Extracto
El refrigerante es el medio de trabajo de los sistemas de refrigeración y aire acondicionado. Actualmente, los refrigerantes sintéticos son los refrigerantes dominantes para la refrigeración, pero las emisiones de los refrigerantes sintéticos a la atmósfera destruirán la capa de ozono. La industria mundial de la refrigeración y el aire acondicionado está trabajando en una sustitución de refrigerantes basada en las disposiciones del Protocolo de Montreal. A la hora de seleccionar nuevos refrigerantes alternativos, se tendrá en cuenta, entre otras cosas, un alto nivel de eficiencia, seguridad, economía y un buen rendimiento climático. En este documento se examinan casos de países que aplican políticas que promueven el reciclaje y la reutilización de refrigerantes. El documento también proporciona recomendaciones de políticas destinadas a reducir la contaminación ambiental causada por fugas y descargas de refrigerantes, así como una lista de refrigerantes seguros para el clima.
Palabras clave: refrigerante, sustitución de refrigerante, seguro para el clima
1. INTRODUCCIÓN
Actualmente, los refrigerantes sintéticos son los refrigerantes dominantes para la refrigeración, pero las emisiones de los refrigerantes sintéticos a la atmósfera destruirán la capa de ozono. Según las estadísticas de la Asociación de la Industria de Refrigeración y Aire Acondicionado de China (CRAA), en la República Popular China (RPC) se utilizarán más de 300.000 toneladas de refrigerantes sintéticos en 2020 (Zhang et al. 2022), lo que equivale a más de 0,5 mil millones de toneladas de CO2. Pueden producirse fugas directas de refrigerante y descargarse a la atmósfera en el proceso de producción y llenado de refrigerante. instalación, operación, mantenimiento y transferencia de equipos de refrigeración, y desguace de equipos de refrigeración y residuos del cilindro de refrigerante después de su uso. Además, la proporción de refrigerante utilizado en todo tipo de equipos reciclados y destruidos sigue siendo muy baja. La mayor parte se vierte finalmente a la atmósfera, lo que conduce a la destrucción de la capa de ozono e intensifica el efecto invernadero.
En 1834, un físico estadounidense inventó el refrigerador de compresión de vapor utilizando éter como refrigerante (Calm 1994), lo que abrió un nuevo capítulo para la aplicación a gran escala de la refrigeración sintética. La tecnología industrial estaba menos desarrollada en ese momento, y la elección de los refrigerantes se basaba principalmente en la consideración de la «accesibilidad». Además del éter, los refrigerantes utilizados también incluían dióxido de carbono (CO2), amoníaco (NH3), dióxido de azufre (SO2), isobutano (HC-600a), propano (HC-290) y otras sustancias naturales. Estos refrigerantes son tóxicos, inflamables o ambos. Algunos refrigerantes son altamente corrosivos e inestables, o sus presiones de trabajo son demasiado altas. Debido a las limitaciones del nivel técnico en ese momento, han ocurrido accidentes de vez en cuando.
En 1930, un ingeniero estadounidense publicó el primer artículo sobre refrigerantes orgánicos de fluoruro, evaluando 15 compuestos pertenecientes al grupo de carbono único que contiene hidrógeno, cloro y flúor (Midgley Jr. y Henne 1930). Seleccionaron CFC-12 como refrigerante. Desde entonces, se han desarrollado sucesivamente una serie de refrigerantes CFC y HCFC. Estos refrigerantes CFC y HCFC son estables, seguros, no tóxicos y energéticamente eficientes. Por lo tanto, se han utilizado ampliamente y han reemplazado gradualmente a los primeros refrigerantes naturales (excepto NH3) utilizados durante 100 años.
En 1974, Rowland y Molina, dos profesores de la Universidad de California, sugirieron por primera vez a través de la observación y la investigación que los CFC se difundirán en la capa de ozono atmosférico después de su emisión y tendrán un efecto destructivo sobre el ozono en la atmósfera (Molina y Rowland 1974). Después de muchas investigaciones y demostraciones científicas, la comunidad internacional confirmó el efecto de agotamiento de la capa de ozono de los CFC. En 1987 se firmó el Protocolo de Montreal relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono, iniciando la eliminación gradual de los CFC y otras sustancias que agotan la capa de ozono (SAO). Al mismo tiempo, con el desarrollo de la civilización industrial, el calentamiento global se ha convertido gradualmente en un problema ambiental importante que ha preocupado a la sociedad humana desde el siglo XX, y algunos refrigerantes también pertenecen a los gases de efecto invernadero que pueden provocar el calentamiento global. Por lo tanto, el control del consumo de dichos refrigerantes también ha atraído una gran atención de la comunidad internacional. En octubre de 2016, en la 28ª reunión de las Partes en el Protocolo de Montreal se acordó la enmienda de Kigali sobre la reducción de los HFC. Su propósito es promover una disminución efectiva de la emisión de HFC, es decir, gases de efecto invernadero, con miras a alcanzar el objetivo de reducir el calentamiento global en 0,5 °C a finales del siglo XXI establecido por el Acuerdo de París (Naciones Unidas, 2015).
En estas circunstancias, la industria de la refrigeración y el aire acondicionado, junto con la industria química, comenzaron a buscar refrigerantes seguros para el clima que fueran más respetuosos con el medio ambiente y que siguieran siendo eficientes y seguros.
