El futuro de los refrigerantes

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Aunque aún queda mucho por hacer en materia de regulación y desarrollo de refrigerantes más sustentables y eficientes, las medidas de reducción de CFC y HCFC, implementadas a raíz del Protocolo de Montreal y la Enmienda de Kigali, marcan la ruta a seguir para lograr la recuperación de la capa de ozono y reducir la amenaza del calentamiento global

Gildardo Yañez / Esquemas: cortesía del autor

Los científicos Mario Molina y Frank Sherwood Rowland fueron los primeros en señalar a los clorofluorocarbonos (CFC) como los responsables de la disminución del ozono que se observó por primera vez en 1974. En un principio se había creído que estos gases no podían alcanzar las capas más altas de la atmósfera, ya que son más densos que el aire. Sin embargo, después se descubrió que poseen una vida media de entre 75 y 120 años. Esto, más las corrientes atmosféricas de aire que les facilitan alcanzar importantes alturas, les permiten causar daños como la destrucción de la capa de ozono.

Agujero en la capa de ozono
El ozono cumple un rol fundamental en la absorción de la mayor parte de la radiación ultravioleta-B (UV-B), para evitar que llegue a la superficie de la Tierra. Molina y Rowland demostraron que un sólo átomo de cloro en la estratósfera puede destruir cien mil moléculas de ozono. Esta disminución en su cantidad permite que más radiación ultravioleta llegue hasta la superficie de la tierra, causando daños como:

  1. Incremento de casos de cáncer en la piel
  2. Debilitamiento del sistema inmunológico
  3. Daños a las cosechas, su calidad y al rendimiento de los cultivos
  4. Afectaciones en los ecosistemas terrestres que perjudican gravemente el hábitat natural de los animales

La revista National Geographic señala que el agujero en la capa de ozono de la Antártida se forma durante septiembre en el invierno del hemisferio sur, pero el año pasado un estudio que analiza la composición química dentro del mismo determinó que éste se había reducido a 12.2 millones de kilómetros cuadrados en extensión; lo cual representa una reducción histórica desde 1988. Esta disminución tuvo una variabilidad natural; sin embargo, los científicos estuvieron de acuerdo en que la eliminación de los CFC también jugó un papel preponderante en este acontecimiento, por lo que estiman que la capa de ozono se recuperará en 2060.

El Protocolo de Montreal
Este tratado, relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono, se adoptó el 16 de septiembre de 1987 en la sede de la Organización de Aviación Civil Internacional de Montreal, Canadá. Entró en vigor el 1.º de enero de 1989, cuando fue ratificado por 29 países, gracias a la fuerza impulsora detrás de la firma del acuerdo que buscaba la protección de la salud humana.

El 16 de septiembre de 2009, la Convención de Viena y el Protocolo de Montreal se convirtieron en los primeros tratados de la historia de las Naciones Unidas en lograr la ratificación universal que buscaba la recuperación de la capa de ozono. La Convención de Viena fue un mecanismo de cooperación con el que 28 países se comprometieron a tomar medidas de protección a la capa de ozono en 1985. Dos años después, sus objetivos dieron paso a la redacción del Protocolo de Montreal, con el cual se determinó que entre estas medidas debían existir algunas que se encaminaran a controlar la producción mundial y el consumo de sustancias que la agotan, así como la eliminación de CFC y HCFC.

Entre los objetivos del Protocolo de Montreal se encuentran eliminar las emisiones de sustancias agotadoras del ozono (SAO) emitidas por los sectores industriales de la refrigeración comercial, doméstica, transporte, aires acondicionados para vehículos, unidades individuales de aire acondicionado, espumas de construcción, aerosoles de uso general, etcétera.

La actualización más reciente fue en Kigali, en donde las Partes llegaron al acuerdo de reducir el uso de los hidroflorocarbonos gradualmente durante un periodo de 30 años. Esto ocurrió en la 28.ª Reunión de las Partes, el 15 de octubre de 2016 en Kigali, Ruanda, donde se estableció el compromiso de reducir la producción, el consumo, las importaciones y exportaciones de hidrofluorocarbonos.

México y el Protocolo de Montreal
El 21 de junio de 2018 el Gobierno Federal de México emitió el Decreto por el que ratificó la Enmienda del Protocolo de Montreal relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono, aprobada en Kigali, el 15 de octubre de 2016, con la cual se comprometió a contribuir y evitar el incremento de medio grado centígrado en la temperatura global del planeta en el año 2100. Para ello, es preciso controlar y reducir el consumo y producción de los HFC.

Ante esto, los sectores industriales, de servicios, académico y los usuarios de sistemas de refrigeración y aire acondicionado deberán impulsar el desarrollo de tecnología más eficiente y libre de HFC. Es necesario destacar la relevancia de este acontecimiento, de acuerdo con el gobierno mexicano.

En la actualidad, el país “consume poco más de 30 mil toneladas de HFC, principalmente, en sistemas de refrigeración y aire acondicionado; esto significa aproximadamente 49.6 megatoneladas de CO2 equivalente”.

En 2019 entrará en vigor la Enmienda de Kigali y especifica cómo calcular la línea de base para el consumo, producción y reducción de HFC en un 80 por ciento en un periodo de 30 años, para permitir el desarrollo de nuevas tecnologías, así como el cronograma de los pasos de eliminación de estas sustancias. También tiene un esquema que permitirá a los países en desarrollo, entre ellos México, llevar a cabo acciones tempranas y tener acceso a los recursos del Fondo Multilateral de Inversiones (FOMIN) que financia actividades de cooperación técnica para controlar la producción y/o consumo de HFC.

