Los días de los principales refrigerantes usados en el sector HVACR están contados. Con la Enmienda de Kigali en vigor, la llegada de fluidos con menor PAO y menor PCG es cuestión de tiempo. Chemours nos cuenta cuáles son sus propuestas y cuáles, sus ventajas
Por Christopher García
Tanto para bien como para mal, el clorodifluorometano (mejor conocido como R-22) llegó a la industria HVACR para convertirse en uno de los fluidos refrigerantes más utilizados. Luego del histórico hallazgo del agotamiento de la capa de ozono por parte de Mario Molina y Frank Sherwood Rowland, que sacó de circulación a clorofluorocarbonos como el R-11 y R-12, los hidroclorofluorocarbonos como el R-22 se unieron al baile.
La popularidad del R-22 se debió a su casi nulo potencial de agotamiento del ozono (PAO), a su bajo punto de fusión (-157ºC) y a su sobresaliente desempeño operativo. No obstante, tras varias décadas de éxito, la carrera del R-22 está llegando a su fin. De suerte que incluso en los países en desarrollo —grupo del que México forma parte— el funeral del clorodifluorometano ya tiene fecha.
Pese a sus beneficios para la industria, con el tiempo se ha hecho evidente que sus perjuicios son mayores. Con un potencial de calentamiento global (PCG) 1 mil 810 veces mayor que el del CO2, resulta ambientalmente insostenible su permanencia en el mercado. Recordemos que el principal objetivo ambiental de la actualidad es mantener el calentamiento del planeta por debajo de los 1.5º C.
Desde luego el R-22 no es el único refrigerante que ya tiene la soga al cuello. De acuerdo con el documento Hoja de ruta para implementar la Enmienda de Kigali en México, publicado por la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, a la fecha, el uso de cuatro hidrofluorocarbonos (HFC) deberá congelarse, reducirse y finalmente eliminarse en breve para cumplir con los objetivos de la Enmienda: el R-410A, empleado sobre todo en aire acondicionado estacionario; el R-134a, usado principalmente en aire acondicionado automotriz y refrigeración doméstica; el R-404A, consumido en el sector de refrigeración comercial, y el R-245fa, empleado en la fabricación de espumas rígidas de poliuretano.
En conjunto, estos cuatro compuestos representan más de 90% del consumo nacional de refrigerantes y “son, por tanto, prioritarios en la implementación de la Enmienda de Kigali”, se lee en el documento, toda vez que su PCG es de 2 mil 88, 1 mil 430, 3 mil 922 y 1 mil 30, respectivamente.
En conjunto, los refrigerantes R-410A, R-134a, R-404A y R-245fs representan más de 90% del consumo nacional de HFC y son, por tanto, prioritarios en la implementación de la Enmienda de Kigali, toda vez que su PCG es de 1mil 924, 1 mil 300, 3 mil 943 y 1 mil 30, respectivamente. Fuente de la imagen: UNIDO, a partir de información de Aduanas
Llevar a cabo este proceso de eliminación parece sencillo, pero no lo es tanto. La mayoría de las industrias dependen de los refrigerantes para continuar con sus respectivas actividades. De ahí que el Gobierno Mexicano —como todos aquellos que han ratificado la Enmienda— haya establecido un calendario de reducción paulatina, según el cual en 2024 se deberá de congelar el consumo de HFC. Dicho consumo se definirá tomando como base el promedio de consumo en el periodo de 2020 a 2022. Cinco años más tarde, tal consumo se reducirá en 10%; para 2035 en 30%; a la mitad para 2040, y en 80% para 2045.
Es decir que en poco más de 20 años los HFC dejarían prácticamente de existir en la industria.
Pero, como ocurrió en su momento con los CFC y los HCFC, nuevos actores deberán entrar en escena para suplir a quienes están por abandonar el escenario.
Los principales candidatos para sustituir a los HFC son los refrigerantes naturales y las hidrofluorolefinas (HFO). En el primer grupo, el CO2 y los hidrocarburos van ganando terreno. Sobre las características y ventajas del segundo grupo nos brindaron detalles Arthur Ngai-Dian y Brandon Marshall, especialistas de The Chemours Company.
De acuerdo con el calendario de reducción de HFC establecido por la Enmienda de Kigali para México, en 2024 se deberá de congelar el consumo de HFC. Dicho consumo se definirá tomando como base el promedio de consumo en el periodo de 2020 a 2022. Cinco años más tarde, tal consumo se reducirá en 10%; para 2035 en 30%; a la mitad para 2040, y en 80% para 2045. Fuente de la imagen: Enmienda de Kigali
Los nuevos, los viejos y los que vienen
El desarrollo de alternativas para remplazar a los HFC comenzó hace ya varios años. Las compañías fabricantes de refrigerantes sintéticos, entre las que se cuenta Chemours, han desarrollado diversas propuestas que pueden usarse como sustitutos de los HFC más usados en la actualidad.
