Las fugas de gas refrigerante suponen actualmente uno de los mayores problemas de la refrigeración industrial y comercial, motivados en gran parte por la actual incertidumbre en el mercado de gases refrigerantes, sus precios y disponibilidad. Es por ello que el análisis y la detección de gas refrigerante en el contexto general de la refrigeración industrial y comercial, debe ser prioritario para todo operador y mantenedor de instalaciones frigoríficas. En esta nueva entrega, y basándome en el extenso y detallado artículo técnico de nuestro compañero Xavier Albets-Chico, “Manual para la detección y reducción de fugas de gas refrigerante”, os explicaré:
- Los principales motivos por los que se producen las fugas de gas refrigerante
- Las consecuencias de las mismas
- Dónde se suelen producir más habitualmente las fugas
- Cómo evitarlas
La estanqueidad total de un sistema frigorífico durante toda su vida útil es muy difícil de conseguir, ya que existen variaciones de presión y temperatura, vibraciones y acciones de mantenimiento que pueden alterar la estanqueidad inicial del sistema.
Concretamente, el estudio “Refrigerant Containment Study. Eric Devin et al. Conducted for ADEME by Cemafroid and IRSTEA. September 2015” indicó que la degradación de laestanqueidad original de la instalación responde mayoritariamente hasta a nueve causas diferenciadas, entre otras:
- Soldaduras imperfectas
- Aprietes imperfectos (insuficientes o excesivos) de tuercas y tornillos
- Tapones de válvulas no instalados
- Incompatibilidad de elementos mecánicos con los aceites de lubricación (retrofit)
- Vibraciones cerca de los compresores
- Dilataciones térmicas (desescarches)
- Corrosión con productos alimenticios (muebles, islas, murales refrigerados, etc.)
- Contacto de metales (cobre-hierro) causando abrasión y/o corrosión galvánica
- Mala suportación de tuberías y estrés mecánico
Las fugas de refrigerante tienen consecuencias, principalmente, en cinco aspectos diferenciados, aunque relacionados entre sí:
- Funcionamiento frigorífico
- Económico y de conservación de producto
- Medioambiental
- Seguridad
2.1 Consecuencias para el funcionamiento frigorífico
Los sistemas frigoríficos de pequeño tamaño con capilar, sin recipiente de líquido, son sistemas frigoríficos de “carga crítica”, ya que cualquier pérdida de refrigerante se traduce inmediatamente en una falta de alimentación de refrigerante al evaporador, disminuyendo inmediatamente la potencia frigorífica, aumentando el consumo del compresor, y llegando rápidamente a una situación en la que el sistema frigorífico no puede mantener la temperatura del recinto refrigerado.
En los sistemas frigoríficos con recipiente de líquido y válvula de expansión, los síntomas de la falta de refrigerante no se manifiestan hasta que se llega a un determinado nivel mínimo de refrigerante en el recipiente. Por debajo de este nivel, por efecto vórtice, empiezan a entrar burbujas de gas en la línea de líquido y se detectan dichas burbujas en el visor de líquido.
Cuando esto sucede, la eficiencia del sistema empieza a deteriorarse, ya que las burbujas de gas en la línea de líquido (el llamado flash-gas) disminuyen la capacidad de las válvulas de expansión, aumentan el recalentamiento de los evaporadores y aumentan el tiempo de funcionamiento de los compresores para llegar a la consigna de temperatura. Por tanto, el consumo de energía del sistema aumenta ( Ver Figura 1).
A partir de ese momento, si la fuga sigue aumentando, llegará un momento en el que las presiones del sistema disminuirán y no se alcanzará la temperatura de consigna deseada en los servicios frigoríficos (falta de refrigeración). En el caso de centrales frigoríficas, típicamente, el servicio más alejado es el que primero muestra los síntomas de la falta de refrigerante, con una dificultad evidente para llegar a su temperatura de consigna.
2.2 Consecuencias económicas y de conservación del producto
Como ya se ha visto, las fugas de refrigerante aumentan el consumo energético del sistema frigorífico, aumentando el coste económico de su funcionamiento.
Por ejemplo, un sistema de refrigeración comercial con un 80% de la carga de refrigerante mínima necesaria consume un 15% adicional de energía, de media.
En la Figura 2 se observa la evolución del aumento de coste de funcionamiento de la instalación frigorífica con el porcentaje de fuga (“Refrigerant Loss, System Efficiency and Reliability– A Global Perspective; GEA Refrigeration UK Ltd for Institute Of Refrigeration (IOR). ©Institute of Refrigeration Annual Conference 2013”)
Otros costes económicos asociados son:
- Coste del refrigerante recargado, al que se suman los impuestos y tasas asociadas en España
- Coste por posibles pérdidas de mercancía debido a la rotura de la cadena de frío
- Coste de cese (temporal) de actividad económica a causa de falta de refrigeración
- Coste en pérdida y/o mermas de producto al no estar conservados a una temperatura correcta por falta de gas
Estos costes son mayores cuanto más tardemos en detectar la fuga, como podemos ver en la Figura 3:
2.3 Consecuencias medioambientales
La emisión de CO2 a la atmósfera es otro de los principales efectos adversos de las fugas de gas refrigerante. Las moléculas de los gases HFC que se vierten a la atmósfera ayudan a incrementar el conocido efecto invernadero, permaneciendo además durante varias décadas por lo que se convierte en un problema de larga duración para el medio ambiente.
