pf_5_3 fluidos refrigerantes iii generacion_a2

11/09/2015
LOS FLUIDOS REFRIGERANTES
IIIª GENERACION. LOS HFC
1830-1930
• I GENERACIÓN
• Disponible y factible
1930-1990
• II GENERACIÓN
• Seguridad y durabilidad
1990-2010
• III GENERACIÓN
• Protección del ozono
PROTECCIÓN DE LA CAPA DE OZONO
Grupo de ingeniería Térmica
2010-
• IV GENERACIÓN
• ODP nulo y bajo GWP
E. Torrella
2
FLUIDOS HALOGENADOS
APARTADOS
Iª GENERACIÓN
DESARROLLO Y OLVIDO DEL CO2
IIª GENERACIÓN. LOS CFC
H
Cl
H
Cl
Cl
ACCIÓN SOBRE EL OZONO
F
F
C
C
H
F
C
NORMATIVA EUROPEA SOBRE LAS SUSTANCIAS QUE AGOTAN LA CAPA DE OZONO
F
F
F
IIIª GENERACIÓN. LOS HFC
CFC 12
EL EFECTO INVERNADERO
CFCs: Clorofluorocarbonos
HCFC 22
HCFCs: Hidroclorofluorocarbonos
HFC 32
HFCs: Hidrofluorocarbonos
NORMATIVA EUROPEA SOBRE GASES FLUORADOS DE EFECTO INVERNADERO
IVª GENERACIÓN. NUEVOS Y ANTIGUOS FLUIDOS
E. Torrella
3
4E. Torrella
4
1
11/09/2015
NOMENCLATURA
PANORAMA CON ELIMINACIÓN DE CFC
ODP potencial de destrucción de ozono (ó potencial de agotamiento del ozono
“PAO” en castellano)
SAO (ODS) sustancias que agotan la capa de ozono.
«gases fluorados de efecto invernadero»: los hidrofluorocarburos (HFC),
perfluorocarburos (PFC) y el hexafluoruro de azufre (SF6).
«hidrofluorocarburo»: un compuesto orgánico formado por carbono, hidrógeno y
flúor, y cuya molécula no contenga más de seis átomos de carbono.
«perfluorocarburo»: un compuesto orgánico formado solo por carbono y flúor, y
cuya molécula no contenga más de seis átomos de carbono.
PCA (GWP en inglés) «potencial de calentamiento atmosférico»: el potencial de
calentamiento climático de un gas fluorado de efecto invernadero en relación con
el del dióxido de carbono. El potencial de calentamiento atmosférico se obtiene a
partir del potencial de calentamiento de un kilogramo de gas en relación con un
kilogramo de CO2 sobre un período de 100 años.
«tonelada o toneladas equivalentes de CO2»: cantidad de gases de efecto
invernadero, o de una mezcla que contenga dichos gases, expresada como el
resultado del producto del peso de los gases de efecto invernadero en toneladas
métricas por su potencial de calentamiento atmosférico; (PCA100 * masa
[kg]/1000)
E. Torrella
FLUIDOS FRIGORÍGENOS
Transición
HCFC
Fluidos
puros
R22
R123
5
HFC
Mezclas
Basados
en R22
Fluidos
puros
R134a
R23
NO HALOGENADOS
Mezclas
HC
R404A
R507
R407C
R417A
R410A
R508B
R290
R600
R600a
INORGÁNICOS
R717
R744
E. Torrella
6
FLUIDOS. EFECTOS MEDIOAMBIENTALES
LOS HFC
Irónicamente, la razón de que los HFC son ahora la opción frente
a los clorofluorocarbonos (CFC) es la razón de que no fueron
seleccionados inicialmente. En 1928, el inventor de la familia
refrigerantes halogenados, Thomas Midgley, determinó que sólo
ocho elementos son adecuados para ser combinados en moléculas
que podrían actuar como refrigerantes. Curiosamente, Midgley y
sus socios eligieron el camino de CFC, en lugar de la vía HFC,
por su estabilidad molecular, calidad deseable para cualquier
fluido destinado a ser utilizado durante veinte años o más, esto
hizo que los refrigerantes fuesen capaces de destruir el ozono
estratosférico (su larga vida atmosférica). De hecho, el HFC134a, fue sintetizado en 1936 por el equipo de Midgley
encontrando que la unión con cloro era más estable que con
fluor.