La familia de refrigerantes desarrollada por Chemours lleva por nombre Opteon. Y en México, desde hace poco más de cinco años, se conoce a tres de sus miembros: el Opteon XP40, el XP10 y el XP44. Los tres refrigerantes fueron diseñados para remplazar a los HFC en sus distintas aplicaciones y para reducir de manera significativa el PCG de los refrigerantes actuales. El XP40 se emplea principalmente en refrigeración comercial; el XP44 se utiliza para aplicaciones de transporte, mientras que el XP10 también es para refrigeración comercial.
Los refrigerantes del portafolio Opteon, asegura Brandon Marshall, quien se desempeña como Gerente para el Mercado Norteamericano en el segmento de Soluciones Térmicas y Especializadas para Chemours, tienen un PAO nulo, mientras que su PCG es menor en comparación con los fluidos actuales y, en algunos casos, mínimo. “Si comparamos el XP40 con el R-404A, el de éste es de 3 mil 943, mientras que el del XP40 es de 1 mil 300. Entonces, la reducción sí es significativa. Si miramos hacia el futuro, hay incluso algunas otras soluciones listas para usarse. Tenemos ya lista la serie Opteon XL, la cual tiene un PCG incluso menor. Esta línea ofrece PCG menores de 500, menores de 300 y menores de 150, respectivamente”.
El XP40 así como otras soluciones de la línea Opteon, comenzaron en Europa como casos de estudio. Y nos dimos cuenta de que al cambiar de R-404A a XP40 no sólo tienes una reducción de más de 60% en tu PCG, sino que también obtienes mejoras de eficiencia”
Brandon Marshall, Gerente en el Mercado Norteamericano del segmento de Soluciones Térmicas y Especializadas para Chemours
Pero ¿por qué es tan importante reducir el PCG de los refrigerantes? Porque entre menor sea, menor será su contribución al aumento de temperatura del planeta. En este aspecto, los refrigerantes contribuyen de dos maneras: mediante emisiones directas y mediante emisiones indirectas. Las directas son “aquellas relacionadas con productos que pueden fugarse, debido a que hay un problema con el sistema, una falla o simplemente porque el equipo se desgastó”, explica Marshall. “Estas se miden en CO2 equivalente, y también puedo repararlas y reducirlas. Las emisiones indirectas tienen que ver con la eficiencia energética de los equipos. ¿De qué manera va a afectar el equipo que estoy usando a la planta de generación de energía que usa gas natural para operar?”, ejemplifica.
En este sentido, Marshall subraya la aportación del XP40 en particular a incrementar la eficiencia energética de los equipos. “En el mercado global, el XP40 así como otras soluciones de la línea Opteon, comenzaron en Europa como casos de estudio. Y nos dimos cuenta de que al cambiar de R-404A a XP40, tanto en retrofits como en sistemas nuevos, no sólo tienes una reducción de más de 60% en tu PCG, sino que también obtienes mejoras de eficiencia”.
El representante de Chemours detalla que al ejecutar un retrofit en sistemas que solían usar R-404A el aumento en la eficiencia es de hasta 10%. “Entonces, también se obtiene una reducción en el consumo de energía, lo cual es de mucha importancia para las empresas”, apunta.
Aunado a ello, la línea XP permite que los sistemas sigan operando sin necesidad de cambios mayores, “lo que no ocurre con otras soluciones que también están disponibles en el mercado, como los refrigerantes naturales”, destaca.
Si bien el especialista explica que, como ante el remplazo de cualquier componente, es preciso revisar el sistema al cambiar de refrigerante, “no tienes que sacar de operación todas las vitrinas o cambiar todas las líneas que operan bajo la tienda, debido a la cercanía en la operación entre ambos fluidos. Es posible que haya cambios menores en la válvula de expansión termostática; no que se tenga que cambiar, pero sí ajustar para optimizar el sobrecalentamiento”.
¿Cambiar o no cambiar?
La transición hacia la nueva generación de refrigerantes cada vez genera menos dudas. Hasta hace unos años, las empresas buscaban la manera de postergar la transición o, de ser posible, evitarla.
Sin embargo, la sustentabilidad corporativa, ligada a la descarbonización, es una tendencia mundial que está cambiando el rumbo por el que transitan las empresas. Y los refrigerantes forman parte de este cambio de rumbo.
Mucho se debe a que los consumidores a los que sirven las empresas están más atentos a estos aspectos, como resultado de un mayor acceso a la información.
