Clasificación y tipos de gases refrigerantes

Los tipos de gases que se usan de forma habitual en los sistemas de refrigeración son numerosos. A esta variedad de opciones se le suma el hecho de que se trata de un sector que está evolucionando de un modo constante, debido a la actual aplicación de la normativa europea F-Gas.

Este procedimiento tiene como objetivo reducir en un 70% el uso de gases de efecto invernadero en 2030, por lo que muchos de los gases refrigerantes que se han venido utilizando hasta ahora, se están reemplazando por otro tipo de alternativas más respetuosas con el Medio Ambiente.

La variedad de tipos y un escenario tan cambiante son dos factores que han generado una sensación de incertidumbre entre aquellos profesionales que buscan sustitutos compatibles con sus equipos de refrigeración. Y en ocasiones, es complicado conocer la tipología actual de gases eficientes que se adapten a la normativa y cuyo uso esté totalmente permitido.

Por ello, es importante saber con exactitud cuál es la clasificación de los gases refrigerantes y las especificaciones de cada uno de ellos.

En líneas generales, existen dos grandes tipos:

Productos refrigerantes naturales

Estos gases no dañan la capa de ozono y no afectan al calentamiento global, por lo que son alternativas más sostenibles.

Sin embargo, en algunos casos su aplicación es más limitada en comparación con los fluorados, ya que representan un mayor riesgo de manipulación debido a que contienen ciertas sustancias inflamables y tóxicas, como los hidrocarburos o el amoniaco.

No obstante, sus propiedades de bajo impacto medioambiental las convierten en los productos del futuro para muchas aplicaciones, y por ello su uso ha comenzado a aumentar en los últimos años.

Son los siguientes:

• R-600A (isobutano)
• R-290 (propano)
• R-170 (etano)
• R-1270 (propileno)
• R-717 (amoniaco)
• R-744 (dióxido de carbono)

Refrigerantes fluorados o sintéticos.

Al contrario que los anteriores, este tipo de gas está creados de un modo artificial, aunque su objetivo es el mismo: mantener un equipo a una temperatura específica.

Los gases sintéticos más utilizados eran los clorofuorocarbonos (CFC), pero tras comprobar cómo sus sustancias afectaban a la capa de ozono, se prohibió su uso.

Así, tras esta supresión, en la actualidad conviven 3 tipos de alternativas fluoradas:

• HCFC (Hidroclorofluorocarbonos): se convirtieron en los sustitutos de los prohibidos CFC, ya que el impacto que causaban al ozono era menor.

Sin embargo, siguen siendo gases de efecto invernadero con un potencial de calentamiento global medio alto, por lo que actualmente se encuentran en una etapa de eliminación.

En los países desarrollados, su uso está permitido hasta el año 2040, pero a día de hoy ya ha comenzado a reducirse su producción.

• HFC (Hidrofluorocarbonos): estos gases refrigerantes fueron la alternativa a los HCFC. Están considerados como productos más ecológicos, ya que como no contienen cloro, son sustancias menos dañinas para el ozono.

Sin embargo, continúan siendo gases de efecto invernadero, y si bien es cierto que de momento solo representan un pequeño porcentaje de la emisión de los gases dañinos, su uso continuado aumentará el peligro del calentamiento global.

Por ello, los Organismos internacionales ha anunciado la sustitución de algunos HFC por otros gases refrigerantes con un impacto medioambiental menor.

• HFO (Hidrofluoroolefinas): es la cuarta y más reciente generación de refrigerantes fluorados, y han sido diseñados para sustituir a los HFC.

El motivo es que se trata de gases que presentan un potencial de agotamiento de ozono igual a cero, pero además son unas alternativas mucho menos impactantes para el calentamiento global.

De hecho, dentro de los gases fluorados, son los productos menos dañinos con el Medio Ambiente.

¿Cuáles son los gases refrigerantes HFO?

Compuestos de hidrógeno, flúor y carbono, estos gases se han convertido en la alternativa más prioritaria de cara a las preocupaciones sobre el cambio climático, ya que como hemos comentado, son los refrigerantes sintéticos que menor efecto negativo causan en el calentamiento global del Planeta.

Por ello, en la actualidad se consideran refrigerantes más ecológicos y prometen desempeñar un papel fundamental en la solución a los problemas ambientales, al menos de momento. De hecho, la Unión Europea no los incluye en su plan de eliminación de gases de efecto invernadero, por lo que uso está permitido.

Los gases refrigerantes HFO son los siguientes:

• 1234YF: muy estable en condiciones extremas, este gas se ha desarrollado para dar respuesta ante la eliminación progresiva de los refrigerantes con un alto potencial de calentamiento atmosférico en el sector del Aire Acondicionado Móvil (MAC).

Así, es la alternativa idónea para sustituir al HFC-134A en todas las aplicaciones de inflamabilidad leve. Si bien, su instalación requiere una serie de cambios para ser utilizado en sistemas de aire acondicionado de expansión directa.