E. Torrella
Medio/largo plazo
Gases efecto invernadero
Sustancias destructoras del ozono
(Gases Halogenados)
Cloruro de metilo
(CH3Cl)
Halones
H‐1301
H‐1211
N2O
Metil Cloroformo
(CH3CCl3)
7
E. Torrella
CO2
HCFCs
Bromuro de metilo
(CH3Br)
Tetracloruro de carbono
(CCl4)
HFCs
HFC‐23
HFC‐134a
HFC‐125
CH4
SF6
CFCs
CFC‐11
CFC‐12
CFC‐113
PFCs
8
2
11/09/2015
Denominación
ODP Y GWP DE FLUIDOS CFC, HCFC Y HFC
Vida [años]
ODP (Montreal Protocolo)
45
1
4600
100
1
10600
CFC-113 (C2F3Cl3) 1,1,2Trichlorotrifluoroethane
85
0.8
6000
CFC-114 (C2F4Cl2)
Dichlorotetrafluoroethane
300
1
9800
1700
0.6
7200
640
1
14000
CFC-11 (CCl3F)
Trichlorofluoromethane
CFC-12 (CCl2F2)
Dichlorodifluoromethane
GWP100años * 103
ODP
CFC-11
CFC-13
CFC-12
CFC-113
CFC-114
CFC-115
CFC-502
HCFC-22
HCFC-123
HCFC-124
HCFC-141b
HCFC-142b
HFC-23
HFC-32
HFC-41
HFC-125
HFC-134a
HFC-152a
HFC-143a
HFC-404A
HFC-407C
HFC-410A
HFC-507A
14
12
10
8
6
4
2
0
CFC-115 (C2F5Cl)
Monochloropentafluoroethane
CFC-13 (CF3Cl)
Chlorotrifluoromethane
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
E. Torrella
9
PAO (ODP) Y PCA (GWP) DE HCFC (I)
Denominación
Vida [años]
ODP (Montreal Protocolo)
CFC-111 (C2FCl5)
Pentachlorofluoroethane
1
CFC-112 (C2F2Cl4)
Tetrachlorodifluoroethane
1
CFC-211 (C3FCl7)
Heptachlorofluoropropane
1
CFC-212 (C3F2Cl6)
Hexachlorodifluoropropane
1
CFC-213 (C3F3Cl5)
Pentachlorotrifluoropropane
1
CFC-214 (C3F4Cl4)
Tetrachlorotetrafluoropropane
1
CFC-215 (C3F5Cl3)
Trichloropentafluoropropane
1
CFC-216 (C3F6Cl2)
Dichlorohexafluoropropane
1
CFC-217 (C3F7Cl)
Chloroheptafluoropropane
1
GWP (TAR)
TAR (Third Assessment Report, 2000)
E. Torrella
10
PAO (ODP) Y PCA (GWP) DE HCFC (II)
GWP (TAR)
HCFC-21 (CHFCl2)
Dichlorofluoromethane
1.7
0.04
210
HCFC-22 (CHF2Cl)
Monochlorodifluoromethane
12
0.055
1700
Denominación
Vida [años]
HCFC-221 (C3HFCl6)
Hexachlorofluoropropane
ODP (Montreal Protocolo)
GWP (TAR)
0.015-0.07
HCFC-222 (C3HF2Cl5)
Pentachlorodifluoropropane
0.01-0.09
0.02
HCFC-223 (C3HF3Cl4)
Tetrachlorotrifluoropropane
0.01-0.08
HCFC-121 (C2HFCl4)
Tetrachlorofluoroethane
0.01-0.04
HCFC-224 (C3HF4Cl3)
Trichlorotetrafluoropropane
HCFC-122 (C2HF2Cl3)
Trichlorodifluoroethane
0.02-0.08
HCFC-225ca (C3HF5Cl2)
Dichloropentafluoropropane
1.9
0.025
180
5.8
0.033
620
HCFC-31 (CH2FCl)
Monochlorofluoromethane
HCFC-123 (C2HF3Cl2)
Dichlorotrifluoroethane
1.3
0.02
120
HCFC-225cb (C3HF5Cl2)
Dichloropentafluoropropane
HCFC-124 (C2HF4Cl)
Monochlorotetrafluoroethane
5.8
0.022
620
HCFC-226 (C3HF6Cl)
Monochlorohexafluoropropane
HCFC-131 (C2H2FCl3)
Trichlorofluoroethane
0.007-0.05
HCFC-231 (C3H2FCl5)
Pentachlorofluoropropane
HCFC-132b (C2H2F2Cl2)
Dichlorodifluoroethane
0.008- 0.05
HCFC-232 (C3H2F2Cl4)
Tetrachlorodifluoropropane