“Aunque las personas no solían estar tan involucradas en estos temas, cada vez es más notoria la necesidad de estarlo”, señala Brandon Marshall. “Se está convirtiendo en parte de nuestra vida diaria. Incluso en el supermercado puedes encontrarte con productos, cuya etiqueta resalta ‘producido de manera sustentable’, o que cierta parte de la venta del producto se destina al cuidado de los bosques. Incluso en los productos básicos que usamos todos los días, la sustentabilidad ha ganado gran relevancia”.
Por supuesto, Chemours no es la excepción. Marshall explica que las soluciones de la marca apoyan al crecimiento sustentable de la infraestructura requerida para muchos procesos. “Hablamos de supermercados, retail, pero también de las redes que permiten que todo esté conectado actualmente. Para que esto sea posible se requieren centros de datos, los cuales, a su vez, requieren sistemas de enfriamiento bajo estándares específicos. De igual manera, trabajamos en el sector automotriz, donde el fluido refrigerante que se ha usado durante mucho tiempo a escala global es el R-134a, pero muchas compañías están comenzando a migrar a nuestra solución Opteon YF. Y las marcas lo están informando en sus sitios web. Elementos tan sencillos como el refrigerante de tu automóvil, en el que hace años ni siquiera habrías pensado al comprar un vehículo, se está usando como un elemento para importante para la decisión de compra”.
Arthur Ngai-Dian coincide en que el consumidor está cada vez más consciente sobre temas como el ambiente, el gobierno y la responsabilidad social. Pone por ejemplo el caso de los productores de carne en Brasil, donde él reside; “si para producir la carne que exportas debes devastar las áreas verdes, no estás asumiendo responsabilidad. Lo mismo ocurre en todas las industrias. La refrigeración es de suma importancia para los minoristas y los supermercados; si no manejas tus procesos de manera responsable y sustentable, puede impactar a tu consumidor”.
Si para producir debes devastar las áreas verdes, no estás asumiendo responsabilidad. Lo mismo ocurre en todas las industrias. La refrigeración es de suma importancia para los minoristas y los supermercados; si no manejas tus procesos de manera responsable y sustentable, puede impactar a tu consumidor
Parte de la importancia de que las empresas integren los Objetivos de Desarrollo Sostenible en sus prácticas corporativas y en sus procesos es que si no lo hacen dejarán de ser competitivos, frente a las compañías que sí los integran. Las empresas que hace años sentían la obligación de ser mejores en términos ambientales hoy toman este tipo de avances y esfuerzos con orgullo.
“Este punto es muy importante para Chermours”, celebra Marshall. «Más allá de ayudar a nuestros clientes con los productos que desarrollamos, ponemos mucho énfasis en reducir nuestra huella de carbono a lo largo del tiempo. Tenemos 10 metas en las que estamos alineados hacia 2030, que no sólo se vinculan con nuestros procesos de producción, sino que se vinculan con las metas que la ONU ha establecido. Y de hecho esas son las historias que más me gusta contar. No me malinterpretes, me encantan las historias en las que nuestros clientes desarrollan nuevos proyectos o mejoran sus sistemas gracias a nuestras soluciones; pero aquellas en las que hablamos de cómo Chemours ha donado sistemas, tiempo y dinero para ayudar a una comunidad son las que me hacer sentirme orgulloso de trabajar en Chemours”.
Al concluir esta idea, Brandon Marshall lanza una propuesta a manera de reto. “Si piensas en 2029, cuando la regulación se volverá más estricta, para quienes están especificando en este momento sistemas, productos o componentes para los próximos 20 años, dicha fecha no es tan lejana. Habría entonces que tomar en consideración ese horizonte, pues el uso de los refrigerantes actuales irá disminuyendo poco a poco. Habría que preguntarse, ¿dónde estará ese sistema en 2029?”
”Quizás sea más sencillo seguir usando en este momento R-22, como lo han venido haciendo; pero si piensas en el apoyo para tus clientes a largo plazo, considerar productos como el XP40 o el XP10 será de gran valor para ellos, y pueden ser usados como una ventaja competitiva. Se trata de poner las cartas sobre la mesa y tener en mente que el cliente tendrá un respaldo para los próximos 20 años, más allá de 2029”.
A todo lo descrito, Arthur Ngai-Dian, quien funge como gerente de Desarrollo de Negocios para Latinoamérica en Chemours, añade un par de ventajas de la línea Opteon XP: el tiempo de paro y el costo del sistema. “En ocasiones, cuando usas una tecnología completamente distinta, el paro en las operaciones puede ser de semanas. Además, cuando se toma una decisión como esta, se debe considerar el costo total de la inversión, lo que incluye la operación. Recordemos que la eficiencia energética en México está completamente vinculada con la sustentabilidad; no puedes elegir una tecnología que sólo tiene un bajo PCG. El mejor balance es cuando se tiene un bajo PCG y una buena eficiencia energética, el impacto total de toda la cadena”.
