P r o y e c t o Comparativa de nuevos gases ecológicos ANTECEDENTES Centro Eraiken, Vitoria El martes 20 de mayo de 2014 se publicó en el Diario Oficial de la Unión Europea el Reglamento (UE) Nº 517/2014 sobre gases fluorados de efecto invernadero, que deroga el anterior Reglamento (CE) Nº 842/2006. Esta nueva normativa tiene como objetivo último la protección del medio ambiente mediante la reducción de las emisiones de gases fluorados de efecto invernadero y para ello determina las normas sobre el uso y prohibiciones, la recuperación y la destrucción de este tipo de gases. También establece condiciones para la comercialización de productos y sistemas que contengan estos refrigerantes, planteando una reducción gradual de las cantidades de hidrofluorocarburos que pueden comercializarse y asignando incluso cuotas de comercialización a los productores e importadores. El reglamento concede además mucha importancia a la formación y certificación de empresas y personas que vayan a desempeñar tareas de instalación, mantenimiento, controles de fugas y recuperación de gases fluorados de efecto invernadero. A continuación vamos a centrarnos en dos de los puntos más importantes de esta reglamentación, las prohibiciones de uso y los controles de fugas. PROHIBICIÓN Quedará prohibido a partir del 1 de enero de 2020 el uso de gases fluorados de efecto invernadero con un potencial de calentamiento atmosférico (PCA) igual o superior a 2500, para revisar o efectuar el mantenimiento de aparatos de refrigeración con un tamaño de carga de 40 toneladas equivalentes de CO2 o más. Hasta el 1 de enero de 2030 esta prohibición no se aplicará en los gases regenerados y correctamente etiquetados y en los gases reciclados, siempre que estos gases se hayan recuperado de los aparatos de refrigeración existentes. Estos gases reciclados sólo podrán ser usados por la empresa que haya realizado la recuperación como parte del mantenimiento o la revisión o la empresa para la que se haya realizado. 1
En la siguiente tabla se observa el resumen de lo mencionado anteriormente: 2
Sanciones: Se prevén sanciones que serán establecidas por los Estados miembros, quienes tomarán las medidas necesarias para garantizar su aplicación. Los Estados tendrán que informar a la Comisión de estas sanciones antes del 1 de enero de 2017. CONTROL DE FUGAS En el reglamento se hace especial hincapié en el control de fugas, que han de ser realizados por empresas certificadas de acuerdo con lo estipulado en dicha reglamentación. 3
Estos controles se efectuarán en aparatos (aparatos fijos de refrigeración, aire acondicionado, bombas de calor ) que contengan gases fluorados de efecto invernadero en cantidades equivalentes a 5 toneladas de CO2 o superiores, pero están exentos los sellados herméticamente que contengan una cantidad inferior a 10 toneladas equivalentes de CO2, siempre que estos aparatos estén debidamente etiquetados conforme están sellados. Hasta el 31 de diciembre de 2016 no estarán sujetos a control de fugas los aparatos que contengan menos de 3 kg de gases o los sellados herméticamente que contengan menos de 6 kg. Las frecuencias estipuladas para los controles de fugas son las siguientes: En cuanto a los sistemas de detección de fugas, en el reglamento dicen que los operadores o empresas mantenedoras velarán por que los aparatos que contengan 500 toneladas equivalentes de CO2 o más tengan instalados estos sistemas y que han de someterse a un control al menos una vez al año para garantizar su funcionamiento adecuado. Los operadores han de llevar un registro de los controles de fugas efectuados y almacenar los datos de los registros (a menos que se almacenen en una base de datos creada por las autoridades competentes de los estados miembros) durante al menos 5 años. También han de llevar un registro las empresas que suministran gases fluorados de efecto invernadero, en el que tiene que constar quienes son los compradores. ENTRADA EN VIGOR Y APLICACIÓN El reglamento entró en vigor al