Conclusiones sobre la Jornada Técnica "Estado del Arte de la Tecnología de la Refrigeración"

Pilar Budí, Directora General de la Asociación de Fabricantes de Equipos de Climatización (AFEC), centró su intervención en hablar de la situación que se ha originado con el Reglamento de Seguridad para Instalaciones Frigoríficas.

En el año 2014, la Comisión Europea publicó el Reglamento 517/2014 sobre Gases Fluorados de Efecto Invernadero (GFEI) que fijaba límites cuantitativos para la comercialización de Hidrofluorocarburos (HFC), lo que influye en el sistema de cuotas para la importación de equipos con HFCs.

Los fabricantes se empiezan a dar cuenta de que tienen que empezar a adaptar sus equipos para el uso de refrigerantes con A2L (R-32, R-452B, HFO, etc), considerados ligeramente inflamables y con un Potencial de Calentamiento Atmosféricoa (PCA) inferior a los refrigerantes que se estaban utilizando hasta ahora, contribuyendo a la reducción que la Comisión Europea impone para 2030. El problema surge porque, a nivel nacional, se aprueba el Reglamento de Seguridad para Instalaciones Frigoríficas (RSIF), aún vigente, que no contempla los refrigerantes A2L, de manera que se vio la necesidad de modificarlo para posibilitar el uso de estos refrigerantes y esto se hizo teniendo en cuenta las últimas versiones de las normas europeas e internacionales.

Se organizó un grupo de trabajo y se hizo un borrador con el que quedamos bastante satisfechos pero nos dimos cuenta de los largos trámites burocráticos que esto iba a conllevar y que nos dejaba en una situación de dificultad para la instalación de equipos con refrigerantes A2L, lo que provocó una subida de precio de los HFCs, problemas de escasez en los refrigerantes con mayor PCA, el impuesto sobre gases fluorados, además del mayor impacto ambiental.

Se transmitió al Ministerio que la industria tenía que poder instalar este tipo de equipos porque no había ningún problema con la seguridad al no existir riesgo de explosión y que, de hecho, había millones de unidades de equipos funcionando en todo el mundo.

Con todo esto, el Ministerio fue tomando nota y a finales de 2018 sacó una Disposición Transitoria Segunda recogida en el RDL 20/2018 que recoge las condiciones para las instalaciones que contengan refrigerantes del grupo A2L y que permite la instalación de refrigerantes como el R-32, R-452B, R-454A, los HFO, eliminando los trámites y requisitos que recoge el actual Reglamento.

Esta Disposición Transitoria tiene cinco puntos. Estamos a la espera de que el proyecto de Real Decreto vea luz, que se espera se apruebe para mediados de este año. Mientras se espera su aprobación, queda claro que los equipos que lleven refrigerantes A2L sí se pueden instalar.

Félix Sanz, adjunto a la Gerencia de la Asociación de Empresas de Frío y sus Tecnologías (AEFYT), intervino a continuación para hablar de las nuevas posibilidades de los refrigerantes naturales.

El ponente comentó que existen tres criterios a la hora de elegir el mejor refrigerante para el sistema: económicos, de seguridad y técnicos. En ciertas aplicaciones no están muy descaminados ciertos refrigerantes naturales respecto a los que se están utilizando en la actualidad. En cualquier caso, el objetivo de los refrigerantes naturales es un PCA 0, exento de impuestos y prohibiciones. Los fluidos naturales no tienen patente. La producción está garantizada. Tienen alta capacidad volumétrica, lo que hace que a la hora de hacer las instalaciones las tuberías y compresores sean más pequeños. Tienen buenos coeficientes de transmisión, de ahí que puedan utilizar intercambiadores de calor más pequeños. Fácil detección de fugas. Tolerancia a la humedad y sin deslizamiento. Inconvenientes: peligrosidad, necesitan personal especializado y requiere unas instalaciones de calidad.

Son productos que nos encontramos en miles de aplicaciones de la vida cotidiana, y no hay que tener miedo a utilizar estos refrigerantes, siempre que se utilicen correctamente.

Por ejemplo, el R717 se utiliza en infinidad de aeropuertos europeos y también hay sistemas de refrigeración directa y sistemas compactos de baja carga, sistemas indirectos en cascada y sistemas de condensación por agua centralizada y sistemas mixtos. Criterios en el diseño de nuevos sistemas: diseño de equipos de carga baja,

José Romanillos, Responsable del Comité de Refrigeración de Ashrae Spain Chapter y Director General de Hielo y Refrigeración, hizo un recorrido por el pasado, presente y futuro de los refrigerantes. Una de las conclusiones es que la determinación humana por mantenerse fresco o controlar el frío llevó a muchos hombres y mujeres para conseguirlo, de manera que sus descubrimientos condujeron a los principios científicos y mecánicos que duplicaron a la naturaleza en la producción del frío artificial.