HCFC-133a (C2H2F3Cl)
Monochlorotrifluoroethane
0.02 - 0.06
HCFC-233 (C3H2F3Cl3)
Trichlorotrifluoropropane
HCFC-141b (C2H3FCl2)
Dichlorofluoroethane
HCFC-142b (C2H3F2Cl)
Monochlorodifluoroethane
E. Torrella
9.3
0.11
700
17.9
0.065
2400
TAR (Third Assessment Report, 2000)
11
0.01-0.09
0.02 - 0.1
0.05 - 0.09
0.008 - 0.1
0.007 - 0.23
HCFC-234 (C3H2F4Cl2)
Dichlorotetrafluoropropane
0.01 - 0.28
HCFC-235 (C3H2F5Cl)
Monochloropentafluoropropane
0.03 - 0.52
E. Torrella
TAR (Third Assessment Report, 2000)
12
3
11/09/2015
PAO (ODP) Y PCA (GWP) DE HCFC (III)
Denominación
Vida [años]
ODP (Montreal Protocolo)
HCFC-242 (C3H3F2Cl3)
Trichlorodifluoropropane
0.005 - 0.13
HCFC-243 (C3H3F3Cl2)
Dichlorotrifluoropropane
0.007 - 0.12
HCFC-244 (C3H3F4Cl)
Monochlorotetrafluoropropane
0.009 - 0.14
HCFC-251 (C3H4FCl3)
Monochlorotetrafluoropropane
0.001 - 0.01
HCFC-252 (C3H4F2Cl2)
Dichlorodifluoropropane
PAO (ODP) Y PCA (GWP) DE HALONES
GWP (TAR)
Vida [años]
ODP (Montreal Protocolo)
GWP (TAR)
Halon 1211 (CF2ClBr)
Bromochlorodifluoromethane
16
3
1300
0.005 - 0.04
HCFC-253 (C3H4F3Cl)
Monochlorotrifluoropropane
Halon 1301 (CF3Br)
Bromotrifluoromethane
65
10
6900
0.003 - 0.03
HCFC-261 (C3H5FCl2)
Dichlorofluoropropane
Halon 2402 (C2F4Br2)
Dibromotetrafluoroethane
20
6
0.002 - 0.02
HCFC-262 (C3H5F2Cl)
Monochlorodifluoropropane
Halon 2402 (C2F4Br2)
Dibromotetrafluoroethane
20
6
0.002 - 0.02
HCFC-271 (C3H6FCl)
Monochlorofluoropropane
0.001 - 0.03
E. Torrella
TAR (Third Assessment Report, 2000)
Denominación
13
E. Torrella
TAR (Third Assessment Report, 2000)
14
UTILIZACIÓN DE GASES FLUORADOS
PROBLEMÁTICA RELATIVA A GASES FLUORADOS
CALENTAMIENTO GLOBAL
EL EFECTO INVERNADERO
Grupo de ingeniería Térmica
E. Torrella
15
4
11/09/2015
CALENTAMIENTO GLOBAL
E. Torrella
EL EFECTO INVERNADERO
17
PRECURSOR
18
EL EFECTO INVERNADERO
Svante Arrhenius, científico sueco,
fue el primero en estudiar, en 1896,
el potencial de calentamiento de la
tierra en base al efecto invernadero.
Estableció una correlación entre la
concentración del dióxido de
carbono y la temperatura de la tierra.
Realizó una estimación de la
temperatura media de la tierra en
15ºC, sugiriendo que si se doblaba la
concentración de dióxido de
carbono, se provocaría un aumento
de 5ºC en la temperatura de la tierra.
E. Torrella
E. Torrella
Los gases de efecto invernadero absorben la radiación infrarroja, emitida por
la superficie de la Tierra, por la propia atmósfera debido a los mismos gases, y
por las nubes. La radiación atmosférica se emite en todos los sentidos, incluso
hacia la superficie terrestre. Los gases de efecto invernadero atrapan el calor
dentro del sistema de la troposfera terrestre. A esto se le denomina ‘efecto
invernadero natural.’