El resto del documento está estructurado de la siguiente manera. La sección 2 proporciona información general sobre los refrigerantes. En la sección 3 se presenta una visión general de los refrigerantes seguros para el clima. En la sección 4 se analizan las compensaciones para la selección de los refrigerantes adecuados. En la sección 5 se ofrecen recomendaciones de políticas para reducir la contaminación ambiental debida a fugas y descargas de refrigerantes. En la sección 6 se examinan las experiencias de los países (Japón, la UE, los Estados Unidos y la República Popular China) en la promoción del reciclaje y la reutilización de refrigerantes. En la sección 7 se concluye y se formulan recomendaciones de política.
2. EL CONOCIMIENTO ELEMENTAL DE LOS REFRIGERANTES
2.1 ¿Qué es el refrigerante?
El refrigerante es el medio de trabajo en los equipos de refrigeración (ADB 2021) y aire acondicionado, al igual que la sangre en el cuerpo humano. Circula en el sistema de refrigeración, intercambia energía con el exterior a través de su estado térmico, absorbe calor en el ambiente de baja temperatura y libera calor en el ambiente de alta temperatura para realizar el propósito de la refrigeración y la calefacción como medio de trabajo de refrigeración.
2.2 Clasificación, métodos de representación y designación de refrigerantes (ISO/TC 86/SC 8. 2014)
Debido a sus diferentes propiedades, los refrigerantes se pueden clasificar de muchas maneras. Por ejemplo, se pueden dividir en refrigerantes naturales y refrigerantes sintéticos, o refrigerantes de compuestos orgánicos y refrigerantes de compuestos inorgánicos según los tipos de compuestos. También se pueden dividir en refrigerantes mono componente y mixtos según sus componentes. Dentro de estas categorías, cada categoría de refrigerante se puede subdividir a su vez.
Para mayor comodidad, la letra «R» y un grupo de números o letras después de ella se estipulan uniformemente internacionalmente como el símbolo abreviado de un refrigerante. La letra «R» indica «Refrigerante» y la composición química de la molécula determina los siguientes números o letras.
En el caso de los hidrocarburos mono componentes y los refrigerantes de fluoro carbonos saturados, la composición puede representarse mediante la identificación del componente, la letra inicial de los elementos contenidos como prefijo del refrigerante. Si el compuesto contiene átomos de hidrógeno, la primera letra es «H», la última letra es «C» que representa los átomos de carbono y la letra del medio representa los átomos de halógeno, que están marcados en el siguiente orden: «C» representa los átomos de cloro y «F» representa los átomos de flúor.
Los refrigerantes de fluoro carbono saturados incluyen CFC, HCFC y HFC. El CFC, abreviado de los clorofluorocarbonos, contiene tres átomos: C (cloro), F (flúor) y C (carbono); El HCFC, abreviado del hidro clorofluorocarbono, contiene cuatro átomos: H (hidrógeno), C (cloro), F (flúor) y C (carbono); El HFC, abreviado del hidrofluorocarbono, contiene tres átomos: H (hidrógeno), F (flúor) y C (carbono).
Los HFO, hidrofluorocarbonos insaturados, también conocidos como hidrofluoroolefinas, contienen los mismos elementos que el HFC y también contienen tres átomos: H (hidrógeno), F (flúor) y C (carbono). Debido a que es el fluoro hidrocarburo insaturado, su última letra está representada por O en lugar de C, es decir, HFO.
Algunos refrigerantes con fórmulas moleculares simples también se utilizan para ser representados directamente por una fórmula molecular. Por ejemplo, el dióxido de carbono se puede expresar como CO2, el NH3 se puede expresar como NH3 y el agua se puede expresar como H2O.
Los métodos de numeración para los diferentes tipos de refrigerantes son ligeramente diferentes. Los hidrocarburos halogenados y los hidrocarburos de metano, etano, propano y ciclobutano se expresan por el número molecular de su composición química. Los refrigerantes mixtos se numeran secuencialmente en las series 400 y 500, de las cuales la serie 400 son refrigerantes mixtos no azeotrópicos y la serie 500 son refrigerantes mixtos azeotrópicos. Para distinguir los refrigerantes mixtos con el refrigerante común, pero con diferentes composiciones (diferentes fracciones de masa), se utiliza una letra mayúscula (A, B o C) después del número. Los refrigerantes de compuestos inorgánicos se numeran de acuerdo con el número de serie 700. La masa molar del compuesto inorgánico más 700 es su número de refrigerante. Por ejemplo, la masa molar del CO2 es 44 y su número de refrigerante es R744; la masa molar de NH3 es 17 y el número del refrigerante NH3 es R717.
2.3 Evaluación de la seguridad de los refrigerantes (ISO/TC 86/SC 8. 2014)
La evaluación de la seguridad de los refrigerantes incluye la toxicidad y la inflamabilidad. Los refrigerantes se pueden dividir en dos categorías según sus características tóxicas y cuatro categorías según su inflamabilidad, como se muestra a continuación.
