CUANTIFICACIÓN DE EMISIONES DE GASES REFRIGERANTES EN MEXICALI BAJA CALIFORNIA

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1 CUANTIFICACIÓN DE EMISIONES DE GASES REFRIGERANTES EN MEXICALI BAJA CALIFORNIA Calderas, A. *1,3 ; Lambert, A. 2 ; Montero, G. 3 ; Campbell, H. 3 ; Leyva, O. 4 1 Estudiante del Programa de Maestría y Doctorado en Ciencias e Ingeniería. 2 Facultad de Ingeniería. 3 Instituto de Ingeniería. 4 Instituto de Investigaciones Sociales. Universidad Autónoma de Baja California. Blvd. Benito Juárez y Calle de la Normal S/N, Col. Insurgentes Este, C.P , Mexicali, BC-México. Resumen Se estableció una red de monitoreo de emisiones de gases refrigerantes, con ayuda de técnicos en refrigeración. Mediante esta estrategia se han obtenido datos de la masa de refrigerante que se envía a la atmósfera. Parte de ésta es emitida a la atmósfera por fugas en los equipos o por la liberación intencional, debido al desconocimiento de sus efectos negativos al medio ambiente o irresponsabilidad, por parte de los técnicos. Con esta información, se han elaborado distribuciones espaciales y temporales, de la cantidad de gas refrigerante emitido a la atmósfera en la Ciudad de Mexicali, Baja California. Además, se ha planteado el desarrollo de un modelo dinámico que permita observar las relaciones entre esta variable y factores socio-geográficos y, así, elaborar prospectivas. Con este estudio se pretende sentar las bases para el soporte en el desarrollo de inventarios de gases de efecto invernadero, dentro de los cuales se encuentran clasificados los gases refrigerantes. Palabras Clave Gases de efecto invernadero, gases refrigerantes, inventario de emisiones. 1. Introducción El Estado de Baja California se encuentra situado en la región noroeste de la República Mexicana. Limita al norte con California, EU; al este, con el río Colorado, el mar de Cortés y Sonora; al sur con Baja California Sur y al oeste con el Océano Pacífico. Está conformado por 5 municipios: Mexicali (su capital), Tijuana, Tecate, Ensenada y Rosarito, ocupando una superficie total de 71, 446 km2, equivalentes al 3.6 por ciento del territorio nacional [1]. Mexicali es una de las ciudades del país en donde se registran las mayores temperaturas durante los meses de mayo a septiembre, con valores promedio por arriba de los 40ºC y máximos de hasta 49ºC en julio y agosto [2]. En estas condiciones, el uso de aparatos de refrigeración y aire acondicionado es esencial para el confort de sus habitantes, lo que ha conducido a que la actividad de mantenimiento y servicio de estos dispositivos sea de gran importancia. En una época en la que las emisiones desmedidas de Gases de Efecto de Invernadero (GEI) a través de los años, principalmente de bióxido de carbono, han provocado cambios en la climatología de nuestro planeta a través del calentamiento global, es importante no perder de vista que los gases refrigerantes pertenecen a este grupo de sustancias y poseen la mayor capacidad para retener calor en la atmósfera terrestre. Debido a esto, es importante evitar en lo posible las emisiones a la atmósfera de los gases refrigerantes, ya sea por fugas o de manera intencional, y en caso de que ocurran tener una buena idea de cuánto gas se está emitiendo. En este sentido, el objetivo de este trabajo es establecer una metodología para cuantificar las emisiones a la atmósfera de gases refrigerantes en el sector doméstico de Mexicali, B. C. Para lograr esto, se utilizó la información que de manera rutinaria registran los técnicos en refrigeración y aire acondicionado, quienes previamente * Correspondencia: astridmco@yahoo.com