Sus aplicaciones más extendidas son: aire acondicionado para el sector de la automoción, frigoríficos domésticos, enfriadores de agua centrífugos, bombas de calor, cámaras de conservación, transporte frigorífico y refrigeración comercial.

• R448A: este refrigerante es una combinación de HFC y HFO, y ha llegado al mercado para sustituir al R-404A y al R-507 en instalaciones ya existentes y en nuevas aplicaciones de refrigeración de baja y media temperatura. Se trata de un gas de baja toxicidad y además no es inflamable.

Las principales instalaciones para el uso del R448A son las siguientes: refrigeración comercial, supermercados e hipermercados, bodegas refrigeradas, instalaciones y muebles de congelados y transporte frigorífico.

• R449A: al igual que el anterior, es una mezcla de HFC y HFO, y tampoco es inflamable ni dañino con la capa de ozono. También es el sustituto natural de los refrigerantes R-404A y R-507 para modernizar las instalaciones existentes o para su instalación en equipos nuevos.

En comparación con sus antecesores, esta nueva alternativa permite una reducción de aproximadamente el 65% de impacto atmosférico y un ahorro de eficiencia energética de hasta el 10%.

Válido para instalaciones de refrigeración y aires acondicionados (ambos en ámbitos comerciales e industriales), el refrigerador R449A permite un proceso de actualización muy sencillo y se perfila como una solución muy eficiente a largo plazo.

• R452A: está indicado para numerosas aplicaciones, como refrigeración de transporte, contenedores refrigerados, camiones frigoríficos y sistemas de refrigeración comercial/industrial.

También se trata de alternativa más ecológica para sustituir a los refrigerantes R-404A y R-507, operando con una amplia gama de temperaturas de ambiente. No inflamable y de baja baja toxicidad, sus emisiones directas e indirectas de CO2 son un 9,1% menor que sus predecesores.

• R513A: otra alternativa ecológica de bajo impacto y compuesta de una combinación de HFC+HFO. No solo es el adecuado para la sustitución del refrigerante R-134A, sino que pude ser utilizado para una gama de aplicaciones más amplia, como sistemas de baja temperatura y congelación.

Compatible para equipos nuevos y válido para el reacondicionamiento de sistemas existentes, permite un aumento del rendimiento de hasta un 20% en comparación con el gas R-134A. Este avance se traduce además en una importante reducción del consumo energético.

¿Cuáles son los gases refrigerantes HFC?

Aunque se desarrollaron para sustituir a los HCFC, ya que en su día se perfilaban como una alternativa más ecológica y adecuada al no contener cloro, siguen siendo gases de efecto invernadero, por lo que afectan negativamente al Planeta.

De hecho, algunas estimaciones aseguran que este refrigerante podría ser el responsable de provocar la subida de 1 grado centígrado en el calentamiento global a finales de siglo.

Por este motivo, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) ha anunciado una serie de limitaciones a los hidrofluorocarbonos, con el fin de sustituirlos por los HFCO anteriormente mencionados. Y según la nueva normativa, en 2024 ya no se producirán nuevos equipos enfriadores con este tipo de gas.

Pero hasta entonces, estos son los refrigerantes HFC disponibles en la actualidad:

• R453A: mezcla de gases refrigerantes HFC y HC. Es la alternativa idóneas para sustituir al R-22 en equipos que dispongan de sistema de expansión regulable (TXV) y con temperaturas de evaporación positivas, medias y bajas (hasta -35ºC).

Las aplicaciones que permite son numerosas, ya que está especialmente diseñado para instalaciones de aire acondicionado comercial, enfriadoras de agua y en procesos industriales de enfriamiento.

Por ello, es compatible con cámaras refrigeradas, supermercados, transporte refrigerado, máquinas expendedoras, vitrinas frigoríficas, bodegas refrigeradas o pistas de hielo.

• R434A: con la misma capacidad frigorífica e idéntica eficiencia energética que el R-22, este refrigerante presenta una ventaja añadida, y es que permite descargas inferiores que su antecesor, por lo que prolonga en gran medida la vida del compresor.

Válido para ser utilizado en splits, enfriadoras de agua, aires acondicionados industriales, transporte refrigerado o enfriadores de leche, entre otros muchos equipos.

• R442A: además de sustituir al R-22, es además la alternativa idónea para los siguientes gases: R-404A y R-507. Comparado con estos, su potencial de calentamiento es más de un 50% menor.

Con una capacidad frigorífica superior con respecto a sus antecesores, la composición de este refrigerante HFC aporta unos mejores retornos de aceite al compresor. Por ello, es un gas idóneo para supermercados, congeladores, almacenes frigoríficos, cámaras frigoríficas, bodegas refrigeradas, transporte refrigerado y pistas o máquinas de hielo.

• R417A: válido para equipos que dispongan de sistema de expansión fijo (capilar) o regulable (TXV), y con temperaturas de evaporación por encima de -10ºC.

Es un sistema confiable que sustituye al R-22 en sistemas de aire comercial y doméstico, así como para bombas de calor, splits, unidades rooftop, almacenamiento de alimentos, equipos de conservación de supermercados y como refrigerante para cámaras y transporte frigorífico.

