R-32 y Compresor Inverter el dúo del mañana

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Con un potencial de agotamiento del ozono igual a cero, más ahorrador y eficiente, el hidrofluorocarbono R-32, en conjunto con los compresores Inverter, representa una de las alternativas que más ventajas ofrece a los técnicos y empresas para sustituir el refrigerante R-22, cuyo uso deberá eliminarse definitivamente de los países en vías de desarrollo durante las próximas dos décadas

Francisco Chavolla

El 70 por ciento de los sistemas minisplits que se comercializan en México utilizan gas R-22, también conocido como clorodifluorometano, y un compresor de velocidad constante (ENC/APG). Esta elección obedece, principalmente, al bajo precio en que se ofertan esta clase de sistemas, en comparación con los equipos minisplits que utilizan otros refrigerantes y tecnologías de compresión.

El R-22 está clasificado como un hidroclorofluorocarbono (HCFC), y posee un alto Potencial de Calentamiento Global (Global Warning Potential o GWP, por sus siglas en inglés). Este último término alude a la cantidad de calor que es capaz de atrapar un gas en la atmósfera y su contribución al efecto invernadero, en comparación con una masa similar de dióxido de carbono.

El R-22 es una sustancia con alto Potencial de Calentamiento Global; su GWP es de 1810

El Potencial se calcula sobre un intervalo de tiempo determinado, frecuentemente de 50, 100 o 500 años. La convención es que la molécula de CO2 tiene un GWP igual a 1; en otras sustancias el Potencial se expresa como un factor de este compuesto.

Por ejemplo, el clorodifluorometano tiene una GWP de 1810 en 100 años. En otras palabras, si la misma cantidad de R-22 y CO2 se liberaran en la atmósfera, el primero atrapará 1810 veces más calor que el segundo en los próximos 100 años.

El R-22, además, es considerada una sustancia Agotadora de la Capa de Ozono (Ozone Depletion Potential u ODP, por sus siglas en inglés). Su ODP es igual a 0.05.

En contraste, el 30 por ciento de los sistemas minisplits que se comercializan en México utilizan R-410A y un compresor tipo Inverter. Este refrigerante es un hidrofluorocarbono (HFC), y posee un ODP menor al del R-22. Su GWP, no obstante, es de 2090.

Menos impacto en el medio ambiente

Por otro lado, como parte de los compromisos acordados en el Protocolo de Montreal, el uso de este tipo de gas refrigerante deberá reducirse hasta suprimirse por completo y así detener el daño que ocasiona al medioambiente. En el caso de los países industrializados, la eliminación del R-22 está contemplada para 2020, mientras que para las naciones en vías de desarrollo entre 2030 y 2040.

Una nueva alternativa para abonar al cumplimiento de esta meta, tanto en Europa, Asia y Estados Unidos de Norteamérica son los minisplits que utilizan el gas R-32 y un compresor tipo Inverter; el R-32 es un refrigerante de transición con un GWP de 675, es decir un 75 por ciento menos contaminante que el R-410A. (Figura 1). Su ODP, además, es prácticamente nulo. En estos lugares, (Europa, Asia y Estados Unidos), se estima que se han vendido alrededor de 15 millones de equipos con este refrigerante y compresor Inverter hasta marzo de 2016.

En estos países, el R-32 es utilizado únicamente en equipos residenciales, en las llamadas unidades tipo consola hotelera, ventana y minisplits. Algunas empresas están desarrollando sistemas VRV con R-32.

Este refrigerante es mucho más eficiente que otros similares porque:

  • Mejora el coeficiente de desempeño (COP o Coheficient of Performance, por sus siglas en inglés) o eficiencia de los sistemas de aire acondicionado
  • Menor cantidad de refrigerante, ya que logra la misma capacidad térmica (Figura 2)
  • Reduce el tamaño de los equipos
  • La adopción de R-32 contribuirá a una mejor conservación de nuestro ambiente por su bajo GWP

Adicionalmente, como cualquier otro refrigerante, puede ser reciclado y reutilizado. La ventaja sobre el R-410A y el R-22 es que se trata de un refrigerante puro, lo que significa que el gas de un sistema podría limpiarse y reutilizarse en cualquier otro equipo, sin perder sus elementos esenciales.