La toxicidad se clasifica de acuerdo con el límite de exposición ocupacional (OEL) de los refrigerantes. Clase A (menor toxicidad crónica) significa refrigerantes que tienen un OEL de 400 ppm o más; La clase B (mayor toxicidad crónica) significa refrigerantes que tienen un OEL de menos de 400 ppm1 . Por límite de exposición profesional se entiende la concentración media ponderada en el tiempo para una jornada laboral ordinaria de ocho horas y una semana laboral de 40 horas, a la que casi todos los trabajadores pueden estar expuestos repetidamente sin efectos adversos. El cálculo específico se basa en las regulaciones o normas de salud ocupacional pertinentes de varios países. Las regulaciones chinas sobre salud ocupacional se refieren a Límites de exposición ocupacional para agentes peligrosos en el lugar de trabajo—Parte 1: Agentes químicos peligrosos (GBZ 2.1. 2019).
La clasificación de la inflamabilidad se basa en el límite inferior de inflamabilidad de cada refrigerante, el calor de combustión y la velocidad de combustión. La clase 1 (sin propagación de llama) requiere que el componente más combustible del refrigerante o refrigerante mixto no muestre propagación de llama en el ensayo atmosférico a 101 kilopascales2 (kPa) y 60 °C (Figura 2). Otras clases (2L, 2 y 3) se proporcionan en la Figura 2.3
2.4 La evaluación de los impactos ambientales de los refrigerantes
Los refrigerantes son sustancias químicas. Algunos de los refrigerantes que se utilizan actualmente pertenecen a sustancias que agotan la capa de ozono (SAO) y gases de efecto invernadero (GEI). Estas dos sustancias son las dos principales culpables del agujero de la capa de ozono y del calentamiento global, los dos problemas ambientales centrales que causan preocupación mundial.
Los indicadores de evaluación del impacto de las sustancias que agotan la capa de ozono y los gases de efecto invernadero son PAO y PCA, respectivamente.
El ODP (potencial de agotamiento de la capa de ozono) se refiere a la influencia de la capacidad del gas para escapar a la atmósfera en la destrucción de la capa de ozono. El efecto de destrucción de la capa de ozono del refrigerante R11 es el punto de referencia. El valor PAO de R11 se define como 1, y los valores PAO de otras sustancias son los valores comparativos relativos a R11. Cuanto mayor sea el valor de PAO, mayor será la capacidad de destruir la capa de ozono. La destrucción de la capa de ozono por los refrigerantes es causada principalmente por el átomo de cloro o el átomo de bromo contenido en los refrigerantes. El valor de PAO depende de la estabilidad del gas y de la vida atmosférica del producto químico. Por ejemplo, aunque el R22 contiene un átomo de cloro, su vida atmosférica es de solo 11,9 años (Organización Meteorológica Mundial (OMM) 2018), y los átomos de hidrógeno contenidos son relativamente activos y básicamente se descomponen antes de llegar a la capa de ozono. Por lo tanto, el R22 tiene mucha menos capacidad para destruir la capa de ozono que el R11, y el valor de ODP es de solo 0,05.
El GWP (potencial de calentamiento global) se refiere a la capacidad de los gases de efecto invernadero que escapan a la atmósfera para afectar el calentamiento global dentro de un período determinado. El GWP es un valor relativo: el valor GWP del CO2 se determina en 1, y el valor GWP de otras sustancias se refiere a la masa de CO2 que produce el mismo efecto invernadero. Cuanto mayor sea su valor, más fuerte será su efecto invernadero. El valor del PCA está determinado principalmente por la capacidad de una sustancia para absorber radiación de banda larga, su vida atmosférica y el período de tiempo en el que se basa el cálculo.
LCCP (rendimiento climático del ciclo de vida) se refiere al rendimiento climático de los equipos de R&AC a lo largo de toda su vida útil, y también es un indicador del efecto invernadero. Debe considerar el impacto ambiental de la producción de refrigerantes, el efecto directo de las emisiones de refrigerantes y el efecto indirecto de la utilización de energía. El impacto ambiental asociado a la producción de refrigerantes se refiere a los efectos ecológicos causados por la energía consumida en la producción de materias primas refrigerantes y el impacto ambiental causado por cualquier subproducto producido en el proceso de producción de refrigerantes. El efecto directo de la emisión de refrigerante es el efecto invernadero causado directamente por las emisiones de refrigerante en los equipos de R&AC, y su valor depende del GWP y de las emisiones de refrigerante. El efecto indirecto de la utilización de la energía es el efecto invernadero causado por la gran cantidad de energía consumida por los equipos de R&AC en su funcionamiento. Su valor depende de la cantidad de energía consumida por los equipos de R&AC y de la cantidad de CO2 emitida por unidad de producción de energía. Por lo tanto, el impacto ambiental indirecto de la utilización de energía de los equipos de refrigeración y aire acondicionado es generalmente mucho mayor que el impacto ecológico directo de las fugas de refrigerante. En comparación con el PCA de índice único, el LCCP puede evaluar más a fondo los efectos del cambio climático en todo el ciclo de vida de los equipos de refrigeración y aire acondicionado.