• R422D: permite una sustitución rápida, sencilla y económica del R-22 en equipos que dispongan de sistema de expansión regulable (TXV) y temperaturas de evaporación positivas y medias (de hasta -15ºC).

Ampliamente utilizado en sistemas enfriadores de agua y en otra serie de equipos, como cámaras de conservación, rooftop y multisplits/ cassette.

• R407H: refrigerante y sustituto directo del R-404A y R-507 en equipos existentes, aunque también es válido para instalaciones nuevas de refrigeración comercial e industrial de temperatura media/baja y expansión directa.

Su potencial de calentamiento atmosférico es un 61,88% inferior al de los gases anteriores, y se perfila como el producto idóneo para células de almacenamiento en frío, sistemas multiplex de supermercado y vitrinas, máquinas de hielo, transporte de refrigeradores y congeladores.

• R32: se trata de gas HFC puro, utilizado en pequeños equipos nuevos de aire acondicionado y también como componente en mezclas HFC. En sus inicios, era utilizado solo en sistemas acondicionadores, pero sus características le han convertido ya en una opción idónea también para sistemas de bajas temperaturas.

No solo es una buena alternativa para el R-22, sino que sustituye además al R-410A y al R-502.

Como es un refrigerante puro, puede transferirse tanto en fase líquida como en la gaseosa. Y además, no tiene deslizamiento de temperatura, por lo que en un posible caso de fuga, podrá rellenarse el equipo directamente.

• R134A: es un producto realmente eficiente como refrigerante para temperaturas positivas y medias, ya que posibilita trabajar a presiones más bajas que otros gases HFC.

Sustituye de un modo muy eficaz al R-12 en los siguientes sistemas: aire acondicionado de coches, frigoríficos domésticos, enfriadores de agua centrífugos, bombas de calor, cámaras de conservación y en el transporte frigorífico.

• R407C: mezcla de gases refrigerantes HFC, esta alternativa se utiliza de forma muy en equipos nuevos de climatización y aire acondicionado. Diseñado para suplir al R-22 con un nivel de toxicidad muy bajo, incluso en situaciones de rendimiento extremo.

No recomendado para evaporadores inundados ni compresores centrífugos. Sus ámbitos de aplicación incluyen equipos de aire acondicionado comercial y doméstico, cámaras y trasportes frigorífico, así como otros sistemas para almacenar y conservar alimentos en supermercados.

• R410A: es el resultante de la combinación de R-125 y R-32, pero no es inflamable, como este último. Sustituye al R-22, permitiendo unas presiones de operación mayores (aproximadamente de un 50% más).

Es un gas químicamente muy estable y totalmente compatible para aplicaciones de aire acondicionado comercial y doméstico, así como en sistemas de refrigeración de baja y media temperatura. Como el resto de los refrigerantes HFC, presenta una baja toxicidad y se puede utilizar en bombas de calor, refrigeradores y deshumidificadores, entre otros equipos.

• R404A: refrigerante compuesto por una mezcla de R-125, R-143A y R-134A. Incluye unas prestaciones termodinámicas muy eficaces para nuevas instalaciones de temperatura baja/media.

El rango de sus aplicaciones es muy amplio: vitrinas, cámaras y almacenes frigoríficos, sistemas enfriadores de agua, túneles de congelados, barcos de pesca, pistas de hielo y transporte frigorífico.

• R507A: alternativa muy eficiente a largo plazo para antiguas instalaciones de media/baja refrigeración basadas en los refrigerantes R-22 o R-502, pero con una capacidad frigorífica superior a estos en determinadas condiciones.

Los escenarios de su uso más habituales son túneles de congelados, sistemas inundados, pistas de hielo, cámaras y vitrinas frigoríficas, máquinas de hielo y helados, así como barcos de pesca o sistemas dispensadores de bebidas frías.

• R426A: refrigerante de sustitución rápida, económica y sencilla de varios gases más tóxicos, como R-12, R-409A, R-406A y DI-36. Permite una eficiencia energética y una capacidad iguales que estos, pero su deslizamiento de temperatura es mayor, por lo que en caso de fuga, el fraccionamiento de la mezcla sería inferior.

El aire acondicionado de los automóviles es su aplicación más habitual, pero también es válido para otra variedad de equipos, como frigoríficos domésticos, transporte y refrigeración comercial o cámaras de conservación.

• R428A: sustituto de los refrigerantes R-22, R-502, R-408A, DI-44 y HP80, es una alternativa a largo plazo, menos tóxica e idónea para utilizar en una gran variedad de aplicaciones de refrigeración de temperatura media y baja.

Es compatible con los lubricantes tradicionales minerales, así como con los alquilbencénicos y con los sintéticos POE, por lo que no es necesario efectuar cambios en la instalación para comenzar a utilizarlo por ejemplo en supermercados, sistemas de almacén/transporte frigorífico o máquinas y pistas de hielo.