Detección de fugas de refrigerante en Instalaciones Frigoríficas

Situación actual

Las fugas de gas refrigerante suponen actualmente uno de los mayores problemas de la refrigeración industrial y comercial, motivados en gran parte por la actual inestabilidad del mercado de gases refrigerantes, sus precios y disponibilidad. Es por ello que el análisis y la detección de gas refrigerante en el contexto general de la refrigeración industrial y comercial, debe desarrollarse de modo que signifique una herramienta eficaz para minimizar e incluso erradicar las fugas de gas refrigerante. 

En las últimas décadas, la creciente concienciación social y política sobre el medio ambiente en general y el calentamiento global en particular ha permitido que las naciones hayan impulsado los protocolos de Montreal (1988), Kyoto (1992) y una subsecuente serie de acuerdos y enmiendas de este último. Todo ello ha conducido hasta la actual desaparición de refrigerantes CFC y HCFC de alto impacto en la capa de ozono (por ejemplo R22) en los países más desarrollados.

Igualmente,y gracias al reciente acuerdo de Kigali, de Diciembre de 2016, todos los países del mundo (197) han acordado la paulatina reducción (phase-down, que no eliminación) de los refrigerantes HFC. A través de distintos reglamentos, la paulatina reducción de gases refrigerantes de impacto medioambiental está imponiendo un cambio radical en el uso, coste e impacto de los refrigerantes en el entorno de la refrigeración. Este contexto, rápidamente cambiante, está provocando un encarecimiento progresivo de los gases refrigerantes, especialmente HFC, que en una gran mayoría de instalaciones de refrigeración comercial hoy existentes, pueden ser todavía una de las opciones tecnológicas más viables técnica y económicamente, siempre y cuando se consiga minimizar e incluso erradicar las hoy todavía muy comunes fugas de gas refrigerante de las instalaciones.

Consecuentemente, la capacidad de evitar fugas de dichos gases HFC a la atmósfera es de extrema importancia para todos los agentes de la refrigeración, puesto que dichas fugas tienen un gran impacto medioambiental, económico y operativo. Incluso más allá de los gases HFC y su actual encarecimiento, la presente situación está poniendo también de relieve la gran relación entre la eficiencia energética de las instalaciones frigoríficas y las fugas de gas refrigerante, con una sensible disminución de la eficiencia del sistema a causa de las pérdidas de refrigerante en la instalación.

Por todo ello, la actualidad y el futuro a corto, medio y largo plazo deberá incorporar nuevas herramientas, técnicas, procedimientos, componentes y sistemas de detección y gestión para conseguir minimizar las fugas de gases refrigerantes en todas las aplicaciones, con especial mención a las aplicaciones de refrigeración comercial, donde el problema de fugas es especialmente grave. Existen múltiples fuentes que describen extensamente la grave problemática relacionada con las tasas de fugas en la refrigeración. Como se observa en la tabla I realizada por ADEME, en Febrero de 2017 [2],la refrigeración comercial presenta tasas de fugas de entre el 15% y hasta el 33% anual en promedio.

 

Causas de las fugas en una instalación frigorífica

Las instalaciones frigoríficas que funcionan con el ciclo por compresión de vapor, necesitan de un fluido refrigerante que circula por su interior. Este fluido cambia de estado en el interior de la máquina frigorífica, pasando de vapor a líquido en el condensador y de líquido a vapor en el evaporador.

Debido a las características necesarias en un refrigerante, se dan las siguientes circunstancias:

• Los refrigerantes tiene estado gaseoso (vapor) a la presión y las temperaturas ambientes habituales.
• El refrigerante confinado en la instalación frigorífica (o envase de refrigerante) se encuentra normalmente a una presión superior a la presión atmosférica.

Estas dos circunstancias conducen a la inexorable conclusión que, ante un fallo, por pequeño que este sea, en la estanqueidad del sistema frigorífico, se producirá emisión de refrigerante a la atmósfera, lo que llamamos comúnmente “una fuga”. La estanqueidad total de un sistema frigorífico durante toda su vida útil es muy difícil de conseguir, ya que existen variaciones de presión y temperatura, vibraciones y acciones de mantenimiento que pueden alterar la estanqueidad inicial del sistema.