La radiación atmosférica se vincula en gran medida a la temperatura del nivel
al que se emite. En la troposfera, la temperatura disminuye generalmente con
la altura. En efecto, la radiación infrarroja emitida al espacio se origina en
altitud con una temperatura que tiene una media de -19°C, en equilibrio con la
radiación solar neta de entrada, mientras que la superficie terrestre tiene una
temperatura media mucho mayor, de unos +14°C. Un aumento en la
concentración de gases de efecto invernadero produce un aumento de la
opacidad infrarroja de la atmósfera, y por lo tanto, una radiación efectiva en el
espacio desde una altitud mayor a una temperatura más baja. Esto causa un
forzamiento radiativo, un desequilibrio que sólo puede ser compensado con un
aumento de la temperatura del sistema superficie - troposfera. A esto se
denomina ‘efecto invernadero aumentado’.
19
E. Torrella
20
5
11/09/2015
BALANCE ENERGÉTICO EN LA TIERRA
RADIATIVE FORCING RF
RADIACIÓN SOBRE MOLÉCULAS
Cuando se habla del calentamiento global o de efecto
invernadero, el concepto científico subyacente principal
que describe el proceso es el forzamiento radiante
(Radiative Forcing). El concepto de forzamiento radiante
es relativamente sencillo. La radiación solar recibida
desde el sol, que siempre incide sobre la mitad de la
superficie terrestre, es parcialmente reflejada
(aproximadamente 30 por ciento), y el resto absorbida.
Al mismo tiempo, la tierra radia a su vez hacia el espacio
en la zona infrarroja del espectro. Un balance global
implica restar la energía que se absorbe de la que se
transmite, si el balance es distinto a cero tiene lugar un
(o enfriamiento, si el número es negativo). En resumen,
el forzamiento radiante es una medida directa de la
cantidad que el balance energético sobre la Tierra está
fuera del equilibrio. El efecto neto sería el mismo, tanto
si es debido a un aumento en la energía entrante o si se
debe a un aumento en la captura por parte de los gases
de efecto invernadero.
Radiative forcing ó Forzamiento radiante es una medida
de la influencia que un factor tiene para perturbar el
equilibrio de la energía entrante y saliente en el sistema
Tierra-atmósfera.
Los valores de forzamiento radiante son para cambios
relativos a las condiciones preindustriales definidas en el
año 1750 y se expresan en vatios por metro cuadrado
(W/m2).
El forzamiento radiativo de un GEI (gas de efecto
invernadero) está determinado por su concentración en
la atmósfera, su capacidad de calentamiento, el tiempo
de residencia, y su distribución espacial.
E. Torrella
21
BALANCE ENERGÉTICO EN LA TIERRA
22
PREDICCIONES CON LAS EMISIONES ACTUALES
Aunque el concepto de forzamiento
radiante es simple, el análisis real es
mucho más complicado y difícil.
La radiación directa 341 Wm-2 es
parcialmente reflejada por las nubes o
el suelo.
Algo se reenvía a la atmósfera por
convección libre y evapotranspiración;
además existen precipitaciones.
El balance debe tener en consideración
cada una de las contribuciones.
Además,
las
contribuciones
individuales al forzamiento radiativo
no puede simplemente sumarse para
obtener el total, debido a que algunos
de los factores se superponen, por
ejemplo, diferentes gases de efecto
invernadero absorben y emiten en las
mismas longitudes de onda infrarroja,
por lo que su efecto de calentamiento
combinado es menor que la suma de
sus efectos individuales.
E. Torrella
E. Torrella
23
Aumento de la temperature de 0.3 °C por década
Auemta irregular de la temperature (mayor en las regiones polares)
Aumento nivel del mar de 6 cm por década
Irregular incremento de lluvias
E. Torrella
24
Gleason, et
6
11/09/2015
ORGANISMOS INTERNACIONALES
COMPROMISO ESPAÑA
IPCC.- Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático. Al detectar el problema del cambio climático mundial, la
Organización Meteorológica Mundial (OMM) y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA)
crearon el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) en 1988. Se trata de un grupo
abierto a todos los Miembros de las Naciones Unidas y de la OMM. El IPCC consta de tres Grupos de trabajo y un
Equipo especial; El Grupo de trabajo III evalúa las posibilidades de limitar las emisiones de gases de efecto invernadero
y de atenuar los efectos del cambio climático.