2 habían asistido a un programa de capacitación sobre buenas prácticas en sistemas de refrigeración y aire acondicionado. 2. Antecedentes Los daños ambientales globales que, desde hace varias décadas, han venido generando las emisiones de distintos tipos de gases, han logrado que se acuerden acciones internacionales para tratar de disminuir estos efectos negativos que afectan directa o indirectamente toda forma de vida sobre la Tierra. El agotamiento de la capa de ozono causado por la emisión de clorofluorocarbonos (CFC) dio origen a que se firmara el Protocolo de Montreal en el año de Con este convenio se logró la regulación y reducción de la producción y consumo de Sustancias Agotadoras de la capa de Ozono (SAO) [3]. Por otra parte, el Cambio Climático Global (CCG) causado por el Calentamiento Global que se genera con el aumento de emisiones de GEI [4], ha alertado a todas las naciones para cumplir con una serie de metas específicas, acordadas en el Protocolo de Kyoto, que reduzcan las emisiones de estas sustancias. Una de las primeras acciones realizadas en México para enfrentar el problema del calentamiento global fue cumplir con el compromiso adquirido ante la CMNUCC (Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático) de preparar inventarios nacionales de emisiones de GEI, ya que la capacidad de la comunidad internacional para lograr estabilizar las concentraciones de GEI en la atmósfera, a un nivel que evite una interferencia antropogénica peligrosa en el sistema climático, depende de un conocimiento preciso de las tendencias de las emisiones, y de nuestra capacidad colectiva para modificarlas [4]. Después de las versiones que fueron elaboradas para la Primera y Segunda Comunicación Nacional ante CMNUCC, se presentó el Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto de Invernadero (INEGEI) para el periodo Este inventario se estimó en concordancia con las Directrices del Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) en su versión revisada de En este informe se puntualiza que los datos utilizados fueron generados para otros fines distintos a los del inventario, como puede ser población, estadísticas energéticas y económicas, o para reforzar las regulaciones ambientales y locales [5]. También se señala que tal información obliga a realizar una serie de estimaciones y supuestos necesarios para adaptarla a lo solicitado en las hojas de trabajo del IPCC. Por ejemplo, en la producción de hidroflurocarbonos (HFC) como el refrigerante R134a, según la metodología del IPCC, se considera que un 0.5% del producto puede ser emitido a la atmósfera, esto es equivalente a 5 kg de HFC por tonelada de producto. Las emisiones de gases refrigerantes reportadas, las cuales se agruparon en el rubro de emisiones industriales, fueron únicamente para gases fluorados. Según el reporte, los hidrocarburos parcial y totalmente fluorados, HFC y PFC, en conjunto con el hexafluoruro de azufre (SF 6 ) contribuyen apenas con el 1% del total del inventario. Sin embargo, las emisiones de los gases fluorados muestran un importante incremento (109 veces) en el periodo 1992 a 2002, debido principalmente a un mayor uso de HFC en refrigeradores y aires acondicionados en industrias, viviendas y automóviles, ya que esta familia de gases viene a sustituir a algunos de los clorofluorocarbonos (CFC) controlados por el Protocolo de Montreal y cuyo uso está restringido en el mundo. El aumento en las emisiones de estos gases (reportadas como Gg equivalentes de CO 2 ) se dio de la siguiente manera, de 40.4 a para HFC, de a para PFC, y de 3.4 a 15.2 SF6. Como se puede observar, el principal gas que se consumió fue HFC y en particular el HFC-134a (refrigerante HFC que sustituye al R-12 de la familia de los CFC) el cual representa el 92% de las emisiones en el 2002.