Refrigeración comercial

Para hablar de la transición natural en refrigeración comercial intervinieron Rafael Rochina, Senior Product Manager de Daikin Europe y Julio Ferradal, Director Comercial de Tewis Smart System.

Rochina señaló que la tecnología siempre va de la mano con la sociedad y que en los últimos 20-30 años se ha ido buscando una mejora de la eficiencia energética. La sociedad nos exige que los equipos de refrigeración utilicen refrigerantes que no aumenten el calentamiento global, por eso desde hace un tiempo los esfuerzos de los fabricantes están encaminados hacia la puesta en el mercado de equipos con un refrigerante de bajo PCA.

Los refrigerantes que utilizábamos hace diez años eran refrigerantes sintéticos, que garantizaban un buen rendimiento y eficiencia pero que producían un daño al medio ambiente, atacando a la capa de ozono (R-12, R-22) o produciendo un incremento de la temperatura en la tierra, dado que todos ellos tienen un elevado PCA (R-404 ; R-507), en torno a 4.000. Todas las normativas a nivel europeo (F-gas y reducción de cuota de entrada de refrigerantes) y nacional (RSIF y los impuestos al refrigerante) tratan de regular el uso de refrigerantes en los equipos, que cada vez carguen menos refrigerantes y éste sea de menor PCA. Todas estas normativas están encaminadas a reducir el PCA de los refrigerantes en circulación desde el nivel de 2000 que hay de media actualmente, hasta 400, que es el objetivo de la UE para 2030. Por lo que el factor diferenciador actualmente para el atractivo de un equipo u otro está en el refrigerante que utiliza.

El sector de la refrigeración ha puesto el foco en el interior, en el refrigerante con el que funciona el equipo, sin dejar de prestar atención a las necesidades de siempre, eficiencia, reducción de espacio, reducción de nivel sonoro, caudal de condensación, etc. El RSIF hace referencia a la seguridad del medio ambiente, pero no tenemos que olvidar la seguridad de las personas.

ASHRAE en el standard 34 hace una clasificación de la inflamabilidad y la toxicidad de los refrigerantes, donde podemos ver que los más beneficiosos para el medio ambiente suelen implicar cierto riesgo para las personas, debido a que implican cierto nivel de inflamabilidad. El único que es seguro para ambos es el CO2 y es por eso que en refrigeración muchos fabricantes estamos apostando por este refrigerante.

Otros factores a tener en cuenta, aparte de la seguridad, son los factores económicos que preocupan también al usuario final, como son los costes energéticos, del sistema y del refrigerante. Tradicionalmente se han utilizado centrales de refrigeración. Hemos clasificado las centrales de refrigeración de mayor a menor PCA.

• Los de alto PCA, como el R-404 y el R-507 de PCA, cerca de 4.000.
• Los PCA moderado, pero no lo suficientemente bajo como se pretende para el 2030. Aquí estarían equipos que se están instalando actualmente.
• Los de bajo PCA, como el R-32, los HFO´s y los hidrocarburos, con la limitación de carga que hablaremos posteriormente, ya que son tipo A2L.

El CO2, este refrigerante es tipo A1, por lo que su uso está permitido para instalaciones remotas sin límite carga y cuyo PCA es 1. Para las propiedades aparte de las normativas sobre reducción del PCA, les preocupan los costes de inversión y éstos son inversamente proporcionales al PCA del sistema elegido. Para hacer una instalación con CO2, tienen que cambiar los muebles y los evaporadores, por las mayores presiones de trabajo. Mientras que con los de transición pueden aprovechar los muebles y en algunos casos hasta las antiguas centrales de compresores y tuberías haciendo un retrofit directo.

Las instalaciones con refrigerantes A2L son otra posibilidad muy interesante para poder reducir espacio de equipos, reducir caudales de condensación y aumentar la eficiencia energética de la instalación. La única pega es que son levemente inflamables, por lo que su instalación y manejo a partir de cierta cantidad tiene que hacerla un instalador nivel 2, que debe cumplir con ciertos requisitos técnicos.

