Los gases refrigerantes sustitutos - Infografía: evolución y futuro

La normativa F-GAS entró en vigor el 1 de enero de 2015 y plantea la progresiva reducción de emisiones mediante el control de uso de los gases fluorados de efecto invernadero, sustituyéndose por otro tipo de gases de menor PCA (Potencial de Calentamiento Atmosférico) -en inglés, GWP- antes de 2030. Actualizada el 20 de febrero de 2024, la norma ha amodificado la Directiva 2019/1937, y derogado el Reglamento 517/2014. 

A nivel nacional, fue la aplicación del Impuesto sobre los gases fluorados (artículo 5 de la Ley 16/2013), en vigor desde el 1 de enero de 2014, la que urgió a buscar alternativas al sector.

Gases sustitutos para aire acondicionado, frío industrial y comercial:

Conoce su amplia gama de refrigerantes

Próxima fecha de prohibición de la F-GAS: 1 de enero de 2025

La norma establecía en su ANEXO III “Prohibiciones de comercialización”

11. “Frigoríficos y congeladores para uso comercial (aparatos sellados herméticamente), que contienen HFC con un PCA igual o superior a 150”.

12. “Centrales frigoríficas multicompresor compactas, para uso comercial, con una capacidad valorada igual o superior a 40 kW, que contengan gases fluorados de efecto invernadero, o cuyo funcionamiento dependa de ellos, con un PCA igual o superior a 150, excepto en los circuitos refrigerantes primarios de los sistemas en cascada, en que pueden emplearse gases fluorados de efecto invernadero con un PCA inferior a 1500”.

En estos momentos, las soluciones pasan por encontrar sinergias entre tecnologías. No va a haber una solución única como hasta ahora, dónde para cada tipo de instalación se utilizaba un refrigerante. Para una misma problemática habrá soluciones distintas combinando distintos tipos de instalaciones y sus componentes, con distintos tipos de refrigerantes.

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Pero, ¿cuáles son los gases refrigerantes que marcan la tendencia de uso del sector? El R-404A y el R-507 dejaron de utilizarse para nuevos proyectos en 2020, según el calendario de la normativa F-Gas, al tratarse de gases con un PCA superior a 2.500. Las alternativas más comunes pasan por el uso de otro tipo de refrigerantes con un PCA más bajo como son el R-410A, el R-407A o el R-407F, el R-442A y el R-134A, como alternativa intermedia bien conocida para usos de media temperatura.

Sin embargo, mientras algunos estos gases pueden servir como sustitutivos a medio plazo, su PCA de unos 2.000 puntos hace que no sean la alternativa definitiva, ya que a partir del 1 de enero de 2022 las exigencias de PCA para algunas aplicaciones nuevas se reducen a 150.

Alternativas al R134A y al R404A (refrigerantes sustitutos para frío comercial e industrial)

Los supermercados, uno de los sectores que más masivamente utilizan el refrigerante R-404A, están ya experimentando con el uso de tecnologías basadas en refrigerantes de menor PCA, concretamente instalaciones con CO2, hidrocarburos o combinaciones en instalaciones en cascada de CO2 con con HFCs de bajo PCA.

Como alternativas temporales encontramos refrigerantes mezclados HFC como el 449A, el o el 450A (PCA 600). Los resultados ya han sido testados en diversos supermercados y equipos de hostelería, logrando mejores rendimientos incluso que el R-404A (en el caso del 448A) y consiguiendo una similar eficiencia energética al R-134A (con el 450A).

Otro tipo de refrigerante es el HFO 1234ze. Considerado como "refrigerante natural" por el gobierno alemán, cuenta con el PCA más bajo (<1), aunque forma parte del grupo de seguridad A2L (ligeramente inflamable). Tiene aplicaciones en sistemas de refrigeración y calefacción de distrito, enfriadoras (agua), bombas de calor, frigoríficos, instalaciones de CO2 en cascada etc, con buenos resultados de eficiencia.

R449A (PCA de 1397). Con un PCA de menos de 1.500 también es válido como refrigerante sustituto temporal. Este refrigerante se podrá utilizar hasta 2030 en instalaciones industriales, pero no así en instalaciones comerciales o sistemas de expansión directa de más de 40 kW, ya que el 1 de enero de 2022 entra la nueva restricción en este ámbito.

En industrial el límite seguirá siendo 2.500 por lo que se podrá seguir usando el en instalación tanto antigua como nueva. El 449A, testado por sus fabricantes en un refrigerador de alimentos abierto utilizado generalmente en los hipermercados, y comparándolo con el rendimiento del R-404A, consiguió un ahorro de energía de entre un 3 y un 4%, con un ratio similar de presión y compresión.