3 Un aspecto muy importante a considerar es que los gases HFC y PFC, no están controlados por el Protocolo de Montreal ya que no contribuyen al agotamiento de la capa de ozono estratosférica. Sin embargo, estas sustancias químicas son objeto de preocupación debido a su elevado potencial de calentamiento global (PCG); por ejemplo, el R-134a (HFC-134a) tiene un PCG de Lo anterior significa que la emisión de 1 kg de R-134a es equivalente a la emisión de 1300 kg de CO 2 [3]. Considerando esto, se debe tener un monitoreo muy cuidadoso de estos gases si se toma en cuenta que el Programa de Ahorro Sistemático Integral (ASI) sustituyó en la regional Baja California 66,126 equipos de aire acondicionado en el periodo de 1997 a 2005 (aproximadamente el 40% de los 165,179 que sustituyó a nivel nacional), y sus expectativas para el periodo 2006 a 2010 son sustituir más de 150,000 aparatos. Una historia similar se da con los refrigeradores domésticos ya que en el periodo se sustituyeron a nivel nacional 211,622 aparatos y la expectativa para el periodo es de ayudar a sustituir más de 770,000 refrigeradores. Por su parte, la cuantificación de las emisiones de gases de efecto invernadero para el estado de Baja California (IEGEI-BC) se llevo a cabo con base en las recomendaciones contenidas en la metodología actualizada y unificada en 2006 por el IPCC para la elaboración de inventarios nacionales [6]. De acuerdo a esta metodología, las emisiones son calculadas para cuatro categorías o grupos de fuentes de emisión: 1. Energía, 2. Procesos Industriales y Uso de Productos, 3. Agricultura, Silvicultura y Cambio de Uso de Suelo y 4. Residuos. 3. Metodología La obtención de datos se realizó con la participación de un grupo de técnicos en refrigeración, quienes previamente asistieron al curso de capacitación Buenas Prácticas en Sistemas de Refrigeración y Aire Acondicionado, impartido en la Facultad de Ingeniería, Campus Mexicali, de la Universidad Autónoma de Baja California. En los servicios de mantenimiento y/o reparación que realizaron en el sector doméstico de Mexicali, B. C., se tomaron el tiempo para el llenado del formato que se muestra en la Figura 1. ESTIMACIÓN DE EMISIONES DE GASES REFRIGERANTES Importante: La siguiente información será usada únicamente con fines científicos. Tipo de equipo Fecha: Capacidad de enfriamiento Tipo de refrigerante Se recargo refrigerante? ( ) Si ( ) No Cantidad recargada Ha presentado fugas el equipo anteriormente? ( ) Si ( ) No Con qué frecuencia? ( ) cada año ( ) cada 2 años ( ) cada 3 años o más Posible causa de la fuga Dirección dónde se realizó el servicio Figura 1. Formato usado durante los servicios por parte de los técnicos. A partir de esta información, la recarga de gas refrigerante que se le suministró a los equipos se consideró como la cantidad de masa de refrigerante perdida por fuga, debido a que el dispositivo que contiene al gas, en los aparatos de refrigeración y aire acondicionado, es un sistema cerrado y en condiciones normales de funcionamiento no hay transferencia de masa de dicha sustancia hacia fuera del sistema.

4 El siguiente paso fue obtener las coordenadas geográficas de las distintas direcciones donde se llevaron a cabo los servicios. Ésto se realizó con el software Google Earth, debido a que los técnicos generalmente no cuentan con sistemas de posicionamiento geográfico (GPS, por sus siglas en inglés). Para facilitar el manejo de información se elaboró una base de datos que permite realizar diversas consultas y con la que se pueden obtener estadísticas básicas sobre la información capturada. En la Figura 2 se presentan las ventanas del menú y de captura de información de este programa. Figura 2. Programa para captura y manejo de la información. Para ubicar y visualizar geoespacialmente la información manejada, se utilizó el programa MapInfo con el que se utilizó un mapa georeferenciado de Mexicali que contiene información sobre el tipo de vivienda en las distintas colonias de la ciudad. La integración de estos sistemas informáticos permitió la conformación del Sistema de Información Geográfica (SIG) de las emisiones por fugas de aire acondicionado en el sector doméstico de Mexicali, B. C., para los años 2006, 2007 y Se elaboraron mapas, a partir del SIG, para observar la distribución de las emisiones en la ciudad para la muestra utilizada. 4. Resultados y discusión El tamaño de muestra que se trabajó en cada uno de los años (2006, 2007 y 2008) consistió de 600 registros, que representan aproximadamente el 0.5% de las viviendas que, según estimaciones del IEGEI-BC [6], podrían contar con al menos un aparato de aire acondicionado en la ciudad de Mexicali. De los datos registrados, se pudo observar (Figura 3) un uso importante del gas CFC R11 en 2006 y 2007, con 22% y 21%, respectivamente, mientras que para el año 2008 su presencia cayó hasta un 2%. Cabe señalar que a pesar de que en México no se producen CFC desde el 2005, la existencia de estos gases responde principalmente a la presencia de aparatos viejos de aire acondicionado que los usan, sobretodo en la población de bajos recursos que adquieren equipos usados desechados en los Estados Unidos. Por otra parte, la marcada reducción en el uso de R11 para el 2008, puede ser un indicativo del éxito del programa de sustitución de aparatos de aire acondicionado del Gobierno Federal, aunado a las campañas que ofrecen las distribuidoras de estos aparatos para facilitar su compra.