El Programa de las Naciones Unidas para el Ambiente estableció que los equipos para alta temperatura ambiente que quedarán exentos de la regulación son:

  • Equipos de aire acondicionado comercial y residencial divididos con más de dos unidades interiores (multisplits)
  • Sistemas divididos de aire acondicionado por conducto (residencial y comercial)
  • Equipo autónomo de aire acondicionado por conducto (uso comercial)
  • Sistemas situados en países donde al menos dos meses por año y durante 10 años consecutivos se haya mantenido una temperatura media mensual máxima por encima de 35 °C

Circulo completo de los Refrigerantes

Incremento en el uso de HFC
La pregunta de por qué aumentaron las emisiones de HFC a la atmósfera se responde con el hecho de que son la opción de refrigerantes alternativos para sustituir a los clasificados como SAO, como los CFC y HCFC. Por lo tanto, si no se toman medidas regulatorias, se proyecta que para 2050 los HFC serán responsables de provocar 19 por ciento del efecto invernadero del planeta.

Un informe elaborado por la Coalición por el Clima y el Aire Limpio (CCACoalition) concluyó que la sustitución de HFC de alto Potencial de Calentamiento Global (PCG) con alternativas bajas podría evitar 0.1 °C de calentamiento en 2050. Aunado a esto, Fatih Birol, director Ejecutivo de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), afirmó que “la creciente demanda de acondicionadores de aire es uno de los puntos ciegos más críticos en el debate energético de hoy. Establecer estándares de eficiencia más altos para el enfriamiento es uno de los pasos más fáciles que pueden tomar los gobiernos para reducir la necesidad de nuevas centrales eléctricas, reducir las emisiones y los costos en el mismo tiempo.”

En su estudio El futuro del enfriamiento. Oportunidades para un aire acondicionado energéticamente eficiente, la IEA señala que el uso de aires acondicionados y ventiladores eléctricos representa casi una quinta parte del uso de la energía total en edificios, además del 10 por ciento del consumo mundial de electricidad.

A su vez, un artículo publicado por el The New York Times intitulado “El calentamiento que genera el aire acondicionado”, afirma que la demanda global de energía para la climatización podría triplicarse para 2050. En consecuencia, aumentará la demanda de generación de electricidad para el funcionamiento de sistemas HVAC, los cuales pasarían de consumir 1 250 millones de toneladas en 2016 a 2 280 en 2050. Con esto, el calentamiento global aumentaría, así como la demanda de sistemas de aire acondicionado.

Cabe destacar que dicho fenómeno se concentra en un pequeño número de países; asimismo, las ventas de equipos HVAC aumentarán rápidamente en las economías emergentes durante las próximas tres décadas. Esto significa que el uso de aire acondicionado se está convirtiendo en un pilar para el crecimiento global de la demanda eléctrica, debido a que su presencia cada vez es más común en oficinas, hogares, etcétera.

El informe de la AIE detalla que, hoy en día, se tiene un inventario global de 1.6 mil millones de unidades de aire acondicionado en edificaciones, si bien se calcula que para 2050 el número crecerá a 5.6 mil millones. Lo anterior implica la necesidad de establecer medidas para asegurar la eficiencia energética en los equipos, tales como:

  • Estándares de rendimiento energético mínimos estrictos
  • Etiquetado
  • Incentivos a los fabricantes y consumidores
  • Considerar las emisiones en el costo de la electricidad
  • Energías renovables como la solar
  • Llevar a cabo la desgasificación previa y la extracción y oxidación del metano del aire de ventilación de las minas de carbón
  • Reemplazar la calefacción tradicional por sistemas de biomasa de combustión limpia
  • Sustituir los HFC de alto potencial de calentamiento global por alternativas de bajo o cero PCG, combinadas con mejoras en la eficiencia energética del ciclo de vida
  • Mejorar los materiales de aislamiento y los diseños de edificios para evitar o reducir el uso de acondicionadores de aire

Los refrigerantes llegan a una novena generación

Opciones de refrigerantes
Actualmente, existen en el mercado opciones con menor impacto ecológico. Una de ellas son las Hidrofluorolefinas o HFO, refrigerantes que no agotan la capa de ozono y tienen un bajo PCG; sin embargo, éstos todavía representan importantes riesgos para la seguridad humana, debido a que son ligeramente inflamables y cuando se queman liberan sustancias peligrosas, como el fluoruro de hidrógeno, cuya toxicidad es elevada y potencialmente letal para los humanos en espacios sin ventilación (Romo, Sinaí, “HFO: Otra alternativa”, Cero Grados Celsius, Núm. 43, marzo, 2015, pp. 22-23).

Por su parte, el reto de los refrigerantes naturales, como el amoniaco (NH3), el propano o el CO2, implica diseminar información en cuanto a las medidas de seguridad necesarias que se deben adoptar y las ventajas para el medioambiente que ofrecen.

 

Gildardo Yañez
Ingeniero Industrial Electricista con el grado de maestro en Administración y especialista en refrigerantes y refrigeración. Actualmente, se desempeña como el gerente de Capacitación Técnica en BOHN de México.




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