UNFCCC.- España se adhirió a un Tratado Internacional, la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio
Climático CMNUCC (UNFCCC). En 1997 los gobiernos firmantes acordaron la incorporación al Tratado del Protocolo
de Kioto. La Convención se adoptó el 9 de mayo de 1992 en Nueva York, y más de 150 países y la Comunidad Europea
la firmaron en la Cumbre sobre la Tierra de 1992 celebrada en Río de Janeiro. Su objetivo es la ‘estabilización de las
concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera a un nivel que impida interferencias antropogénicas
peligrosas en el sistema climático.’ Contiene compromisos para todas las Partes. En virtud de la Convención, las Partes
del Anexo I se comprometen a volver las emisiones de gases de efecto invernadero no controladas por el Protocolo de
Montreal a los niveles de 1990 hacia el año 2000. La Convención entró en vigor en marzo de 1994.
El Protocolo de Kioto sobre el cambio climático es un protocolo de la CMNUCC Convención Marco de las Naciones
Unidas sobre el Cambio Climático, y un acuerdo internacional que tiene por objetivo reducir las emisiones de seis gases
de efecto invernadero que causan el calentamiento global: dióxido de carbono (CO2), gas metano (CH4) y óxido nitroso
(N2O), además de tres gases industriales fluorados: Hidrofluorocarbonos (HFC), Perfluorocarbonos (PFC) y
Hexafluoruro de azufre (SF6), en un porcentaje aproximado de al menos un 5 %, dentro del periodo que va desde el año
2008 al 2012, en comparación a las emisiones al año 1990. Por ejemplo, si las emisiones de estos gases en el año 1990
alcanzaban el 100 %, para el año 2012 deberán de haberse reducido como mínimo al 95 %. Es preciso señalar que esto
no significa que cada país deba reducir sus emisiones de gases regulados en un 5% como mínimo, sino que este es un
porcentaje a nivel global y, por el contrario, cada país obligado por Kioto tiene sus propios porcentajes de emisión que
debe disminuir la contaminación global. El protocolo fue inicialmente adoptado el 11 de diciembre de 1997 en Kioto,
Japón, pero no entró en vigor hasta el 16 de febrero de 2005. En noviembre de 2009, eran 187 estados los que ratificaron
el protocolo.3 EE. UU., mayor emisor de gases de invernadero mundial,4 no ha ratificado el protocolo.
E. Torrella
España se adhirió a un Tratado Internacional, la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre
el Cambio Climático CMNUCC (UNFCCC). En 1997 los gobiernos firmantes acordaron la
incorporación al Tratado del Protocolo de Kioto, que incorpora medidas más concretas,
cuantificables y jurídicamente vinculantes orientadas a reducir las emisiones causantes del
incremento global de la temperatura. Las Partes incluidas en el anexo I se asegurarán, individual o
conjuntamente, de que sus emisiones antropógenas agregadas, expresadas en dióxido de carbono
equivalente, de los gases de efecto invernadero enumerados en el anexo A no excedan de las
cantidades atribuidas a ellas, calculadas en función de los compromisos cuantificados de
limitación y reducción de las emisiones consignados para ellas en el anexo B y de conformidad
con lo dispuesto en el presente artículo, con miras a reducir el total de sus emisiones de esos gases
a un nivel inferior en no menos de 5% al de 1990 en el período de compromiso comprendido
entre el año 2008 y el 2012.
25
E. Torrella
26
GASES DE EFECTO INVERNADERO
LOS GASES DE EFECTO INVERNADERO
Grupo de ingeniería Térmica
Son los gases existentes en la atmósfera que reduce la pérdida de calor hacia el
exterior y por tanto contribuyen al aumento de temperatura en la tierra. La
atmósfera terrestre está constituida por un 78% de N2 y un 21% O2 ambos,
también elArgon, transparentes a la radiación IR.
Son esenciales para el mantenimiento de la temperatura en el planeta, sin ellos
éste sería tan frío que sería inhabitable. Si la radiación ultravioleta entrante
fuese igual a la IR de salida de la tierra, este balance conduciría a una
temperatura terrestre de 256 K (-17ºC).
Por otro lado, un exceso de gases puede aumentar la temperatura a niveles
peligrosos.