día siguiente de su publicación en el Diario Oficial de la Unión Europea, es decir a partir del 21 de mayo de 2014 y es aplicable desde el 1 de enero de 2015. Desde la aprobación del impuesto sobre gases refrigerantes fluorados, y con la llegada de la normativa F-GAS, en el caso de contar con una instalación de frío que opere con refrigerantes de elevado PCA hay que valorar las diferentes alternativas a base de refrigerantes más respetuosos con el medio ambiente, entre las que se encuentran las soluciones basadas en refrigerantes naturales, como el CO2, amoniaco, etc. Como es sabido, no podemos hablar de un gas ideal que encaje en todo tipo de instalaciones. Por ello, es necesario estudiar cada caso particular, las condiciones de aplicación, teniendo en cuenta que tenemos que conseguir la máxima eficiencia energética, cumpliendo la normativa medioambiental, sin perjudicar el rendimiento de la instalación y siendo viable 4
económicamente. Este escenario obliga a diseñadores e instaladores, sobretodo, sin olvidar a los conservadores- reparadores, a tener en consideración una nueva generación de gases refrigerantes o frigorígenos que aún no se encuentran suficientemente testados. Como consecuencia de este nuevo escenario, creemos conveniente realizar el estudio para clarificar las características y consecuencias de utilizar estos nuevos refrigerantes. OBJETIVO El objetivo de este proyecto consiste en la comprobación de las características determinadas por los fabricantes de los refrigerantes nuevos (que tengan permanencia hasta el 2020). PROCEDIMIENTO Preparar dos simuladores gemelos, es decir, producir dos contenedores isotérmicos mediante panel sándwich de espuma de poliuretano de 0,7m 3 donde la valvulería aparezca en un panel de chapa perforada para observar el comportamiento y sea más accesible. Comprobación de los refrigerantes (R134 A, R1234 YF, R1234 ZE, R450 A, R404 A, R448 A, R449 A, R407 F ) Tareas a realizar a las cámaras: o Poner las cámaras en funcionamiento para los siguientes casos: En alta temperatura (4-10 º C) En media temperatura (0-4 º C) En baja temperatura, con salmuera (-5-(-20 º C)) Para aire acondicionado o Realizar comparativas entre los siguientes refrigerantes: DENOMINACIÓN ASRHAE SUSTITUTO S NOMBRE COMERCIAL EMPRESA FABRICANTE R 404 A R 448 A SOLSTICE N40 HONEYWELL R 449 A OPTEON X40 DUPONT R 407 F GENETRON HONEYWELL PERFORMAX LT FORANE 407 A ARKEMA R 442 A RS 50 GRIT GAS SERVEI 5
DENOMINACIÓN ASRHAE SUSTITUTOS NOMBRE COMERCIAL EMPRESA FABRICANTE R 134 a R 1234 yf SOLSTICE yf HONEYWELL R 1234 ze SOLSTICE ze HONEYWELL R 450 A SOLSTICE N13 HONEYWELL HFO-1234 yf DUPONT HFO-1234 ze GRIT GAS SERVEI o Tomar los siguientes datos: T de evaporación (aspiración) T de condensador (descarga) T del líquido condensado T ambiente T interior cámara 1 T interior cámara 2 P de alta (descarga) P de baja (aspiración) Tiempo que tarda en llegar a régimen Consumo del compresor Consumo energético Generar fuga y comprobación del deslizamiento Comprobación de idoneidad del aceite (sintético(poliéster) y mineral) Despiece del compresor EQUPOS DE MEDIDA Sondas de T, P Registrador de datos: YOKOGAWA URS 1800 MOD. 437512 Contador de energía: CIRCUTOR MOD. AR 6 6
CONCLUSIONES Detallar el comportamiento de los distintos refrigerantes determinando sus ventajas y desventajas. 7
PROCESO A SEGUIR ETAPAS DESCRIPCIÓN OBSERVACIÓN Preparación de cámaras Carga de gas Proceso a realizar 2-3 veces Pesar el gas refrigerante Cargar refrigerante en fase líquida por aspiración Arrancar/parar síncronamente ambas cámaras en vacío hasta que alcancen régimen Desescarche Proceso a realizar 2-3 veces Tiempo de recuperación Toma de datos Realizar desescarche por resistencia eléctrica Toma de datos 24 horas Provocar fugas Recuperación gases Variando el tiempo. Iniciar con 1 s, posteriormente con 2 s y así sucesivamente hasta que una de las cámaras deje de funcionar Pesar el gas refrigerante que queda al final del ciclo 8
