El propano es un refrigerante de hidrocarburo natural respetuoso con el medio ambiente, también conocido como R-290. Aunque puede utilizarse como refrigerante en diversas aplicaciones, el propano es especialmente interesante para los mercados de bombas de calor y enfriadoras. De hecho, dado que la normativa sobre gases fluorados restringe el uso de refrigerantes hidrofluorocarbonados (HFC) en bombas de calor, y que los fabricantes de enfriadoras quieren anticiparse a los futuros cambios normativos, el R-290 se considera una opción de refrigerante de futuro, especialmente para aplicaciones pequeñas y medianas.
¿Por qué volvemos a los refrigerantes naturales?
Los refrigerantes naturales se utilizaron en los primeros sistemas de refrigeración. A medida que la tecnología evolucionó, fueron sustituidos por refrigerantes sintéticos artificiales, diseñados para superar problemas como la inflamabilidad, la toxicidad y la corrosión. Sin embargo, se descubrió que los refrigerantes sintéticos clorofluorocarbonos (CFC) e hidroclorofluorocarbonos (HCFC) tenían un impacto desastroso en la capa de ozono. Luego se descubrió que los HFC (los refrigerantes diseñados para sustituir a los CFC y HCFC), contribuían al calentamiento global. En virtud del Protocolo de Montreal, varios países acordaron eliminar progresivamente los CFC y los HCFC. Posteriormente, en virtud de la Enmienda de Kigali, los países se comprometieron a una reducción gradual de los HFC, con el objetivo de alcanzar una reducción del 80-85% a finales de la década de 2040.
Se han promulgado leyes en todo el mundo para garantizar la eliminación y reducción progresivas de los refrigerantes nocivos. Los CFC y HCFC están prohibidos en la Unión Europea (UE), y los HFC están controlados por la normativa sobre gases fluorados. El objetivo de esta normativa es reducir las emisiones de gases fluorados en dos tercios para 2030 en comparación con los niveles de 2014, con un enfoque gradual, empezando por los más perjudiciales para el medio ambiente según su potencial de calentamiento global (PCG). El objetivo es eliminar los refrigerantes HFC de alto PCA y sustituirlos por refrigerantes naturales de bajo PCA, hidrofluoroolefinas (HFO) y mezclas de refrigerantes.
La UE estudia modificar aún más la normativa sobre gases fluorados para imponer una prohibición más rápida y completa de los HFC. Esto puede resultar desastroso para el despliegue de bombas de calor que utilicen refrigerantes con PCA superiores a los que se contemplan en las modificaciones. La industria tiene que encontrar formas de adaptarse, y el propano podría ser la respuesta.
Las ventajas del propano
Los fabricantes certificados están abriendo camino en el uso del propano como refrigerante tanto en enfriadoras como en bombas de calor. El R-290 no sólo presenta unas credenciales ecológicas impresionantes, sino que también tiene unas propiedades termodinámicas excelentes:
- Tiene un bajo impacto medioambiental, con un GWP de 3 y un ODP de 0.
- El R-290 no es tóxico
- En comparación con los HCFC y los HFC, el propano tiene una menor caída de presión en el sistema y un mayor rendimiento en la transferencia de calor.
- El R-290 también tiene menor densidad, lo que se traduce en una menor carga de refrigerante.
- Tiene un excelente rendimiento termodinámico, ya que puede pasar de una temperatura de evaporación muy baja a una temperatura de condensación alta
- Tiene buena compatibilidad con los materiales
- A diferencia de los HFO, no se descompone en el medio ambiente en ácido trifluoroacético (TFA) u otras sustancias nocivas.
- El propano es fácil de obtener y su precio es relativamente bajo.
- Está probado, como uno de los refrigerantes originales.
Swegon es un fabricante certificado que lidera el desarrollo del propano. Deseoso de conocer la primera línea de la innovación, Eurovent Certita Certification (ECC) habló con el Director de Gestión de Productos del Departamento de Desarrollo de Negocio de Refrigeración y Calefacción de Swegon, Fabio Polo, sobre los usos y ventajas del R-290. Fabio planteó varios puntos: "El propano, si se compara con los refrigerantes sintéticos, tiene la ventaja de estar en línea con los próximos requisitos de la revisión de gases fluorados, gracias a su insignificante GWP (0,02 GWP (AR6), según el IPCC VI, evaluado en un periodo de 100 años). Tampoco estará limitado por la próxima propuesta de restricción REACH sobre PFAS. Esto significa que, sea cual sea el resultado de esos procesos legislativos, el propano ofrece una solución de futuro".