Bajo el término gase de efecto invernadero se encuentran, en orden de
abundancia; el vapor de agua, el dióxido de carbono, el metano, el óxido
mitroso, el ozono y los hidrocarburos halogenados.
Los gases de efecto invernadero se producen de forma natural o tienen origen
antropogénico.
E. Torrella
28
7
11/09/2015
GASES DE EFECTO INVERNADERO
COMPARACIÓN VENUS – LA TIERRA
Tierra
Gases Greenhouse
Carbon dioxide; CO2
Water; H2O
CFC’s
Nitrous Oxide; N2O
Methane; CH4
Venus
Gases NO Greenhouse
Nitrogen; N2
Oxygen; O2
Argon; Ar
E. Torrella
Venus tiene una atmósfera con mas
del 90% en CO2. También tiene
nubes de ácido sulfúrico. El efecto
invernadero es mucho mayor que
la tierra.
La tierra tiene una atmósfera con mucho menos
contenido en CO2 que Venus.
29
INCIDENCIA SOBRE EFECTO INVERNADERO
E. Torrella
30
EL VAPOR DE AGUA
El vapor de agua es un gas de efecto invernadero de origen natural y representa el mayor
porcentaje del efecto invernadero, entre el 36% y el 66%. Las concentraciones de vapor de
agua fluctúan según zonas, pero la actividad humana no afecta directamente las
concentraciones de vapor de agua, excepto en las escalas locales (por ejemplo, cerca de los
campos de regadío).
El vapor de agua es especial en el sentido de que la cantidad de vapor de agua depende
directamente de la temperatura. Presión de vapor es la presión de un vapor en equilibrio con
su líquido. El agua tiene una tendencia a evaporarse a una forma gaseosa, y el vapor de agua
tiene una tendencia a condensar de nuevo en forma líquida. En cualquier temperatura dada,
para una sustancia particular, hay una presión a la que el gas de dicha sustancia está en
equilibrio dinámico con sus formas líquidas o sólidas. Esta es la presión de vapor de la
sustancia a esa temperatura. El aire no puede contener más vapor de agua que es permitido
por la presión de vapor.
La relación de Clausius-Clapeyron da una relación entre la presión de vapor de saturación y
la temperatura. Esta ecuación establece que el aire más caliente tiene el potencial de
contener más vapor de agua por unidad de volumen. Como un simple ejemplo, el aire a 30ºC
puede contener cerca de 3,5 veces más vapor de agua que el aire a 10ºC. Los modelos
actuales del clima predicen que el aumento de las concentraciones de vapor de agua en el
aire más caliente amplificará el efecto invernadero creado por los gases de efecto
invernadero antropogénicos. Así, el vapor de agua actúa como un fuerte retroalimentación
positiva al forzar el efecto de otros gases de invernadero, como el CO2.
17.67T
E. Torrella
31
E. Torrella
pvs T   6.112 exp T  243.5
32
8
11/09/2015
TRANSMITANCIA DEL VAPOR DE AGUA A LA
RADIACIÓN INFRAROJA
EL DIÓXIDO DE CARBONO
El dióxido de carbono es un gas a temperatura y presión normales y existe en
la atmósfera de la Tierra en este estado. Actualmente se encuentra en una
concentración media mundial de aproximadamente 383 ppm en volumen en la
atmósfera de la Tierra, aunque esto varía tanto según la ubicación como en el
tiempo.
El dióxido de carbono es un importante gas de efecto invernadero porque
transmite la radiaciónvisible pero absorbe fuertemente en el infrarrojo.
El dióxido de carbono es producido por todos los animales, plantas, hongos y
microorganismos durante la respiración y es utilizado por las plantas durante
la fotosíntesis.
El dióxido de carbono se genera como un subproducto de la combustión de
combustibles fósiles o de materia vegetal, entre otros procesos químicos. Y
también como un subproducto en la producción de cal.
Dióxido de carbono inorgánico se emite por los volcanes y otros procesos
geotérmicos como aguas termales.
E. Torrella
33
VARIACIÓN DEL DIÓXIDO DE CARBONO
E. Torrella
E. Torrella
34
RELACIÓN TEMPERATURA Y CO2
35
E. Torrella
36
9
11/09/2015
RELACIÓN TEMPERATURA Y CO2
E. Torrella
CIRCULACIÓN OCEÁNICA ATLÁNTICO NORTE
37
E. Torrella
38
TRANSMITANCIA DEL CO2 A LA RADIACIÓN
INFRAROJA
EL DIÓXIDO DE CARBONO. MAUNA LOA
Evolución de la concentración de
CO2 en el observatorio de Mauna
Loa en Hawai. Obsérvese la
oscilación anual causada por el
crecimiento estacional de las plantas.