El conocido como PCA (Potencial de Calentamiento Atmosférico), o GWP en sus siglas en inglés, indica el equivalente en Kgs de CO2, en términos de calentamiento global, por cada Kg de refrigerante.
Por ejemplo, 1 kg de R404A emitido a la atmósfera equivale a 3922 kgs de CO2 emitidos. Dicho dato tiene en cuenta su actividad de absorción e irradiación térmica así como el tiempo de estabilidad en la atmósfera durante el cual dicha actividad de “efecto invernadero” está presente.
También existe un efecto medioambiental indirecto, debido al aumento del consumo eléctrico, ya analizado, cuando se produce una fuga, así como la pérdida y merma de producto, lo que en su conjunto emite aún mayores emisiones de CO2.
2.4 Consecuencias para la seguridad
Una fuga de refrigerante en un espacio cerrado representa un peligro potencial para las personas, que puede provocar somnolencia, pérdida de consciencia e incluso asfixia (por desplazamiento del oxígeno) en concentraciones elevadas.
En la actualidad, el aumento del uso de refrigerantes de bajo GWP (gracias a su baja estabilidad en la atmósfera) comporta, precisamente a causa de su baja estabilidad, ciertos grados de inflamabilidad, correspondientes a los grupos A2L, A2 y A3 (Ver Tabla 2). Estos gases representan un desafío para la seguridad de dichas instalaciones en caso de fugas. El riesgo de inflamabilidad, si no se trata convenientemente, puede poner en peligro la seguridad de personas y bienes, por lo que una detección temprana es crucial tanto para la seguridad de las personas, como para el correcto funcionamiento de la instalación, debido a que estos sistemas suelen operar con muy bajas cargas de gas.
Este aspecto concreto, el de seguridad, es el que contempla el Reglamento de Seguridad de instalaciones frigoríficas español (RSIF, publicado en octubre de 2019 en el RD552/2019), y la norma europea EN 378:2016 y anteriores.
Los lugares más probables de fuga en una instalación frigorífica, y en base a las causas de fugas y emisiones anteriormente comentadas, han sido estudiados por múltiples fuentes. Presentamos un resumen de los mismos. Ver Figura 4:
- Componentes maniobrables:
– Válvulas de servicio
– Tapones
- Componentes a roscar:
– Obuses
– Conexiones abocardadas (Flare)
– Conexiones SAE
- Componentes desmontables:
– Filtros
– Bridas
- Otros componentes:
– Condensadores
– Evaporadores
Y después de todo esto, qué podemos hacer para combatir las fugas?
4.1 Mantenimiento regular y planificado
La base de cualquier estrategia de prevención de fugas es un plan de mantenimiento riguroso. Los sistemas de refrigeración deben ser inspeccionados y mantenidos periódicamente por profesionales capacitados. Esto incluye la revisión de componentes clave, la detección temprana de desgastes y la reparación o reemplazo de partes deterioradas antes de que causen fugas.
4.2 Capacitación y conciencia
La capacitación del personal en la detección temprana de fugas y en prácticas de manejo adecuadas es esencial. Una cultura de conciencia sobre la importancia de la prevención de fugas puede llevar a una mayor vigilancia y a la adopción de prácticas responsables. También hay que tener en cuenta que la búsqueda preventiva de fugas de gas, exige un conocimiento y unas técnicas diferentes que en el caso de fugas ya existentes y considerables, y es por ello que la capacitación de los profesionales frigoristas juega un papel esencial.
4.3 Uso de tecnologías avanzadas
Como os he hablado en multitud de ocasiones, en AKO Group disponemos de un sistema de monitorización continua para la detección y reparación prematura de fugas de gas, AKOGAS NDIR, con el que conseguimos reducir las fugas de gas refrigerante hasta en un 95%. La monitorización, como hablábamos ya en el primer artículo de esta newsletter, es fundamental para un correcto mantenimiento y aporta grandes beneficios económicos.
4.4 Inspecciones en puntos críticos
Los sistemas de refrigeración tienen puntos críticos donde las fugas son más probables, como ya hemos visto en este artículo. Enfocar las inspecciones y el mantenimiento en estas áreas puede reducir significativamente el riesgo.
4.5 Sellado de conexiones y fijaciones
Los componentes de los sistemas de refrigeración deben ser correctamente sellados y fijados para evitar fugas. Utilizar materiales de alta calidad, así como técnicas de instalación y elementos de fijación adecuados pueden prevenir problemas desde el inicio.
4.6 Cumplimiento normativo
El cumplimiento de las regulaciones y normativas relacionadas con la gestión de gases refrigerantes es esencial. Mantenerse al día con las normas locales e internacionales no solo es un requisito legal, sino también una medida para garantizar la seguridad y la sostenibilidad.
En resumen, prevenir fugas de gas refrigerante en sistemas de refrigeración requiere una combinación de mantenimiento constante, tecnología avanzada y una mentalidad proactiva. Adoptar estos pasos clave no solo contribuye a la conservación del medio ambiente, sino que también ahorra costos operativos a largo plazo y refuerza la reputación de responsabilidad corporativa. En un mundo donde afortunadamente valoramos cada vez más la sostenibilidad, la prevención de fugas de gas refrigerante es un paso necesario hacia un futuro más limpio y eficiente.
Autor: José María Cabria
Desarrollo Negocio Food Retail Iberia