Los refrigerantes naturales tienen las características de cero ODP y bajo GWP. Los CFC y HCFC, que son refrigerantes sintéticos que contienen átomos de cloro, destruirán la capa de ozono cuando se emitan a la atmósfera. Al mismo tiempo, la mayoría de estos refrigerantes también tienen un alto GWP. Estos refrigerantes pertenecen a sustancias que han sido eliminadas o están siendo eliminadas siguiendo las disposiciones del Protocolo de Montreal. Los HFC no tienen átomos de cloro, por lo que tienen cero PAO y se han utilizado ampliamente como refrigerantes alternativos a los CFC y HCFC durante muchos años, pero la mayoría de ellos tienen un alto PCA y pertenecen a las sustancias que la Enmienda de Kigali del Protocolo de Montreal debería reducir gradualmente. Los HFO son refrigerantes de hidrofluoroolefinas de nuevo desarrollo. También tienen cero PAO y menor GWP, pero son caros debido a su complejo proceso de síntesis y tienen muchas patentes para su desarrollo, producción y uso.
3. REFRIGERANTES SEGUROS PARA EL CLIMA
Impulsados por la demanda de sustitución de refrigerantes, la industria mundial de refrigeración y aire acondicionado y las empresas químicas han trabajado juntas para desarrollar una variedad de refrigerantes alternativos respetuosos con el clima en diferentes áreas de productos de refrigeración y aire acondicionado (Tabla 2). Algunos refrigerantes ya se han popularizado ampliamente y se han aplicado en una amplia gama, mientras que otros se han probado en una gama pequeña. Las características de estos refrigerantes se describen en detalle en los Apéndices A y B.
4. COMPENSACIONES DE REFRIGERANTES
El refrigerante es una parte importante del sistema de refrigeración. Su nivel de seguridad, características termodinámicas, características físicas y químicas y accesibilidad están relacionadas con la seguridad, la fiabilidad, la eficiencia energética y el coste de fabricación del sistema de refrigeración. En la actualidad, la atención mundial prestada a los problemas medioambientales también conduce a mayores requisitos para las propiedades ecológicas de los refrigerantes. Por lo tanto, se debe tener una cuidadosa consideración al seleccionar una nueva generación de refrigerantes.
Al seleccionar refrigerantes, se debe prestar especial atención al rendimiento de seguridad, las propiedades de protección ambiental, las propiedades termodinámicas, el costo económico y otros aspectos de los refrigerantes, como se muestra en la Figura 3. Para conocer la seguridad de los refrigerantes, consulte la clasificación de seguridad de los refrigerantes en la sección 9.2.3. Cada país también ha establecido las normas o reglamentos de seguridad correspondientes para restringir las condiciones, el alcance y los cargos del servicio de refrigerantes dentro de las diferentes categorías y clasificaciones de seguridad. Las propiedades de protección ambiental de los refrigerantes se describen en la sección 9.2.4. En la actualidad, los dos indicadores cruciales de protección del medio ambiente son el PAO y el PCA. Al mismo tiempo, también se tendrá en cuenta el LCCP de todo el ciclo de vida de los equipos de refrigeración y aire acondicionado. El Apéndice C también enumera las características ambientales y la clasificación de seguridad de algunos refrigerantes comunes y posibles refrigerantes alternativos.
El propósito esencial de la refrigeración y un sistema o equipo de aire acondicionado es regular la temperatura, la humedad y el ambiente de aire del espacio correspondiente. Para lograr este objetivo, las propiedades termodinámicas de los refrigerantes son el aspecto más fundamental. Estos incluyen principalmente la presión, la temperatura, el punto de ebullición, el punto de congelación, el volumen específico, la capacidad calorífica específica, la conductividad térmica, la entalpía, la entropía, etc. En términos generales, un refrigerante con un excelente rendimiento tendrá las siguientes características: (1) un punto de ebullición estándar apropiado para que la presión de saturación correspondiente no sea demasiado alta ni demasiado baja; (2) a temperatura de trabajo normal, el calor latente de gasificación es fuerte, lo que hace que haya una gran capacidad de refrigeración; (3) un pequeño aumento de temperatura y baja temperatura de escape durante la compresión para evitar el sobrecalentamiento del compresor; (4) en el proceso de compresión, la relación de presión es pequeña, lo que puede mejorar la eficiencia volumétrica y lograr un bajo consumo de energía; (5) buena estabilidad química, sin descomposición química a alta temperatura y sin reacción química con aceite lubricante, metal y materiales no metálicos, para garantizar la vida útil a largo plazo y la confiabilidad del equipo; (6) buenas características de transferencia de calor, que pueden mejorar la eficiencia de intercambio de calor del intercambiador de calor; (7) buen rendimiento de flujo, que puede reducir la resistencia al flujo y la pérdida de circulación en la tubería de refrigerante y mejorar la eficiencia operativa de la máquina.
En el altamente competitivo mercado de la refrigeración y el aire acondicionado, el coste de los refrigerantes y su influencia en el coste de fabricación de toda una máquina es también un factor muy importante que hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar los refrigerantes.
Desde que se ha llevado a cabo la eliminación de SAO en todo el mundo, las partes relevantes de la industria han estado tratando de explorar y desarrollar refrigerantes alternativos nuevos y más respetuosos con el medio ambiente. A juzgar por el desarrollo tecnológico actual, no existe un refrigerante alternativo completamente ideal que cubra todos los campos de productos, que cumpla con cero ODP, bajo GWP y que sea seguro, eficiente y económico. De acuerdo con la tendencia actual de desarrollo de la tecnología alternativa, en el futuro, se seleccionarán refrigerantes aplicables con diferentes características en diferentes campos de productos de refrigeración y aire acondicionado. La selección de nuevos refrigerantes alternativos debe considerar exhaustivamente los principios de buen rendimiento climático, seguridad y economía en la vida útil. Una nueva generación de refrigerantes respetuosos con el medio ambiente debe tener cero ODP, bajo GWP, baja inflamabilidad y toxicidad, excelentes propiedades termo físicas y alta eficiencia de refrigeración, y todo a un precio razonable.