Concretamente, recientes estudios indican que la degradación de la estanqueidad original de la instalación responde mayoritariamente hasta a nueve causas diferenciadas, entre otras:

• Soldaduras imperfectas
• Aprietes imperfectos (insuficientes o excesivos) de tuercas y tornillos
• Tapones de válvulas no instalados
• Incompatibilidad de elementos mecánicos con los aceites de lubricación (retrofit)
• Vibraciones cerca de los compresores
• Dilataciones térmicas (desescarches)
• Corrosión con productos alimenticios (muebles, islas, murales refrigerados, etc.)
• Contacto de metales (cobre-hierro) causando abrasión y/o corrosión galvánica
• Mala suportación de tuberías y estrés mecánico

 

RSIF_Reglamento de Seguridad en Instalaciones Frigoríficas

3.6.11. Sistema de detección de fugas de refrigerantes fluorados.

Dispositivo calibrado mecánico, eléctrico o electrónico para la detección de fugas de gases fluorados de efecto invernadero según se define en punto 29 del artículo 2 del Reglamento (UE) nº 517/2014 del Parlamento europeo y del Consejo de 16 de abril de 2014 que, en caso de detección, alerte al operador y automáticamente a la empresa mantenedora.

IF 06. Componentes de las Instalaciones, 4.3. Sistemas de Detección de Fugas de refrigerantes fluorados.

Las instalaciones que empleen refrigerantes fluorados deberán contar con sistemas de detección de fugas en cada sistema frigorífico que contenga fluorados de efecto invernadero en cantidades de 500 toneladas equivalentes de CO2 o más que deberán alertar al titular de la instalación y, en su caso, a la empresa mantenedora en el momento que se detecte una fuga. Dichas alarmas y la acción adoptada deberán consignarse en el cuadro de controles periódicos de fugas del libro de registro de la instalación frigorífica.

Detectores de fugas.

La mayoría de los detectores de fugas electrónicos utilizados para la detección de fugas de HFC y HCFC, no son seguros o suficientemente sensibles para su uso con refrigerantes inflamables, por ello se deben utilizar detectores electrónicos específicos para gases inflamables (o un spray detector de fugas). Los operarios deben llevar siempre encima un detector portátil.

Los de la clase de seguridad A3 son refrigerantes con un riesgo de inflamabilidad superior a los refrigerantes A2L. La diferencia principal es que una chispa relativamente débil puede encender una mezcla inflamable. Las chispas estáticas suelen producirse desde la ropa, destornilladores de hierro, mala conexión eléctrica a tierra, o un interruptor de la antorcha encendido. Evitar chispas, buena ventilación y ausencia de fugas son puntos clave para evitar una situación peligrosa. Cuando se trabaja con refrigerantes A3, use siempre un detector de fugas personal y recuerde que una bomba de vacío, ventilador, peso, unidad de recuperación, detector de fugas y un taladro eléctrico que funcione debe estar aprobado para condiciones Zona 2, equipos para uso en atmosferas explosivas (ATEX).

Tenemos como sistemas de detección de fugas: agua jabonosa para pequeñas instalaciones, detector electrónico, detector de fugas por UV o fluorescencia, etc. Puedes ver más ejemplos de detectores de fugas de refrigerante portátiles en este enlace. Y si hablamos de sistemas de detección de fugas para dejar instalados, puedes ver ejemplos aquí.

Todos estos métodos de detección de fugas son válidos y los técnicos deben utilizarlos cuando proceda. Por ejemplo, si un técnico está trabajando en malas condiciones meteorológicas y está llevando a cabo una revisión de fugas rutinaria, una linterna UV puede ser la opción más adecuada. Por otro lado, si un técnico está trabajando en un sistema más pequeño y necesita llevar a cabo una prueba de fugas antes de la puesta en marcha, el técnico puede optar por la fiabilidad del líquido de detección de fugas o por agua jabonosa. El tipo de detección de fugas que va a utilizar un técnico dependerá del tipo de trabajo que realice con mayor frecuencia… y siempre es útil disponer de más de un método en la furgoneta para estar preparado para cualquier contratiempo.