E. Torrella
39
E. Torrella
40
10
11/09/2015
EL METANO
EVOLUCIÓN METANO
El metano es el principal componente del gas natural y un relativamente
potente gas de efecto invernadero (25 veces el del CO2).
El metano en la atmósfera se oxida con el tiempo, con producción de dióxido
de carbono y agua. Como resultado, el metano en la atmósfera tiene una vida
media de siete años.
Además, hay una gran cantidad, aún desconocida, de metano en los fondos
oceánicos. El calentamiento global podría liberar este metano, lo que podría
causar un fuerte aumento adicional de la temperatura global. Tales
liberaciones de metano puede haber sido un factor importante en eventos de
extinción anteriores.
La corteza terrestre contiene también grandes cantidades de metano. Grandes
cantidades de metano son producidas en los pantanos. Otras fuentes incluyen
volcanes de lodo que están conectados con fallas geológicas profundas.
E. Torrella
41
EL METANO ABSORBE EN EL LÍMITE DE LA REGIÓN
DEL ESPECTRO INFRAROJO
E. Torrella
42
EL ÓXIDO NITROSO
El óxido nitroso (también conocido como gas de la risa) es un compuesto
químico con la fórmula química N2O. Se utiliza en las carreras de motor como
un oxidante para aumentar la potencia de los motores.
A pesar de su relativamente pequeña concentración en la atmósfera, el óxido
nitroso es el cuarto mayor contribuyente de gases de efecto invernadero al
calentamiento global en general, por detrás de dióxido de carbono, metano y
vapor de agua.
El óxido nitroso es emitido por las bacterias en los suelos y los océanos, y por
lo tanto ha sido una parte de la atmósfera de la Tierra durante eones. La
agricultura es la principal fuente de óxido nitroso producido por el hombre: el
cultivo del suelo, el uso de fertilizantes de nitrógeno, y el manejo de residuos
animales pueden estimular a las bacterias naturales para producir más óxido
nitroso. El sector de la ganadería (principalmente vacas, pollos y cerdos)
produce el 65% de óxido nitroso relacionados con el hombre.
Las fuentes industriales representan sólo alrededor del 20% de todas las
fuentes antropogénicas, e incluyen la producción de nylon y ácido nítrico, y la
quema de combustibles fósiles en motores de combustión interna.
E. Torrella
43
E. Torrella
44
11
11/09/2015
EL ÓXIDO NITROSO ABSORCIÓN EN LA REGIÓN DEL
INFRAROJO
VARIACIÓN GASES (N2O)
E. Torrella
45
ESPECTRO INFRAROJO H2O, N2O, CH4 y CO2
E. Torrella
46
EL OZONO
Aunque el ozono estaba presente a nivel del suelo antes de la revolución
industrial, las concentraciones máximas son ahora muy superiores a los
niveles pre-industriales. Este aumento en el ozono es preocupante, ya que el
ozono presente en la troposfera superior actúa como un gas de efecto
invernadero.
E. Torrella
47
E. Torrella
48
12
11/09/2015
LOS HALOCARBONOS
PRESENCIA ATMOSFÉRICA
GASES DE EFECTO INVERNADERO
Gas
Preindustrial Levels
Current Levels
Increase since 1750
Global warming potential (GWP)
(over 100 yrs)
Greenhouse Radiative
Forcing (W/m2)
Carbon Dioxide
280 ppm
387 ppm
104 ppm
1
1.46
Methane
700 ppb
1,745 ppb
1,045 ppb
25
0.48
Nitrous oxide
270 ppb
314 ppb
44 ppb
298
0.15
0
533 ppt
533 ppt
>2000
0.17
CFC‐12
La mayoría de los gases de efecto invernadero tienen fuentes naturales y antropogénicas. Durante el
“Holoceno” pre‐industrial, los niveles de los gases fueron más o menos constante. Desde la
revolución industrial (1750), los niveles de algunos gases han aumentado debido a las acción
humana.
Como se puede ver, a pesar de que la concentración de CFC es baja, su efecto es muy alto.