5. FUGAS DE REFRIGERANTE
Actualmente, los refrigerantes sintéticos superan con creces a los refrigerantes naturales. La emisión de CFC y HCFC de refrigerantes sintéticos a la atmósfera destruirá la capa de ozono, y estas dos sustancias también tienen un alto PCA; Los HFC no destruyen la capa de ozono, pero la mayoría de ellos tienen un alto PCA. Según las estadísticas de la Asociación de la Industria de Refrigeración y Aire Acondicionado de China, en 2020 se utilizarán más de 300.000 toneladas de refrigerantes sintéticos en la República Popular China (Zhang et al. 2022), lo que equivale a más de 0,5 mil millones de toneladas de CO2. Pueden producirse fugas directas de refrigerante y descargarse a la atmósfera en el proceso de producción y llenado de refrigerante. instalación, operación, mantenimiento y transferencia de equipos de refrigeración, y desguace de equipos de refrigeración y residuos del cilindro de refrigerante después de su uso (Figura 4). Además, la proporción de refrigerante utilizado en todo tipo de equipos reciclados y destruidos sigue siendo muy baja. La mayor parte se vierte finalmente a la atmósfera, lo que conduce a la destrucción de la capa de ozono e intensifica el efecto invernadero.
Para evitar en la medida de lo posible la contaminación ambiental causada por fugas y descargas de refrigerante, se deben tomar las siguientes medidas:
1) A nivel nacional e industrial, la formulación de reglamentos y normas pertinentes de gestión y control, que puedan instar efectivamente a las empresas pertinentes a recuperar y reutilizar refrigerantes y restringir a las empresas y a los usuarios el vertido ilícito de refrigerantes;
2) Desde la perspectiva del gobierno nacional, establecer un conjunto completo de sistemas de recuperación, reutilización y tratamiento de refrigerantes para promover la recuperación y evitar la descarga directa de refrigerantes;
3) Fortalecer la capacitación del personal de servicio de refrigeración y aire acondicionado, maestros profesionales y estudiantes sobre el buen funcionamiento del servicio, mejorar el nivel de buen funcionamiento del personal de mantenimiento y el nivel de instalación y servicio de los equipos de refrigeración para evitar más fugas y descargas de refrigerante a nivel operativo;
4) A nivel técnico, mejorar la calidad de los nuevos equipos de producción y minimizar la tasa de fugas y la tasa de servicio de los equipos de refrigeración y aire acondicionado, que también es una forma eficaz de reducir la emisión de refrigerantes; 5) Para nuevos proyectos y nuevos equipos, seleccionar refrigerantes respetuosos con el clima y el medio ambiente tanto como sea posible y utilizar medios técnicos para reducir la cantidad de refrigerante en el equipo para reducir el impacto en el medio ambiente después de la fuga directa de refrigerantes; 6) Fortalecer la conciencia pública sobre el uso de refrigerantes a través de una variedad de actividades de publicidad y capacitación responsable.
6. RECICLAJE Y REUTILIZACIÓN DE REFRIGERANTES
Con el aumento de los niveles sociales y económicos y la mejora del nivel de vida de las personas, los equipos de refrigeración y aire acondicionado se utilizan cada vez más. El uso de refrigerantes también está creciendo. Por lo tanto, es necesario fortalecer y mejorar la gestión de los refrigerantes. Al seleccionar refrigerantes seguros y respetuosos con el clima en la medida de lo posible para los equipos en servicio y desechados, es esencial mejorar la recuperación, reutilización y destrucción de refrigerantes y reducir las fugas y descargas de refrigerantes para minimizar su impacto en el clima.
Varios países han formulado políticas y medidas pertinentes para la recuperación y reutilización de refrigerantes y han logrado resultados concretos. Estos se pueden resumir de la siguiente manera:
6.1 Japón
A nivel mundial, Japón ha realizado un trabajo notable y ha logrado resultados notables en la recuperación de refrigerantes. Según un informe del Ministerio de Medio Ambiente japonés, en 2020, la recuperación de refrigerantes que contienen flúor (CFC + HCFC + JMAF) en el sector de la refrigeración comercial y el aire acondicionado de Japón fue de unas 5.235 toneladas. La tasa de recuperación de refrigerantes que contienen flúor de los equipos de desecho puede alcanzar el 41% (Ministerio de Medio Ambiente, Japón 2020). Este éxito se debe al eficaz sistema de reciclaje de refrigerantes y a las regulaciones de Japón.