Otra posibilidad para reducir el PCA de la instalación es hacerla íntegramente con refrigerantes naturales, como son los hidrocarburos. Actualmente ya hay pequeños congeladores funcionando con estos refrigerantes en muchos supermercados, que debido a ser enchufables, y llevar menos de 200gr, puede realizarlos un instalador tipo 1.

Si quisiéramos hacer una instalación completa con hidrocarburos, deberemos utilizar un sistema híbrido, con una enfriadora de agua con refrigerante R-290, que al estar al exterior no tiene límite de carga, pero para hacer la instalación y mantenimiento, dado que el refrigerante es altamente inflamable, el instalador debe ser tipo 2 que cumpla ciertos requisitos.

El refrigerante CO2 se puede utilizar en múltiples posibilidades: por debajo de su punto crítico en cascada, condensando con la evaporación de otro refrigerante para media temperatura; condensando con la temperatura ambiente, todo el refrigerante CO2, que en caso de que la temperatura supere los 31ºC de su punto crítico; incluso se pude plantear un sistema de frío clima totalmente en C02 transcrítico. El futuro es equipos que carguen poco refrigerante y tenga poco PCA y en eso nos estamos esforzando todos los fabricantes.

A continuación tomó la palabra Julio Ferradal, que explicó las distintas posibilidades y las ventajas e inconvenientes del CO2. Comentó que el CO2 es una realidad en el mercado, se está implantando cada día más a nivel industrial, y es posiblemente el refrigerante que tendrá mayor recorrido.

El CO2 tiene propiedades diferentes al resto de refrigerantes como, por ejemplo, mayores presiones de operación y parada. También tiene un coeficiente de expansión en fase líquida mucho mayor que el de cualquier otro refrigerante. Esto significa, que en el caso de que el líquido quedara atrapado entre dos secciones y la temperatura se incrementase, generaría un incremento sustancial de la presión, de manera que estos sistemas deben estar equipados con válvulas de seguridad en los puntos críticos. También tiene mayor densidad en fase gaseosa y menor viscosidad en fase líquida y gaseosa.

David González, Ingeniero Técnico de Danfoss, habló del uso del amoniaco y del CO2 en las instalaciones industriales, así como de la reducción de carga en la refrigeración industrial.

En el caso del amoniaco como refrigerante, proviene de la descomposición natural del estiércol, muerte de plantas y animales; tiene propiedades termodinámicas: muy alto calor latente y muy baja densidad de vapor; sin efecto invernadero; limitaciones: toxicidad e inflamabilidad (moderada); es barato y disponible; gran experiencia de cerca de 150 años de utilización como refrigerante y es el refrigerante dominante. Muy poco amoniaco da mucho frío.

El CO2 como refrigerante tiene un potencial de calentamiento global igual a 1, punto triple elevado, baja temperatura crítica, no es tóxico, no es inflamable, tiene baja viscosidad y es un gas de alta densidad.

George Mitchell, Director Técnico de Optomation Systems, habló del control y monitorización de las instalaciones frigoríficas. Su empresa está formada por un grupo de ingenieros con larga experiencia en el sector de los sistemas de control y gestión, presente en distintos sectores industriales, que ofrecen soluciones que combinan hardware de última tecnología, software comercial y servicios especializados a medida.

IIoT (Industrial Internet of Things) vender una conectividad hipotética entre diferentes dispositivos industriales que no fueron diseñados para su conectividad en redes extendidas como internet. Las empresas tienen datos pero no son capaces de moverlos.

Con los nuevos sistemas, representa la innovación más avanzada en los sistemas actuales de control orientados hacia la IIoT. No sólo se trata de un equipo de control industrial con entradas/salidas de campo, sino que ofrece además funcionalidades que, hasta ahora, sólo era posible implementar con una combinación de ordenadores y aplicaciones software diversas. Se consigue análisis avanzado de datos: Análisis cuantitativo de rendimiento, basado en datos semanales, mensuales, anuales o cinco años de históricos; Análisis cualitativo de los operarios contratados; Cálculo de los costes reales de propiedad y vida útil de la trampa de ratones; Presentación de un estudio ubicación vs efectividad; Análisis de medios, establecimiento de los niveles mínimos de servicio; Rentabilidad de externalización para el servicio de control de plagas; Control estadístico del proceso (SPC) para el ciclo completo de proceso. Importancia del mantenimiento predictivo, ya que puede reducir Fallos de equipos industriales por 75%, Paradas de producción por 45%, Costes de mantenimiento por 30%. El desafío: cero horas de parada por fallo de equipos o máquinas.