Una revisión de Mark O. McLinden, del National Institute of Standards and Technology (NIST) de Estados Unidos, publicada en el International Journal of Refrigeration, analiza las características termodinámicas y de seguridad que han impulsado el uso generalizado de refrigerantes fluorados. El artículo examina cómo las restricciones ambientales están reduciendo las opciones de refrigerantes y qué implica esto para el diseño de sistemas de refrigeración y aire acondicionado.
Según la revisión, los refrigerantes fluorados se volvieron predominantes porque ofrecían menor inflamabilidad, baja toxicidad y propiedades termodinámicas adecuadas para los ciclos de compresión de vapor. Ajustar el contenido de flúor de las moléculas de refrigerante también permite adaptar sus propiedades a distintas aplicaciones. Sin embargo, algunos gases fluorados tienen un alto potencial de calentamiento global (GWP), mientras que la descomposición atmosférica de determinados HFC y HFO puede producir ácido trifluoroacético (TFA) persistente.
La revisión analiza las implicaciones del Reglamento F-Gas de 2024 de la UE, que introduce restricciones a los refrigerantes fluorados en diversas categorías de equipos y exige la eliminación completa de los HFC para 2050. Algunos sistemas pequeños con capacidades de refrigeración inferiores a 12 kW (aproximadamente 40.900 BTU/h) están sujetos a prohibiciones de refrigerantes fluorados, incluidos los HFO, con fechas de aplicación entre enero de 2026 y enero de 2035. La mayoría de los demás sistemas están sujetos a un GWP máximo de 150, con determinadas exenciones relacionadas con la seguridad.
Los refrigerantes naturales, incluidos el amoníaco (R-717), el CO2 (R-744), el propano (R-290) y el isobutano (R-600a), ofrecen alternativas, pero plantean diferentes desafíos técnicos. El amoníaco y el propano presentan una eficiencia y unas propiedades de transporte favorables, mientras que su toxicidad o inflamabilidad exige medidas de seguridad. El CO2 no es inflamable y tiene baja toxicidad, pero su baja temperatura crítica y sus altas presiones de funcionamiento pueden requerir diseños de sistemas más complejos.
McLinden concluye que restringir las opciones de refrigerantes hará que el enfoque de diseño pase de seleccionar fluidos que se ajusten a los requisitos de los equipos a adaptar los equipos a los refrigerantes disponibles. Esto puede implicar modificaciones de los ciclos de compresión de vapor, intercambiadores de calor más complejos para reducir la carga de refrigerante y diseños alternativos de compresores.
