¿Es seguro el refrigerante de la bomba de calor?

El gobierno federal cree bombas de calor son el futuro de la calefacción del hogar, tanto es así que la Ley de Reducción de la Inflación de 2022 otorga un crédito fiscal a los propietarios de viviendas que instalen una nueva. Las bombas de calor no queman combustibles fósiles y consumen una fracción de la energía que consumen los hornos eléctricos.

Pero eso no quiere decir que las bombas de calor no tengan un impacto en el medio ambiente. Todavía lo hacen, principalmente porque usan refrigerante.

En el pasado, se ha demostrado que los refrigerantes para refrigeradores y acondicionadores de aire tienen un efecto negativo en el medio ambiente. En 1987, un tratado internacional llamado Protocolo de Montreal prohibió el uso de los refrigerantes más utilizados en ese momento. Resulta que los productos químicos que contenían estos refrigerantes fueron parcialmente responsables del agotamiento de la capa de ozono en la atmósfera terrestre y los “agujeros de ozono” estacionales sobre el Norte y el Sur Polos.

Los refrigerantes que han venido después del Protocolo de Montreal no dañan la capa de ozono, pero aún vienen con algunos impactos ambientales adversos. En consecuencia, el desarrollo del refrigerante perfecto es un trabajo en progreso. Hasta el momento, nadie ha desarrollado un refrigerante sin algunos problemas de seguridad. Eso no debería impedir que nadie instale un bomba de calor, sin embargo, porque los beneficios de la tecnología superan con creces los riesgos.

¿Qué es un refrigerante?

El refrigerante en un acondicionador de aire, refrigerador o bomba de calor es un compuesto que circula dentro de los serpentines de refrigeración. El refrigerante puede transferir calor de un lugar a otro, en el caso de un bomba de calor, de interior a exterior. Ningún sistema de refrigeración funcionaría sin refrigerante.

El refrigerante utilizado en un sistema de bomba de calor debe tener varias cualidades:

• bajo punto de ebullición;
• No tóxico;
• No es inflamable;
• Alto potencial de absorción de calor;
• Efecto cero sobre la capa de ozono; y
• Bajo potencial de calentamiento global.

Hay cuatro clases comunes de refrigerantes: clorofluorocarbonos (CFC), hidroclorofluorocarbonos (HCFC), hidrofluorocarbonos (HFC) e hidrofluoroolefinas (HFO). Los CFC y los HCFC contienen cloro, que es el químico responsable del agotamiento del ozono, y ambos han sido eliminados o están en proceso de eliminación. La mayoría de los refrigerantes modernos son HFC, HFO o una combinación de ambos.

¿Es seguro el refrigerante de la bomba de calor?

Bombas de calor fabricados antes de 2010 se cargaron con refrigerante R-22, un HCFC que está en proceso de eliminación debido a su efecto sobre la capa de ozono. Si tiene un sistema de bomba de calor más antiguo, es posible que, según el modelo, pueda reemplazar el refrigerante R-22 con un R-410A más seguro. Si continúa utilizando su sistema con R-22, no podrá recargarlo después de 2030, cuando entre en vigencia la etapa final de su eliminación.

El R-410A es un HFC que no tiene potencial de agotamiento de la capa de ozono. Se vende bajo las marcas Gentron AZ-20, Suva 410A y Puron. Sistemas de bomba de calor fabricados después de 2010 ya están cargados con R-410A. Si bien el R-410A no tiene efecto sobre la capa de ozono, sí tiene potencial de calentamiento global. Debido a esto, también está en proceso de ser eliminado por la EPA.

A partir de 2023, el refrigerante utilizado en los nuevos sistemas de aire acondicionado y bombas de calor es el R-454B, un compuesto HFO. No se puede utilizar en sistemas diseñados para R-410A. Tiene un bajo potencial de calentamiento global y ningún potencial de agotamiento de la capa de ozono, pero desafortunadamente es levemente inflamable.

Hasta ahora, parece que no se puede tener todo en términos de seguridad. Pero la tecnología está evolucionando rápidamente y, sin duda, habrá nuevos desarrollos en los refrigerantes para bombas de calor en los próximos años.

La evolución de los refrigerantes

En el siglo XIX, cuando la gente usaba hieleras para mantener los alimentos fríos, el profesor de ingeniería alemán Carl von Linde patentó el primer sistema de refrigeración que se basaba en la expansión y contracción de un refrigerante. El que usó fue amoníaco, y muchos refrigeradores posteriores también usaron amoníaco o productos químicos como cloruro de metilo y dióxido de azufre. Estos productos químicos son tóxicos, inflamables y fueron responsables de muchos accidentes.

En 1928, un ingeniero que trabajaba para General Motors, inventó una clase de compuesto "milagroso" completamente inerte para reemplazar estos químicos peligrosos. Se les conocía como clorofluorocarbonos porque contenían carbono, flúor, hidrógeno y cloro. Este compuesto fue comercializado por DuPont bajo la marca Freon.

El freón se utilizó ampliamente hasta 1970, cuando James Lovelock (conocido por promover el Hipótesis de Gaia) fue capaz de detectar moléculas de estas sustancias flotando en la atmósfera. Poco después, los científicos detectaron monóxido de cloro en la estratosfera. La única forma en que podría llegar allí era si los CFC ricos en cloro no se desintegraban en la atmósfera inferior y migraban a la atmósfera superior y reaccionaban con el ozono.

Esa fue una gran señal de alerta, y los CFC se prohibieron poco después.

A medida que se eliminaban los CFC, los científicos desarrollaron una serie de alternativas, incluidos los HFC y los HCFC, pero también se consideran perjudiciales para el medio ambiente, especialmente porque son gases de efecto invernadero y algunos son levemente inflamables. Los HFO son el desarrollo más reciente. Se forman a partir de átomos de hidrógeno, flúor y carbono, y tienen un potencial de agotamiento del ozono cero y un potencial de calentamiento global bajo. Dada la posibilidad de que en el futuro se descubra que los HFO tienen algún inconveniente ambiental aún desconocido, también existe una movimiento hacia el uso de compuestos naturales como dióxido de carbono, isobutano y propano, y una vez más, amoníaco, como refrigerantes

Chris Deziel ha estado activo en los oficios de la construcción durante más de 30 años. Ayudó a construir una pequeña ciudad en el desierto de Oregón desde cero y ayudó a establecer dos empresas de jardinería. Ha trabajado como carpintero, plomero y reparador de muebles. Deziel ha estado escribiendo artículos de bricolaje desde 2010 y ha trabajado como consultor en línea, más recientemente con el servicio Pro Referral de Home Depot. Su trabajo ha sido publicado en Landlordology, Apartments.com y Hunker. Deziel también ha publicado contenido científico y es un ávido músico.