Qué Son Los Gases Refrigerantes. Tipos. Presiones De Trabajo

Los gases refrigerantes forman parte integral de uno de los sectores más importantes desarrollados por el ser humano, la refrigeración. Se utilizan en tu refrigerador, en la climatización de la casa o en el de tu coche. De alguna forma está presente en tu día a día.

Por eso, en este artículo, te daremos a conocer más detalles sobre estos gases, sus tipos, los más utilizados en aires acondicionados, sus presiones de trabajo y cuáles de estos gases están prohibidos.

Gases Refrigerantes
Gases Refrigerantes

¿Qué Son Los Gases Refrigerantes?

Son sustancias utilizadas como fluido de trabajo dentro del ciclo de refrigeración, con el propósito de transportar calor de un área a otra mediante su cambio de fase reversible de líquido a gas y viceversa.

Por tener puntos de evaporación muy bajos, estos gases se condensan bajo presión para enfriar el aire. Por medio de un ciclo repetitivo de evaporación y condensación, el gas extrae calor del aire y reduce la temperatura dentro de un área específica.

Anteriormente, los gases fluorocarbonados y en especial los clorofluorocarbonados o CFC, se usaban como refrigerantes, pero se han ido eliminando gradualmente por su incidencia en la reducción de la capa de ozono.

El amoníaco, el dióxido de azufre, el dióxido de carbono y los hidrocarburos no halogenados como el metano son otros gases empleados como refrigerantes.

Tipos De Gases Refrigerantes

Podemos clasificar los gases de refrigeración en tres grandes grupos: refrigerantes naturales, sintéticos y mezclas zeotrópicas.

Gases Refrigerantes Naturales

  • Amoníaco o R-717. Es desde 1876 es el gas más empleado para enfriar cámaras frigoríficas de grandes dimensiones. Es altamente tóxico y corrosivo, por lo cual, los procesos que usen este refrigerante deben cumplir medidas de seguridad muy estrictas. Tenemos un post dedicado a estos sistemas: Refrigeración con amoniaco.
  • Dióxido de carbono o R-744. Es mucho menos tóxico y corrosivo que el anterior, pero con mayor presión de trabajo debido a sus cualidades termodinámicas, por lo que necesita de compresores,  evaporadores y tuberías más resistentes.
  • Dióxido de azufre. Por ser altamente tóxico y corrosivo, este gas fue reemplazado por los CFC a mediados de la década de 1930. Se empleaba en pequeños refrigeradores domésticos.
  • Propano o R-290. Es un gas derivado del petróleo con muy buenas cualidades termodinámicas, pero es muy inflamable, por lo que requiere de extremas medidas de seguridad. Se utiliza extensamente en aplicaciones industriales por su bajo costo.

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Gases Refrigerantes Sintéticos

  • R-12 o Diclorodifluorometano. Es un gas incoloro cuya producción fue prohibida en 1996 y en los países en desarrollo en el 2010 por dañar la capa de ozono. Solo se permite utilizarlo como retardante del fuego en submarinos y en aeronaves.
  • R-22 o Clorodifluorometano. Es otro gas incoloro que se usaba como propelente y refrigerante, pero por sus efectos en la capa de ozono dejó de utilizarse en 2020 en los países desarrollados y se prevé que deje de utilizarse totalmente en 2030.
  • R-134A. Es un hidrofluorocarbono o HFC con propiedades termodinámicas muy parecidas al R-12, pero con efectos nulos sobre el ozono atmosférico y sobre el calentamiento global. Se utiliza en refrigeración doméstica y en aires acondicionados de coches.
  • R-152A o DFE. Es un refrigerante con propiedades termodinámicas superiores al R-134A y muy utilizado en sistemas de refrigeración tipo enfriadores. Basado en el difluoroetano, sus secuelas sobre la capa de ozono son iguales a cero y su potencial de calentamiento global es de 124.

Mezclas zeotrópicas

Son compuestos formados por dos o más refrigerantes puros, como los mencionados anteriormente, y poseen diferentes puntos de ebullición y condensación. 

En la actualidad, las mezclas zeotrópicas más usadas son la R-404A, R-410A, R-450A y R-448A, caracterizadas por los varios puntos de ebullición y condensación de las sustancias que las componen.

Gases Refrigerantes Para Aire Acondicionado

A continuación, te mostraremos una lista de los gases refrigerantes que se utilizan o se han utilizado para el funcionamiento del aire acondicionado.