Marsall ejemplifica este punto con lo que implica un sistema más complejo en aplicaciones de gran escala. “En el sector industrial, los fluidos más comunes son el amoniaco, el CO2 o los hidrocarburos. Pero hemos visto que en ciertas situaciones, debido a preocupaciones de seguridad, mantenimiento del equipo o habilidad de los técnicos, el uso de dichos fluidos se ha convertido en un desafío. Y una de las principales ventajas que encontramos en las soluciones Opteon para aplicaciones industriales es que la tecnología es conocida”.
Si comparas un rack centralizado que opera con XP40, explica Marshall, “con un sistema transcrítico de CO2, el nivel de complejidad es completamente diferente. En otras palabras, al usar XP40 es más fácil asegurarse de que habrá alguien que le dé servicio al equipo y que incluso será más fácil obtener refacciones si vas con tu distribuidor más cercano. Estamos hablando de infraestructura crítica. En una planta de manufactura, si estás inactivo un día, puede significar pérdidas por cientos de miles o millones de dólares”.
De hecho, el representante de Chemours asegura que en Estados Unidos las industrias están optando por la línea Opteon en aplicaciones de gran tamaño debido a lo descrito. Y en el caso de México, el mismo tema de la eficiencia energética deja prácticamente fuera de juego a otras opciones.
“Los sistemas con CO2 transcrítico son muy desafiantes en regiones como la Ciudad de México u otras ciudades con entornos montañosos, donde la temperatura es elevada. Incluso las empresas que han evaluado sistemas transcríticos, encuentran muchas ventajas en el uso de sistemas con Opteon».
Los integrantes más jóvenes de la línea Opteon pertenecen a la familia XL, que está en camino para la industria mexicana. Esta línea está compuesta por refrigerantes ligeramente inflamables, clasificados como A2L por el Estándar 34 de ASHRAE. “Para usar estos refrigerantes sí se requiere una reingeniería en los proyectos”, acota Marshall.
El refrigerante Opteon XL41 —primer miembro activo presentado en la pasada AHR en Las Vegas— es un remplazo para el R-410A en aplicaciones residenciales y comerciales. Es compatible con aceite POE y ofrece una reducción de PCG de aproximadamente 78% en comparación con el R-410A.
Las empresas están cambiando por nuevos refrigerantes, no porque tengan que hacerlo, sino porque lo consideran su responsabilidad corporativa. Esperamos que esta responsabilidad siga siendo el motor principal para la transición de refrigerantes»
Arthur Ngai-Dian, Gerente de Desarrollo de Negocios para Latinoamérica en Chemours
Otro integrante de la familia que ya está en uso es el Opteon YF, también clasificado como A2L por el Estándar 34 y cuyo PCG es sumamente bajo, apenas 4 veces mayor que el del CO2. Este fluido se utiliza en equipos de aire acondicionado automotriz, principalmente para el mercado de exportación, y ya está bastante extendido en el mercado mexicano.
En lo que respecta al XP40, Arthur Ngai-Dian señala que su uso sigue siendo bajo en México, si bien su adopción comienza a crecer en equipos nuevos e, incluso, en retrofits.
“Consideramos que a partir de 2024, cuando el uso de HCFC y HFC sea más restringido, el proceso se puede acelerar. También es importante señalar que las empresas están cambiando por nuevos refrigerantes, no porque tengan que hacerlo, sino porque lo consideran su responsabilidad corporativa. Esperamos que esta responsabilidad siga siendo el motor principal para la transición de refrigerantes, y que el XP40 sea una de las opciones clave en poco tiempo”.
“Yo estimo que las soluciones del portafolio XL, que son ligeramente inflamables y con bajo PCG, comenzarán a poblar el mercado en 2025 o 2026”, añade Marshall. «Mucho de ello estará motivado por las regulaciones estatales, por ejemplo, las que se aprobaron el año pasado en California”.
Tanto las soluciones del portafolio XL como otras que están actualmente en el mercado, sostienen los representantes de Chemours, ayudarán a enfrentar los principales desafíos climáticos locales y globales que existen en la actualidad. “Por ejemplo, si vemos las características del XL20, que es el remplazo del R-404A en el portafolio optimizado, su PCG es de 140, sumamente bajo en comparación, incluso, con los productos de la línea XP. Cuando mencionamos esto, siempre surge la pregunta, ¿por qué no usarlos ya? El tema es que, debido a temas de seguridad, es necesario que los fabricantes de equipo tomen en cuenta algunos elementos para proteger al usuario y para cumplir con las regulaciones locales».