En 2015, Japón comenzó a implementar la Ley sobre el Uso Racional y la Gestión Adecuada de los Fluoro carbonos (Ley de Restricción de las Emisiones de Fluoro carbonos) para reemplazar la Ley de Recuperación y Destrucción de Fluoro carbonos (mejorada en 2001) con el fin de realizar la gestión integral de todo el ciclo de vida de los compuestos que contienen flúor, desde la «producción» hasta la «regeneración o destrucción». El Plan de Contramedidas contra el Calentamiento Global aprobado por el Gabinete japonés en mayo de 2016 ha establecido un objetivo más alto para la recuperación de refrigerantes de fluoro carbono. La tasa de recuperación de refrigerantes fluoro carbonos debe alcanzar el 70% para 2030 (Ministerio de Medio Ambiente, Japón 2020). Para lograr este objetivo, se fortalecieron las regulaciones basadas en la Ley de Restricción de Emisiones de Fluoro carbonos. Impone obligaciones a las partes interesadas (usuarios, operadores de demolición y operadores de chatarra y/o reciclaje); Por ejemplo, si los fluoro carbonos no se recuperan cuando se desecha el equipo, se impondrá una sanción directa (no probatoria) al usuario. Del mismo modo, cuando el equipo sea desguazado, el usuario deberá mostrar el certificado de recuperación de fluoro carbonos (Shimokyoda 2019).
Japón adopta la política del gobierno a cargo y de las organizaciones sociales como el principal organismo para la recuperación y reutilización de refrigerantes y establece una cadena industrial relativamente completa de recuperación, reutilización y destrucción de refrigerantes. Hay tres leyes en Japón destinadas a restringir la recuperación de productos con refrigerante. En el caso de los aires acondicionados de vehículos, se trata de la Ley de Reciclaje de Vehículos al Final de su Vida Útil. Para el aire acondicionado doméstico, refrigeradores y bombas de calor, es la Ley de Reciclaje de Electrodomésticos, y para el aire acondicionado industrial y comercial, es la Ley de Uso Racional y Manejo Adecuado de Fluoro carbonos. En la década de 1990, el «Centro de Tecnología y Promoción del Reciclaje de Refrigerantes» (RRC), establecido por la Asociación de la Industria de Refrigeración y Aire Acondicionado de Japón (JRAIA), la Asociación Japonesa de Contratistas de Refrigeración y Aire Acondicionado (JARAC) y la Asociación de Fabricantes de Fluoro carbonos de Japón (JFMA), fue especialmente responsable de la publicidad y popularización de la recuperación de refrigerantes, la capacitación de técnicos de recuperación y la certificación de instituciones dedicadas a la recuperación de refrigerantes la recuperación, la acreditación de las instituciones implicadas en la regeneración del refrigerante recuperado, la investigación en recuperación y reutilización de refrigerantes, la planificación de normas y políticas, etc. En 2011, se incorporó a la recién creada Organización Japonesa de Conservación de Refrigerantes y Medio Ambiente (JRECO).
6.2 Europa
En comparación con el Protocolo de Montreal, el Reglamento (CE) n.º 1005/2009 de la UE (conocido como el Reglamento sobre el ozono) ha formulado planes de reducción más avanzados y rápidos (UE 2009). Tras la aplicación del Reglamento de la UE sobre el ozono, el consumo de SAO en la UE ha sido negativo desde 2012 (Agencia Europea de Medio Ambiente, 2020) (se destruyeron o exportaron más SAO de las que se produjeron o importaron).
En 2014, la Unión Europea publicó un nuevo reglamento sobre gases fluorados (Reglamento (UE) n.º 517/2014 sobre gases fluorados de efecto invernadero), que no solo llevó a cabo medidas de control más estrictas sobre el uso de gases que contienen flúor, sino que también estableció disposiciones específicas sobre la emisión, detección de fugas y recuperación de gases que contienen flúor. Según el informe de la Agencia Europea de Medio Ambiente (AEMA), la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero de 27 países de la UE en 2019 fue un 24% inferior a la de 1990 (Agencia Europea de Medio Ambiente 2021a). La figura 5 muestra la recuperación de gases fluorados en la UE de 2007 a 2020 (Agencia Europea de Medio Ambiente, 2021b).
6.3 Estados Unidos
Sobre la base de la Ley de Aire Limpio, los Estados Unidos han unificado los requisitos para la recuperación y reutilización de refrigerantes, la certificación del personal y la certificación de los equipos de recuperación, incluida la cuota de producción y consumo de sustancias que agotan la capa de ozono, el sistema de marcado obligatorio para los equipos que contienen sustancias que agotan la capa de ozono y una serie de disposiciones sobre el uso, el mantenimiento, la eliminación y el desguace de equipos que utilizan sustancias que agotan la capa de ozono. Al mismo tiempo, la Agencia de Protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos (EPA) debe ser la principal responsable de formular y aplicar los reglamentos y normas sobre la gestión de las SAO. En 2016, la EPA también incluyó las sustancias HFC en el alcance de control de los refrigerantes. La Figura 6 muestra el SAO recuperado y el refrigerante HFC en los Estados Unidos de 2000 a 2020 (US EPA 2021).
El Congreso de los Estados Unidos promulgó la Ley de Innovación y Fabricación de Estados Unidos (Congreso de los Estados Unidos 2020) en diciembre de 2020. La Ley AIM ordena a la EPA que aborde los hidrofluorocarbonos (HFC) mediante la reducción gradual de la producción y el consumo, la maximización de la recuperación y la minimización de las emisiones de los equipos, y la facilitación de la transición a tecnologías de próxima generación a través de restricciones basadas en el sector.