 

IF 17. Manipulación de Refrigerantes y Reducción de Fugas.

Con esta IF se pretende minimizar las emisiones de refrigerante a la atmósfera por fugas, escapes, etc. y en el mismo se describen las consideraciones mínimas a tener en cuenta en el diseño, construcción, montaje, mantenimiento y desmantelamiento de instalaciones frigoríficas y bombas de calor.

Es de aplicación a todos los equipos y componentes afectados por el presente Reglamento, tanto para nuevas realizaciones como para revisiones, cambio de refrigerante y ampliaciones de las instalaciones existentes. Todos los usuarios de instalaciones en servicio, realizadas antes de la entrada en vigor del presente Reglamento, estarán obligados a adoptar las medidas técnicamente aplicables de entre las que siguen, para reducir las emisiones de refrigerante a la atmósfera.

Detección de fugas por procedimientos directos.

Se revisarán de manera sistemática los siguientes elementos, prestando especial atención a los más propensos a fugar según el historial de la instalación o la experiencia:

a) Juntas y conexiones.
b) Válvulas incluyendo vástagos.
c) Partes del sistema sujetas a vibraciones.
d) Sellados, incluidos los de deshidratadores y filtros.
e) Conexiones a los elementos de seguridad y control.

Se identificarán las áreas que fuguen mediante:
a) Aplicación de productos o disoluciones adecuadas.
b) Detectores manuales de gas refrigerante y localizadores de fugas por ultrasonidos, etc.
c) Detectores ultravioleta, de ser aplicables.

Los detectores manuales de gas refrigerante deberán estar debidamente calibrados y con sensibilidades de al menos 5 gramos por año. Se comprobarán anualmente. La aplicación de fluidos ultravioleta deberá estar autorizada por el fabricante del sistema, y realizada por personal competente. En el caso de tener constancia de la existencia de fugas se comprobarán todos los elementos del sistema, y, si fuera necesario, se extraerá el refrigerante y se realizará la prueba de  estanqueidad de acuerdo a la correspondiente Instrucción IF-09 del RSIF.

Detección de fugas por procedimientos indirectos.

Se podrá valorar la existencia de fugas por métodos indirectos que estimen, de forma fiable, la variación de la carga de refrigerante mediante el análisis de los siguientes parámetros:
a) Presión.
b) Temperatura.
c) Consumo energético del compresor.
d) Niveles de refrigerante en estado líquido.
e) Volúmenes de recarga.

Subsanación de deficiencias e informe y registro.

En el caso de no haberse detectado ninguna deficiencia ni fuga bastará con reflejarlo debidamente en el libro de registro de la instalación frigorífica, no siendo necesaria la realización de informe. En el caso de detectarse fugas leves bastará con subsanarlas lo antes posible y cumplimentar debidamente el libro de registro de la instalación frigorífica. Se informará al titular de la instalación y se comprobará su correcta reparación en el plazo máximo de un mes a partir de la fecha en la que detectó la fuga.

En el caso de haberse detectado alguna deficiencia o carencia significativa en la instalación, en especial en:
a) El registro y documentación de la misma.
b) Los elementos de seguridad recogidos en el presente Reglamento.
c) Los elementos del sistema en mal estado o que conlleven riesgo de fugas.
d) Las fugas reiteradas en algún punto de la instalación que hubiera fugado con anterioridad.
e) Las fugas significativas o recargas de refrigerante mayores del 5% de la carga total desde la última revisión. se reflejarán en un informe elaborado por el instalador frigorista con los resultados de la revisión, las medidas adoptadas y el plazo en el que se han resuelto, entregando copia del mismo al titular de la instalación para que lo remita a la autoridad competente en el plazo máximo de una semana, el instalador lo reflejara en el libro de registro de gestión de refrigerantes.
Tras subsanar las deficiencias y/o fugas detectadas, que deberá efectuarse de inmediato y parando las instalaciones si la fuga es significativa, se realizará una nueva revisión, en todo caso antes de un mes de la fecha en la que se identificaron las fugas, informándose a la autoridad competente de los resultados de la misma.