NUEVO RETO DEL CENTRO ERAIKEN Después de 4.000 millones de años de vida en la tierra y 200.000 años desde la aparición del hombre, en los últimos dos siglos se han generado cambios drásticos y el planeta ha cambiado más en estos últimos doscientos, que en todos los años anteriores. Los hábitos de la humanidad están generando que el calentamiento global del planeta vaya en aumento y, como consecuencia, la contaminación del medio ambiente también va a más. El aumento de la emisión de gases de efecto invernadero (GEI) antropogénicos supone un continuo calentamiento de la superficie del planeta con consecuencias que aún están por descubrir pero que ya vislumbramos. El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, conocido también por Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC en inglés), en su cuarto informe denominado Cambio climático 2007 indica que las emisiones mundiales de GEI por efecto de actividades humanas han aumentado en un 70 % en los últimos 50 años. Por ello, en el Protocolo de Kyoto (1997) y posteriores acuerdos, se ha definido una hoja de ruta para limitar las emisiones de los siguientes GEI: Dióxido de carbono (CO2), Metano (CH4), Óxido nitroso (N2O), Hexafluoruro de azufre (SF6), Así como dos grupos de gases fluorados: los hidrofluorocarbonos (HFC) y los perfluorocarbonos (PFC). LAS MEDIDAS Para la reducción de los primeros se ha promovido el cambio de calderas, la reducción de emisiones de vehículos, la certificación energética de edificios, entre otros. El segundo grupo engloba a la mayoría de los gases refrigerantes que usamos hoy día, en aplicaciones tales como la climatización de los vehículos y edificios y/o las instalaciones y equipos de refrigeración doméstica, comercial e industrial. La adaptación de estos equipos se tiene que producir, necesariamente, con unos gases refrigerantes de nueva generación o con replanteamientos a nivel técnico y de diseño de instalaciones y equipos para su uso con fluidos refrigerantes naturales que por condiciones de trabajo, toxicidad e inflamabilidad, son a día de hoy imposibles de implementar en la mayoría de usos. Los gases de nueva manufactura, únicamente están testados en laboratorios, y no se conoce cuál será su comportamiento real en instalaciones. Además, no se puede, en un contexto de crisis global, pretender que los equipos se renueven, por lo que habrá que adaptarlos. 9
PREGUNTAS SOBRE EL PROCESO DE ADAPTACIÓN El punto fuerte de los refrigerantes que hagan el nuevo camino debe ser el aprovechamiento máximo de las instalaciones existentes. Pero las dudas llegan a la hora de elegir el gas con el que afrontar el cambio. Deben ofrecer las mismas prestaciones con el mínimo cambio en la instalación. Serán capaces estos nuevos gases refrigerantes de proporcionar los mismos rendimientos frigoríficos que los gases a los que sustituyen? En el proceso de adaptación, se podrá realizar el cambio con los mismos equipos y mínimos ajustes en la regulación (recalentamiento de la VET)? Los aceites lubricantes que se utilizan hoy en día qué compatibilidad tienen con los nuevos gases? Dentro de las opciones disponibles hay que optar por la más idónea con la única información que proporciona el fabricante. LA MISIÓN DE ERAIKEN En esta encrucijada el nuevo reto está en discernir cuál es el que mejor se adapta a las necesidades de cada instalación o servicio, sea este doméstico, comercial o industrial. Recogiendo el guante que nos lanzan las empresas del sector desde el CIFP (ITS) CONSTRUCCION (ITB) LHII ERAIKEN y FRINSA S.L. en cooperación con importantes agentes del sector, tales como: DANFOSS, PECOMARK, FABRICANTES DE REFRIGERANTES vamos a realizar una comparativa de las diferentes alternativas y situaciones de trabajo reales para verificar las verdaderas prestaciones de éstos y la necesidad o no de adaptación de los equipos a la nueva realidad. Con este análisis se pretende colaborar con las empresas del sector en la elección idónea de los refrigerantes a utilizar en cada equipo o instalación. Centro Eraiken 10