6.4 República Popular China
China es actualmente el mayor mercado productor y consumidor mundial de equipos de refrigeración y aire acondicionado, así como el mayor mercado productor y consumidor de refrigerantes. Con base en el Reglamento sobre la gestión de SAO (Ministerio de Ecología y Medio Ambiente de China 2018), la República Popular China ha formulado una serie de reglamentos y normas a nivel gubernamental e industrial para promover eficazmente el buen servicio y funcionamiento de la industria de la refrigeración y el aire acondicionado y el reciclaje y la reutilización de refrigerantes.
El aviso sobre el fortalecimiento de la gestión de la producción, venta y uso de HCFC (Ministerio de Ecología y Medio Ambiente de China, 2013) emitido por el Ministerio de Ecología y Medio Ambiente de China (MEE) en 2013 estipula que las empresas productoras de HCFC deben tener licencias de cuotas de producción. El sistema de cuotas y registro se aplicará a la industria de producción y mantenimiento de equipos que utilicen HCFC y HFC. Las empresas que consumen más de 100 toneladas de HCFC al año tienen que solicitar contingentes a la MEE, mientras que las que consumen menos de 100 toneladas tienen que registrarse ante las autoridades locales de protección del medio ambiente.
El Ministerio de Energía ha establecido varios centros de capacitación en operaciones de buen servicio en la industria de servicios de refrigeración en todo el país para organizar regularmente a los trabajadores técnicos de las empresas de servicio para llevar a cabo capacitación especializada y publicidad de políticas. La Asociación de la Industria de Refrigeración y Aire Acondicionado de China (CRAA, por sus siglas en inglés) ha desarrollado una serie de normas y materiales de capacitación relacionados con las buenas prácticas y ha promovido la certificación clasificada de las empresas de nivel de capacidad de servicio en el sector de servicio. Las empresas de servicio incluidas en la certificación deben contar con herramientas y personal relacionado que haya obtenido la certificación pertinente para promover la recuperación y el uso responsable de refrigerantes y fortalecer la autodisciplina dentro de la industria.
7. CONCLUSIÓN Y RECOMENDACIONES DE POLÍTICA PARA ASIA
La refrigeración es inseparable del uso de refrigerantes, por lo que elegir un refrigerante seguro para el clima es crucial para lograr una refrigeración respetuosa con el clima. A la hora de elegir un refrigerante, hay que tener en cuenta no sólo el ODP y el GWP, sino también la seguridad, la economía, la eficiencia energética y otros factores. Los gobiernos de Asia deben promover una nueva generación y el uso de refrigerantes respetuosos con el medio ambiente con cero PAO, bajo PCA, baja inflamabilidad y toxicidad, excelentes propiedades termo físicas, alta eficiencia de enfriamiento, rentabilidad, excelente rendimiento climático y otras características.
Los refrigerantes respetuosos con el ozono y el clima que pueden sustituir a los refrigerantes existentes suelen tener deficiencias como la inflamabilidad, la toxicidad o la alta presión. La promoción de nuevos refrigerantes requiere el establecimiento de un conjunto completo de sistemas de garantía de seguridad y servicio operativo; Además, a pesar de los enormes desafíos, las leyes y reglamentos pertinentes también deben ajustarse y actualizarse. El costo de los nuevos productos alternativos aumentará significativamente dentro de un cierto período de tiempo, por lo que la aceptación del mercado de nuevos productos alternativos también es una prueba. Toda la sociedad debe trabajar unida para acelerar la adopción en el mercado de nuevos productos alternativos. Con el fin de promover de manera más efectiva la adopción generalizada de nuevos refrigerantes alternativos respetuosos con el clima, esta sección enumera varias recomendaciones:
1) Los órganos legislativos y los departamentos ejecutivos gubernamentales deben establecer y mejorar las leyes, reglamentos y normas pertinentes con miras a aumentar el desarrollo y el uso de productos refrigerantes seguros para el clima.
2) Los gobiernos asiáticos pueden fortalecer la regulación y supervisión de la industria y los productos refrigerantes mediante el establecimiento o la mejora de los sistemas de etiquetado, certificación y registro de las alternativas a los refrigerantes y el desarrollo de medidas de gestión específicas para la identificación, certificación y archivo de productos sustitutos de refrigerantes.
3) Los gobiernos de Asia pueden incluir productos respetuosos con el medio ambiente (incluidos los equipos que utilizan refrigerantes seguros para el clima) en los esfuerzos de adquisición ecológica de los sectores público y gubernamental. El uso generalizado de productos ecológicos y con bajas emisiones de carbono desde la perspectiva de la contratación pública puede ayudar a acelerar la adopción de estos productos en el mercado.
4) Los gobiernos deben ayudar a la industria de la refrigeración a mejorar la cadena industrial de recuperación, reutilización y destrucción de refrigerantes, y desarrollar mecanismos eficaces para la supervisión y gestión del ciclo de vida de los refrigerantes.
5) Es necesario que el gobierno aliente a la industria frigorífica a integrar sus fuerzas y hacer todo lo posible para superar problemas técnicos como los riesgos de seguridad y la eficiencia de aplicación de la nueva generación de refrigerantes.
6) Los gobiernos deben fortalecer la capacitación técnica, el desarrollo profesional y la promoción del mercado relacionados con los refrigerantes verdes.