R448A PCA (1387) es similar al R449A. Se trata de una mezcla HFC+HFO sustituto directo “drop-in” del R-404A y R-507 en instalaciones existentes. Su clasificación de seguridad es A1L1. En España es menos común su uso.  

R-744 (CO2) En sectores como el alimentario, el uso del CO2 como refrigerante - dióxido de carbono conocido también como R744- con sus múltiples variantes tecnológicas, se postula como solución a largo plazo al ser éste un refrigerante natural con un PCA (GWP) mínimo. Aunque por otra parte, expertos del sector apuntan a que su uso implica un consumo eléctrico muy elevado.

Alternativas HFO-A1

Para enfriadoras: R-1233zd  Es un gas fluorado de la familia HFO. Tiene un PCA muy bajo y baja presión. Es adecuado para nuevas instalaciones de climatización industrial y de edificios en las que se utiliza agua de refrigeración o fluidos intermedios en sistemas grandes con compresores centrífugos (uno o más escalones) y donde en el pasado pudo haberse usado el R-123.

Alternativas A1 al R-134A (1400) que ya se están utilizando: R-513A y R-450A (con un PCA de 600 aproximadamente). Tanto para equipos nuevos como sustitución.

Un refrigerante nuevo en experimentación aunque aún no se encuentra en el mercado es el R-515B (con un PCA 292). Válido también en equipos nuevos, no para sustitución.

HFO-A2L ligeramente inflamables y con un bajo PCA

R-454C es un refrigerante de inflamabilidad mediana con potencial de calentamiento global inferior a 150, apto para sustitución del R-404A y el R-22. En España ya hay supermercados que utilizan este refrigerante.

R455A (PCA 145) en España ya se están haciendo algunas instalaciones de frío industrial que utilizan este refrigerante.

R1234yf El refrigerante HFO R1234yf es una alternativa de bajo GWP al R134a; tiene una presión similar, aunque su eficiencia volumétrica y su capacidad de refrigeración son ligeramente menores. El GWP del refrigerante R1234yf es mucho menor que el del R134a (4 frente a 1430), y ese es uno de los motivos de que la mayoría de las empresas europeas del sector de la automoción lo hayan elegido como sustituto del R134a en los sistemas de aire acondicionado de los vehículos. El R1234yf es un ingrediente importante en las mezclas más prometedoras de HFC con bajo GWP.

R1234ze(E)  El refrigerante HFO R1234ze(E) es una alternativa de bajo GWP al R134a; tiene una presión similar, aunque su eficiencia volumétrica y su capacidad de refrigeración son menores. Se desarrolló originalmente para la fabricación de espumas y se prevé que su coste de producción sea mucho menor que el del refrigerante R1234yf. Junto con su elevado peso molecular, este es uno de los motivos por los que se está considerando usar el refrigerante R1234ze(E) para sustituir al R134a en los chillers centrífugos de los grandes sistemas de aire acondicionado. El refrigerante R1234ze(E) será un ingrediente importante en las futuras mezclas de refrigerantes HFC, al igual que el R1234yf. Para equipos nuevos, no sustitución.

Refrigerantes sustitutos del R410A para climatización doméstica

La mayor encrucijada del sector se encuentra en el ámbito de la climatización doméstica, es decir, equipos tipo split de aire acondicionado que hasta ahora utilizaban el R410A, un refrigerante con PCA de 2000 y cuya sustitución no es posible en los equipos ya existentes.

A partir de 2025 tienen que utilizarse refrigerantes con un PCA inferior a 750 para equipos monosplit.

Los fabricantes de estos equipos han optado por la fabricación de unidades que utilicen los siguientes gases alternativos:

R32 (PCA 650) con presiones de descarga muy altas y temperaturas de descarga muy altas, pero al ser A2L sólo para equipos nuevos.

R-452B (PCA 650) es más similar al 410-A con presiones de trabajo similares, pero al ser A2L sólo para equipos nuevos.

R-454B (PCA 466). Lo más similar al 410-A pero es A2L sólo para equipos nuevos. Consume menos cuota y paga menos impuesto.

R-454C que también se usa en frío industrial. Este refrigerante, se comporta de forma similar al R32 pero un PCA menos de 150. Productos comerciales con máquinas en el mercado

R- 466A aún no está homologado A1 con un PCA de 733 que podría hacer una sustitución para equipos existentes o nuevos, pero aún se encuentra en desarrollo.

Como vemos, el reto de los fabricantes de gases refrigerantes pasa no sólo por el cumplimiento de la normativa F-Gas para conseguir bajos niveles de Potencial de Calentamiento Atmosférico sino igualar o mejorar la eficiencia energética de los gases que ya habían demostrado sus buenos rendimientos, manteniendo los niveles de seguridad básicos.

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