5 Figura 3. Consumo de Gases Refrigerantes para los años 2006, 2007 y Figura 4. Distribución espacial de las fugas de gas refrigerante para el año R-11, azul; R-12, amarillo; R-22, rosa; R-134a, naranja Figura 5. Distribución espacial de las fugas de gas refrigerante para el año R-11, azul; R-12, amarillo; R-22, rosa; R-134a, naranja.

6 En las Figuras 4 y 5, se puede observar la distribución espacial que tuvieron las muestras analizadas de los años 2006 y 2008, respectivamente. Con este tipo de gráficas se están analizando las relaciones de la cantidad de fuga con factores como, por ejemplo, el nivel socio-económico, determinado por el tipo de de vivienda que presenta el mapa georeferenciado. Hasta el momento, hemos encontrado una buena correlación de mayor presencia de fugas con zonas de viviendas de bajos recursos. Probablemente como consecuencia de la falta de mantenimiento o por la no solución al problema de fuga presente en los aparatos. Aunque el problema de fugas en los aparatos no es exclusivo en la población de bajos recursos, su bajo poder adquisitivo les impide arreglar las partes por donde se fuga el gas y se limitan a recargar su aparato para sobrellevar la temporada de calor. Por otra parte, también hemos encontrado que en las zonas residenciales, a pesar de presentarse menor número de casos, la cantidad de gas que se fuga es mayor. Esto claramente nos indica que los aparatos que se usan en estas zonas son de mayor capacidad por lo que usan una cantidad mayor de refrigerante. Con los resultados que se han obtenido hasta el momento, se está alimentado un modelo dinámico desarrollado con el programa Stella, que permitirá analizar el comportamiento de las emisiones de gases refrigerantes variando los distintos factores que contribuyen a la presencia de fugas. 5. Conclusiones En congruencia con las recomendaciones hechas en los Inventarios de Emisiones de Gases de Efecto de Invernadero Federal y Estatal, INEGEI 2002 y IEGEI-BC 2005, respectivamente, en este trabajo se ha observado que la metodología usada para contabilizar las emisiones de gases refrigerantes, es una excelente propuesta que ayudará en gran medida a la actualización de los inventarios. A pesar de que las muestras utilizadas para cada uno de los años representan una pequeña fracción del universo estadístico (menos de 1%), los resultados obtenidos representan de manera general lo que podemos esperar, considerando muestras más grandes, del comportamiento de las emisiones a la atmósfera de gases refrigerantes. En lo sucesivo, se buscará la participación de un mayor número de técnicos para obtener muestras mayores que den más confiabilidad a los resultados. En el caso del estado de Baja California, y particularmente de la ciudad de Mexicali, es importante promover e incentivar programas voluntarios de reporte de emisiones de gases refrigerantes, como parte del Registro de Emisiones y Transferencia de Contaminantes (RETC) establecido por SEMARNAT y/o del Programa GEI, promovido por el Centro de Estudios del Sector Privado para el Desarrollo Sustentable (CESPEDES). 6. Referencias [1] Gobierno del estado de Baja California. Disponible en: [2] Gobierno del estado de Baja California. Disponible en: [3] Yañez, G., Buenas Prácticas en Sistemas de Refrigeración y Aire Acondicionado, SEMARNAT-ONUDI, México, [4] IPCC, Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Workbook.

7 [5] Instituto Nacionalde Ecología, Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto de Invernadero , SEMARNAT-INE, México, [6] Centro Mario Molina, Inventario de Emisiones de Gases de Efecto de Invernadero del Estado de Baja California 2005, Secretaria de Protección al Ambiente del Estado de Baja California (2007). Agradecimientos Agradecemos al Programa de Mejoramiento del Profesorado (PROMEP-SEP) por el apoyo económico brindado para la consolidación de este proyecto, así como al personal de la CCIIA-UABC por su guía en el enlace con PROMEP. De igual forma, reconocemos el apoyo brindado por la LSC Ivette Cota Rivera en la elaboración de la base de datos.