A pesar de estos beneficios, en México todavía existen ciertas restricciones para su comercialización como gas sustituto. El Gobierno aún no aprueba totalmente su entrada, debido a que está clasificado como ligeramente inflamable, a pesar de que es la mejor alternativa tecnológica para sustituir a los gases R- 22 y R-410A.

Actualmente, ya se están importando equipos con este refrigerante de Estados Unidos a México, como es el caso de las unidades consola hotelera (PTAC).

De momento, su introducción está todavía en una etapa inicial de desarrollo, aunque ya hay algunas empresas que se han dado a la tarea de impulsar diversas comparativas. El objetivo es convencer a técnicos y usuarios en el mediano plazo de sus beneficios.

Características del R-32

  • Es un refrigerante puro (no es mezcla)
  • Está clasificado como un hidrofluorocarbono (HFC)
  • Es seguro en términos de inflamabilidad, pues está clasificado como “ligeramente inflamable”
  • Bajo en toxicidad
  • Es posible utilizar las herramientas de servicio utilizadas con R-410A
  • Presiones de operación ligeramente más altas a las del R-410ª

Capacidad superior de llevar calor

Un duelo de eficiencia
Como demostración de estos beneficios, la compañía japonesa DAIKIN, en mancuerna con el Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (INEEL), llevó a cabo recientemente un proyecto demostrativo, que consistió en la comparativa de estos dos sistemas de minisplits y su eficiencia energética.

El primero utilizó R-22 y un compresor constante; el segundo, empleó R-32 y un compresor Inverter. Los resultados de este proyecto fueron presentados ante la Semarnat, el Tecnológico de Monterrey, el Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica y la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía.

La metodología fue la siguiente: ambos sistemas minisplit, de igual capacidad térmica (1 T.R.), fueron instalados en la oficina de “Jefatura de Costos” del INEEL, ubicada en la ciudad de Cuernavaca, en Morelos. Los sistemas funcionaron alternadamente (un día uno; al siguiente día el otro) durante un mes (tabla 1).

La temperatura deseada (set point) fue de 24 grados Celsius; los dos sistemas se ajustaron a través de sus respectivos controles remotos inalámbricos. Estos últimos fueron retirados de la oficina del INEEL después del ajuste para que los sistemas no fueran manipulados. Cada 15 minutos se registró la temperatura a través de un data logger, simplemente para confirmar que los sistemas alcanzaran el parámetro deseado.

Para lograr la operación alternada se utilizó control centralizado del fabricante japonés para definir los días que debía operar cada uno de los sistemas, así como el horario de operación para ambos, el cual fue de 9 a 18 horas de lunes a viernes.

El Instituto desarrolló un dispositivo de medición de consumo eléctrico que fue instalado en la alimentación eléctrica común de ambos equipos. La función de este aparato fue registrar el consumo eléctrico cada 15 minutos; vía WiFi el personal de investigadores del INEEL obtuvo los datos grabados en él una vez por semana (figura 3).

El veredicto
Tal y como se observa en la tabla 1, los resultados de este estudio comparativo entre ambos refrigerantes y sistemas fueron contundes. Las barras en color café muestran el consumo de energía en kWh en un día de operación de un equipo de aire acondicionado con R-22 y un compresor tipo Enc/Apg.

Así, con una menor cantidad de refrigerante R-32 se obtiene la misma capacidad térmica que con un equipo que funciona a partir de R-22 o R-410A. Por otro lado, la sola utilización de la tecnología Inverter, comparada con un compresor de velocidad constante, brinda un ahorro del 40 al 50 por ciento en electricidad.

Luego, en el momento en que se requiere menos gas para tener la misma capacidad térmica, los componentes de los compresores se vuelven más pequeños, es decir, aquellos que justamente demandan más gasto de electricidad.