"El propano también tiene excelentes propiedades termodinámicas y puede utilizarse en una amplia variedad de aparatos de calefacción, ventilación y aire acondicionado. Es especialmente adecuado para bombas de calor de alta temperatura gracias a su diagrama presión/temperatura". De hecho, el propano podría ofrecer una solución real para acelerar el cambio de las calderas de gas a las bombas de calor. Las bombas de calor tradicionales funcionan a 50oC o 55oC como máximo. Las bombas de calor de alta temperatura pueden suministrar agua caliente a una temperatura de hasta 70 ºC, lo que las hace más compatibles con los sistemas de calefacción central por radiadores húmedos preexistentes y ofrecen temperaturas de agua caliente sanitaria más elevadas.
Las desventajas del uso del propano
Aunque podemos maravillarnos con las ventajas del propano y su capacidad como refrigerante, de eficacia probada desde hace tiempo, no podemos ignorar su principal desventaja, que es la inflamabilidad. El propano es más denso que el aire, lo que significa que caerá hasta el punto más bajo. Esto supone un riesgo de explosión (especialmente en recintos cerrados) si el propano derramado entra en contacto con una llama, chispa u otra fuente de ignición. También es un problema que hace imposible la retroadaptación, ya que los sistemas tienen que construirse teniendo en cuenta la inflamabilidad. A quienes ya utilizan sustancias inflamables, como el GLP o el gas natural, para calentar los edificios, la combustibilidad del propano puede resultarles indiferente, pero para otros es un punto de fricción.
Desde un punto de vista teórico, con sus propiedades termodinámicas, el propano puede utilizarse en muchas aplicaciones. Sin embargo, por el momento existen limitaciones debidas a su inflamabilidad. Esto significa que es más sencillo utilizarlo como refrigerante en sistemas monobloque externos pequeños o medianos, en los que no hay riesgo de fuga de propano en un área confinada. Actualmente, las unidades grandes sufren algunas limitaciones debido a la disponibilidad de componentes, así como cierto nerviosismo de los usuarios finales por tener cargas más elevadas."
"Las unidades internas (como las enfriadoras/bombas de calor agua-agua) pueden utilizar propano en menores capacidades que las unidades externas, al menos si se mantienen los requisitos de instalación en un nivel mínimo. Por el momento, las mayores limitaciones se aplican a las unidades aire-aire que tratan el aire de espacios ocupados. El propano no siempre va a ser adecuado para este tipo de aplicaciones".
ECC desea disipar algunos de los mitos en torno a este versátil refrigerante, analizando las formas en que los fabricantes han actuado para minimizar el riesgo en lo que se refiere a la fabricación, instalación, revisión y mantenimiento de los sistemas de propano.
Fabio continuó: "Swegon ya ha actualizado sus líneas de producción para gestionar la inflamabilidad del propano de la forma adecuada. Hemos hecho grandes inversiones para asegurarnos de que podemos producir y probar unidades de forma segura. También hemos invertido en la formación adecuada del personal que fabrica las unidades, para que estén preparados para gestionar circuitos de refrigerante A3."
"La instalación es sin duda uno de los puntos clave. Hemos optado por no evitar ni ignorar el tema de la inflamabilidad. No se trata de volver a escribir el libro de normas, sino de orientar desde el principio del proceso, para que quien diseñe el proyecto entre en la mentalidad correcta y se asegure de que los riesgos potenciales se evalúan de inmediato. Cuanto antes, en este caso, mejor".
"También es importante subrayar que los requisitos del emplazamiento variarán en función del diseño del sistema y de las opciones elegidas por el fabricante de la unidad. Uno de los objetivos clave que seguimos en el diseño de nuestros productos es minimizar (siempre que sea posible) las limitaciones impuestas a los sistemas de propano, y garantizar que cumplimos los requisitos normativos junto con los requisitos del cliente final y de la instalación local."
En lo que respecta a la revisión y el mantenimiento, Swegon subraya que trabajar en una unidad que utiliza refrigerante A3 es diferente a hacerlo en una unidad con refrigerantes A1 o A2L. "Por este motivo, no sólo desarrollamos productos con propano, sino que también lanzamos la Academia ZERO. Una plataforma de formación e intercambio de conocimientos relacionada con el uso de refrigerantes inflamables en aplicaciones de aire acondicionado, con el objetivo de ayudar en esta transición clave. Hemos creado documentación específica, incluida una guía sobre refrigerantes A3, en la que explicamos nuestro punto de vista y también enlazamos con la instalación y el mantenimiento. También formamos a todos nuestros ingenieros de servicio e ingenieros asociados en el momento de las primeras ventas en cada país".