  • Clorofluorocarbonos o R12. Freón o R-12, inicialmente fue el CFC más popular que se ha utilizado. Con el pasar del tiempo se fue eliminando porque tiene gran incidencia en el daño a la capa de ozono.
  • Clorodifluorometano o R22. Al ser no inflamable y no tóxico, era un ideal como fluido de trabajo en aires acondicionados, pero por su composición química, daña la capa de ozono.
  • Hidrofluorocarbonos R-410A y R32. No contienen cloro, y a pesar de contribuir con el efecto invernadero, no reducen la capa de ozono y son más eficientes energéticamente que los gases mencionados anteriormente.
  • HC o Hidrocarburos. El propano o R-290 y el isobutano o R-600A son los refrigerantes de hidrocarburo más utilizados. Últimamente se han ganado la aceptación mundial porque tienen un efecto nulo en el desgaste de la capa de ozono y también bajo potencial de calentamiento global. Tienen además una alta eficiencia, pero son muy inflamables.

Presiones De Trabajo De Los Gases Refrigerantes

Las presiones de trabajo del gas refrigerante vienen dadas por sus propias características térmicas y por los cambios de estado provocados en el ciclo de refrigeración. Aunque existe un gran rango de presiones de trabajo para un gas refrigerante, podemos separarlas en dos partes:

  • Presión de alta. También conocida como presión de condensación.
  • Presión de baja. También conocida como presión de evaporación.

Estas presiones son separadas en el sistema por el compresor y el dispositivo de expansión.

Presión de alta

Es la presión que encontramos desde la salida del compresor, pasando por el condensador, hasta el dispositivo de expansión. En esta parte del ciclo el refrigerante recibe una gran presión por el compresor y es bombeado al condensador, donde se absorbe parte de su calor.

Este proceso hace que el refrigerante se condense, pasando de estado gaseoso a líquido y se dirija al dispositivo de expansión. Generalmente el punto de medición de presión de alta se encuentra en la salida del compresor.

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Presión de baja

Es la presión que encontramos desde el dispositivo de expansión, pasando por el evaporador, hasta la entrada del compresor. En esta parte del ciclo, el refrigerante tiene una caída de presión dada por la restricción del dispositivo de expansión y se dirige en estado líquido al evaporador, donde se aprovecha su temperatura de refrigeración.

En el evaporador, el refrigerante absorbe calor y pasa de estado líquido a gaseoso para luego dirigirse a la entrada del compresor, dando comienzo al ciclo nuevamente. El punto de lectura para esta presión se encuentra generalmente en la entrada del compresor.

Tabla De Presiones De Gases Refrigerantes En PSI

A continuación te mostraremos una tabla de presiones de trabajo de los gases refrigerantes más comunes en el mercado. La mayor parte de la tabla está en PSI (libra por pulgada cuadrada), aunque en algunos refrigerantes se han tomado presiones bajas en inHg (Pulgadas de mercurio).

Tabla de presiones de gases refrigerantes en psi
Tabla de presiones de refrigerantes en psi

Puedes descargar esta tabla en formato PDF de forma gratuita en el siguiente botón:

Gases Refrigerantes Prohibidos

Desde el 1 de enero del 2022, está prohibido utilizar gases fluorados en sistemas de refrigeración con un potencial de calentamiento global (GWP) igual o superior a 150. Esta prohibición es para hacer reparaciones o recargar equipos de refrigeración.

Este tipo de gases, conocidos también como gases F, colaboran con el calentamiento global como te hemos mencionado anteriormente, y pueden llegar a la atmosfera por desmantelamiento de equipos, fugas o reparaciones.

Esto solo se aplicará a equipos con un tamaño de carga de 40 toneladas de CO2 o más, pero no se permitirá el uso de múltiples gases fluorados que se encuentran hoy en día en el mercado en ciertos escenarios.

Esta prohibición afecta a los siguientes sistemas:

Los gases que entran en esta prohibición son:

  • R-410A.
  • R-407A.
  • R-407F.
  • R-134A.
  • R-448A.
  • R-449A.
  • R-450A.

Gases refrigerantes como el R22 ya están prohibidos y el R404A se prohibió en enero de 2020. Otros ya están listos para ser eliminados y suprimidos en el futuro.

La prohibición de los gases fluorados generalmente se realiza por etapas, con restricciones aplicadas durante varios años hasta que se eliminen de forma permanente.

1 comentario en “Qué Son Los Gases Refrigerantes. Tipos. Presiones De Trabajo”

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