La suma de estas dos variables, la eficiencia de la tecnología Inverter más la reducción de tamaño de componentes a causa del R-32, da como resultado grandes ahorros de energía eléctrica.

Esto porque mientras más eficiente sea el gas y equipo utilizado para acondicionar edificios y residencias, menor será la factura de luz que recibirán los usuarios por concepto de aire acondicionado. A pesar de que la inversión inicial es mucho más alta porque se trata de una aplicación nueva, los beneficios en términos de gasto energético están plenamente justificados, pues se pagará mucho menos dinero por el concepto de electricidad.

Esta clase de estudios comparativos busca demostrar que la adopción futura de este refrigerante y tecnología no sólo representan una solución mucho más amistosa con el medioambiente, sino también más económica y ahorradora.

Las barras en verde, en cambio, indican el consumo por día de un sistema minisplit con R-32 y un compresor Inverter; la línea punteada amarilla, a su vez, representa la temperatura registrada al interior de la oficina.

Los datos recopilados arrojaron el siguiente veredicto: el sistema de aire acondicionado que utiliza R-32 más compresor Inverter (ver tabla 1) consume 2.95 veces menos energía eléctrica que el sistema minisplit que funciona con R-22 más compresor tipo Enc/Apg; esta cifra representa hasta 66 por ciento menos gasto de electricidad.

R-32, condiciones de uso
Aunque en México todavía no es comercializado, en caso de presentarse la oportunidad de instalar un equipo de aire acondicionado que funciona a base de R-32, garantizar su óptimo funcionamiento dependerá en buena medida de la pericia y habilidades del personal responsable de su instalación.

De entrada, un técnico capacitado en el manejo del gas R-410A no tendrá ningún problema en manipulación del R- 32. Esto porque las presiones de operación y herramientas utilizadas en ambos casos son muy similares la presión es ligeramente más alta en el caso del R-32, pero no es mucha diferencia.

Al igual que con otros refrigerantes, su manipulación es sencilla y a la vez compleja, debido a que cuando se instala cualquier sistema de refrigeración o de aire acondicionado es primordial realizar ciertos procedimientos como pruebas de hermeticidad o de vacío, las cuales requieren de personal especializado.

Un técnico que cobra barato se brinca estos procedimientos; el resultado es que el equipo falla en dos o tres días después de su arranque, lo que ocasiona fugas y accidentes. En cambio, un técnico comprometido con su trabajo lleva a cabo las pruebas de hermeticidad y de vacío, lo que garantiza que el sistema funcione perfectamente.

Para evitar situaciones que pongan en riesgo a los usuarios es necesario ofrecer una capacitación constante en lo que respecta a la instalación de sistemas de aire acondicionado. Los profesionales de la industria HVAC tienen una responsabilidad muy grande y deben ser conscientes del por qué es tan importante realizar esta clase de procedimientos.

Liberar accidentalmente cualquiera de estas sustancias a la atmósfera es sumamente dañino para la capa de ozono y habla de una persona muy irresponsable. Los técnicos profesionales y bien capacitados, por el contrario, saben que en lugar de liberar los refrigerantes a la atmósfera es necesario recuperarlos, limpiarlos, procesarlos, reutilizarlos o destruirlos.

En México, por fortuna, ya se imparten algunos cursos especializados, donde se explican los procedimientos que deberán seguirse para garantizar la seguridad y buen funcionamiento del R-32, un gas que, en virtud de sus propiedades, está llamado a convertirse en el refrigerante del mañana.
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Francisco Chavolla. Ingeniero Electromecánico egresado del Instituto Tecnológico de Tlalnepantla y Maestro en Administración de Negocios por la Universidad de las Américas Ciudad de México. Cuenta con más de 17 años de experiencia en ventas de sistemas de aire acondicionado y dos como capacitador. Actualmente es director del Centro de Entrenamiento DAIKIN para Latinoamérica.