es también un Gas de Efecto Invernadero (GEI). Es clasificado por los Estándares 34 de ASHRAE y el DIN EN 378 como tipo A1 (no inflamable y de baja toxicidad). 

• R-717 o Amoníaco (NH₃)

El refrigerante más utilizado en la refrigeración industrial y, anteriormente, el refrigerante primario en los refrigeradores caseros. La fórmula química del amoniaco es NH3: es un compuesto que existe de forma natural siendo uno de los gases más abundantes en el ambiente ya que, como indica su formulación, se descompone en moléculas de hidrógeno y nitrógeno, las cuales están en un 80% en la atmósfera. El funcionamiento básico de la instalación de refrigeración con amoniaco se basa en un ciclo cerrado de evaporación, compresión, condensación y expansión. El punto de ebullición del amoniaco es -33ºC a una presión de 1,09bar.

• Refrigerantes basados en hidrocarburos (HC)

Estos refrigerantes pertenecen al grupo de los refrigerantes naturales, no son sustancias agotadoras de la capa de ozono, y su potencial de calentamiento global es inferior a 5.

Son refrigerantes que tienen clasificación A3, (son gases inflamables). Su uso requiere una serie de precauciones entre las que se encuentra el conocimiento profundo del refrigerante. Hay que destacar que el uso de los hidrocarbonos como refrigerante siempre estará limitado y condicionado por las fuertes regulaciones aplicadas al uso de este tipo de gas. Son aplicados en sistemas refrigeración pequeños y la carga no debe de superar los 150 gramos.

Otras alternativas

Si bien son mucho menos comunes, es posible considerar estas otras alternativas:

• R-290 o Propano (CH₃CH₂CH₃)
• R-600a  o Isobutano (CH₃CH(CH₃)CH₃) 
• R-1270 o Propileno (CH₃CHCH₂)

Iniciativas internacionales como el Tratado de Paris, o la Eurammon pronto serán adoptadas y sugeridas por países con los que Latinoamérica tiene alto nivel de comercio, sobre todo en la industria alimentaria; es por esto que la cadena de frío deberá considerar a corto plazo y la adopción de estos refrigerantes y el equipo necesario para su funcionamiento en el desarrollo de proyectos de inversión.