Por último, Swegon destacó que las normas sobre transporte de propano son bastante claras (dependiendo de la carga y el tipo de transporte), ya que las sustancias inflamables se transportan por todo el mundo desde hace muchos años. Las compañías navieras pueden ayudar con información sobre el transporte. Además, Swegon está disponible para ayudar a encontrar la solución adecuada en proyectos específicos en los que haya obstáculos que superar.
Otras consideraciones sobre el R-290
Una vez abordada la inflamabilidad, pasamos a las otras consideraciones del propano. Como ya se ha mencionado, el propano no puede instalarse posteriormente, ya que los sistemas deben diseñarse especialmente para utilizar el refrigerante. Aunque la mayoría de los componentes siguen siendo los mismos que los utilizados en los sistemas con refrigerantes HFC, uno de los grandes cambios de diseño se produce en el compresor, donde los límites de presión y temperatura deben ajustarse a los del propano, y también en los componentes eléctricos fabricados para reducir el riesgo de ignición. Componentes como los intercambiadores de calor y los dispositivos de expansión también pueden diseñarse de forma diferente para los sistemas de propano. También deben instalarse equipos de control de detección de fugas.
Fabio también señaló que, desde un punto de vista teórico, esperaría que la mayoría de las unidades de propano fueran mayores que las de R-32 para una capacidad similar y un nivel de eficiencia parecido. Y añadió: "En la actualidad, la norma EN 378 establece claramente algunos requisitos específicos de instalación y restricciones de accesibilidad que diferencian los refrigerantes A3 de los A2L. Así que esta transición irá más allá del producto puro: afectará a toda la industria. Por eso lanzamos la idea de ZERO Academy. La idea es generar documentación, impartir seminarios y compartir nuestra experiencia para llegar al mayor número posible de personas con el mensaje de que esta transición es posible y factible, pero tenemos que hacerla realidad".
Cambiando de tema hacia la eficiencia energética, Fabio afirmó: "Asociar la eficiencia de un producto únicamente al refrigerante es incorrecto, es un atajo que puede llevar a errores. La eficiencia resultante de la unidad se deriva de muchos factores, entre ellos el diseño del producto y las tecnologías disponibles. De hecho, a menudo se trata de un compromiso entre distintos objetivos del proyecto, como la compacidad, el silencio, el coste, etc. Por lo tanto, no se pueden comparar productos basándose únicamente en las cifras globales de la unidad y en los refrigerantes, ya que eso conduce a una burda simplificación".
Por suerte, ECC sabe un par de cosas cuando se trata de datos de productos. Desde la eficiencia energética hasta la acústica, la certificación comprueba el rendimiento de los productos de forma fiable, independiente e imparcial. Por eso da acceso gratuito a su directorio de productos certificados en línea a prescriptores de HVAC, diseñadores, profesionales, compradores y responsables del funcionamiento de los sistemas. Los usuarios de la web pueden ver y comparar miles de productos certificados de bombas de calor y enfriadoras con sólo pulsar un botón en www.eurovent-certification.com.
Propano: Una solución natural para enfriadoras y bombas de calor
El uso del propano va a crecer en muchas áreas de la industria de la climatización y la refrigeración, con los mercados de enfriadoras y bombas de calor a la cabeza. Las razones son muchas, desde sus excelentes características termodinámicas hasta sus credenciales ecológicas. Los fabricantes con visión de futuro han adoptado su uso y han desarrollado productos que cumplirán la normativa en los años venideros. Fabricantes como Swegon empezaron a desarrollar productos de propano mucho antes de que se iniciaran en serio los procesos legislativos para prohibir los HFC, y la empresa cree firmemente que el propano será uno de los principales refrigerantes del futuro.
Aunque los HFO de bajo GWP y las mezclas de refrigerantes tendrán que cubrir las aplicaciones en las que la inflamabilidad sea un problema, no hay ningún resquicio para seguir utilizando refrigerantes sintéticos. Fabio concluye: "Es todo lo contrario. Vemos un futuro en el que la proporción entre refrigerantes sintéticos y naturales será la opuesta a la actual. Así que preparémonos, porque no es cuestión de "si", sino de "cuándo". Utilicemos propano como refrigerante y asegurémonos de que no se utiliza ni un solo gramo de combustible fósil en un sistema de caldera. Ese es uno de los objetivos más importantes que tendrá nuestra industria en los próximos años."
Ver cámaras frigoríficas certificadas
Ver enfriadoras y bombas de calor certificadas
Vea el programa de rendimiento certificado Eurovent para enfriadoras y bombas de calor