REFERENCIAS
BASD. 2021. República Popular China: Desarrollo de un sector de refrigeración respetuoso con el clima a través de la innovación en el mercado y la financiación https://www.adb.org/sites/default/files/project-documents/52249/52249-003-tacr-en.pdf.
Calma, J. M. 1994. Seguridad de los refrigerantes. Revista ASHRAE 36(7): 17–26.
Agencia Europea de Medio Ambiente, 2021b. Fluorated Greenhouse Gases 2021. https://www.eea.europa.eu/publications/fluorinated-greenhouse-gases-2021.
Agencia Europea de Medio Ambiente, 2021a. ¿Está Europa reduciendo sus emisiones de gases de efecto invernadero? 2021. https://www.eea.europa.eu/themes/climate/eu-greenhouse-gas-inventory.
Agencia Europea de Medio Ambiente. 2020. Sustancias que agotan la capa de ozono 2020. Publicado:16 Sep 2020. https://www.eea.europa.eu/publications/ozone-depleting-substances-2020/2020.
Unión Europea. 2009. Reglamento (CE) n.º 1005/2009 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 16 de septiembre de 2009, sobre sustancias que agotan la capa de ozono. DO L 286 de 31.10.2009, pp. 1-30.
GBZ 2.1. 2019. Límites de exposición ocupacional para agentes peligrosos en el lugar de trabajo: parte 1: Agentes químicos peligrosos. Publicado por la Comisión Nacional de Salud de la República Popular China.
ISO 5149-1. 2014. Sistemas de refrigeración y bombas de calor: requisitos ambientales y de seguridad: parte 1: definiciones, clasificación y criterios de selección. https://www.iso.org/standard/54979.html. ISO/TC 86/SC 8. Año 2014.
ISO 817:2014 Refrigerantes: Designación y Clasificación de Seguridad. https://www.iso.org/standard/52433.html.
Midgley Jr., T., y Albert L. Henne. 1930. Fluoruros orgánicos como refrigerantes. Química Industrial y de Ingeniería 22(5): 542–545.
Ministerio de Ecología y Medio Ambiente de China. 2013. La Comunicación sobre el fortalecimiento de la gestión de la producción, la venta y el uso de HCFC. https://www.mee.gov.cn/gkml/hbb/bh/201308/t20130808_257204.htm.
Ministerio de Ecología y Medio Ambiente de China, 2018. El Reglamento sobre la gestión de las SAO. https://www.mee.gov.cn/ywgz/fgbz/xzfg/201811/t20181129_676347.shtml.
Ministerio de Medio Ambiente, Japón. 2020. El resultado de la recolección de fluorocarbonos y la cantidad de recuperación del sistema de refrigeración para uso comercial con base en la Ley de Control de Emisiones de SAO. http://www.env.go.jp/press/110357.html.
Molina, M. J. y F. S. Rowland. 1974. Sumidero estratosférico de clorofluorometanos: destrucción del ozono catalizada por átomos de cloro. Naturaleza 249: 810-812.
Nuo-yin Ren, Gang Yan y Fei Song. 2006. Análisis de rendimiento del refrigerante natural propileno como sustituto del R22. Revista de Ciencia y Tecnología de Electrodomésticos. 3: 44–46.
Shimokyoda, T. 2019. Políticas de gestión de fluorocarbonos del Japón. Informe de la Reunión del Protocolo de Montreal (RP) 31. Roma. 5 de noviembre.
Organización de las Naciones Unidas. 2015. El Acuerdo de París. Organización de las Naciones Unidas. Congreso de los Estados Unidos. 2020. La Ley de Innovación y Fabricación de Estados Unidos. 2020.
Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, por 2021. Resumen de las tendencias de recuperación de refrigerantes. https://www.epa.gov/section608/summary-refrigerant-reclamation-trends.
Wang Baolong, Shi Wenxing y Yang Yifan. 2009. Aplicación en primer plano del amoníaco a sistemas de almacenamiento en frío de mediana y pequeña capacidad. Refrigeración y Aire Acondicionado. 2008. 8(3): 24–27.
Organización Meteorológica Mundial. (OMM). 2018. Evaluación científica del agotamiento de la capa de ozono: 2018. Proyecto Mundial de Investigación y Vigilancia del Ozono–Informe Nº 58, 588 pp., Ginebra, Suiza, 2018.
Zhang Zhaohui, Liu Lulu, Wang Ruonan, Gaoyu y Chen Jingliang. 2022. Reflexiones sobre el desarrollo técnico de la industria de la refrigeración y el aire acondicionado en el marco de los objetivos de Carbon Peaking y Carbon Neutrality. Refrigeración y Aire Acondicionado 22(1): 1–10.
Zhang Zhaohui, Ma Guoyuan, Shi Wenxing, Xu Yansheng. 2019. Innovación y Práctica de la Tecnología de Refrigeración y Aire Acondicionado. Pekín: China Textile & Apparel Press.
Zhuang Rong. Tu Xiaoping y Liang Xiangfei. 2013. Estudio de aplicación del aire acondicionado residencial R32. Refrigeración y aire acondicionado. 13(5): 35–39.
Publicado originalmente: https://www.adb.org/sites/default/files/publication/915301/adbi-wp1413_0.pdf