Problema potencial. Los CFC no afectan la forma de vida de la mayoría de las personas, en cambio la
reducción de las concentraciones de CO2 y de CH4 si pueden hacerlo.
E. Torrella
49
50
LA VARIACIÓN DE LA RADIACIÓN SOLAR.
CICLOS MILANKOVITCH
EL EFECTO INVERNADERO. EL ALBEDÓ
El albedo (porcentaje de radiación que
cualquier superficie refleja respecto a
la radiación que incide sobre la
misma) afecta a la cantidad de
radiación solar que se recibe.
Los cambios en el albedo. Por
ejemplo, la capa de nieve se derrite
más temprano de lo que hizo
anteriormente - los cambios climáticos
podrían seguir.
Los bosques proporcionan un albedo
bajo (y la deforestación aumenta el
albedo).
Los bosques también emiten grandes
cantidades de vapor de agua, lo que
refleja la radiación solar de vuelta al
espacio.
Los efectos de la deforestación sobre
el cambio climático son desconocidos.
E. Torrella
E. Torrella
Los ciclos Milankovitch determinan
los cambios periódicos en la
variación del eje de rotación de la
tierra y de la órbita de ésta con el
sol, por lo que alteran el camino de
la radiación del sol a la tierra
provocando variaciones climáticas
tales como los períodos de
glaciaciones y los intervalos
calientes entre estas glaciaciones.
51
E. Torrella
52
13
11/09/2015
LA VARIACIÓN DE LA RADIACIÓN SOLAR
FORZAMIENTO RADIANTE
Se producen pequeñas variaciones
en la radiación solar durante un ciclo
solar. Esta variación es de aprox.
1W/m2.
Durante los últimos 100 años, la
constante solar ha aumentado en
aproximadamente un 1 W/m2,
mientras que la temperatura media
de la tierra ha aumentado aprox. de
0,6ºC. ¿Qué parte de este
calentamiento se debe al aumento de
la producción solar. Recuerde que la
constante solar es de 4 veces la
radiación solar medida en la
superficie y que el 31% se refleja.
E. Torrella
53
54
GASES DE EFECTO INVERNADERO
EMISIONES
FORZAMIENTO RADIANTE
E. Torrella
E. Torrella
55
E. Torrella
56
14
11/09/2015
EMISIONES EUROPA
GASES DE EFECTO INVERNADERO. KYOTO
Kyoto Protocol Status
Verde Obscuro – con objetivos vinculantes de reducción
Otros colores – sin metas de reducción vinculantes
E. Torrella
57
E. Torrella
58
59
E. Torrella
60
GASES DE EFECTO INVERNADERO
EMISIONES DE HFC
E. Torrella
Junio 2013 ‐ EE.UU. y China acordaron trabajar en conjunto con otros países para utilizar los conocimientos y las instituciones del Protocolo de Montreal para reducir gradualmente el consumo y la producción de HFC.
15
11/09/2015
INDICADORES DE IMPACTO CLIMÁTICO
Radiative Forcing: RF, RFI
Global Warming Potential: GWP Ó PCA
Total Equivalent Warming Impact: TEWI
Life Cycle Climate Performance: LCCP
Life Cycle Assessment: LCA
Global Temperature Change Potential: GTP
Carbon Equivalent Warming Number: CEWN
Impact on health
INDICADORES DE IMPACTO CLIMÁTICO
GWP, TEWI…
Grupo de ingeniería Térmica
E. Torrella
INDICADORES DE IMPACTO CLIMÁTICO
GWP Ó PCA. DEFINICIÓN
INDICADORES DE IMPACTO CLIMÁTICO
GWP ó PCA (potencial de calentamiento atmosférico): Global Warming
Potential. Integración en el tiempo del RF (forzamiento radiante) debido a la
emisión de un gas.
Normalmente se da con referencia al CO2, siendo100 años el tiempo de
integración standard.
GWP(x) = AGWP(x)/AGWP(CO2)
AGWP(CO2) cambios debido a la presencia de CO2
GWPCO2 = 1
E. Torrella
62
Definición Simple. El GWP de un fluido es el impacto de
calentamiento global con relación al impacto de la misma
cantidad de dióxido de carbon en un período de 100 años.
Definición Completa. El GWP de un fluido se define como la
integración del forzamiento radiante en un horizonte de 100 años
de una cantidad de 1 kg con relación al efecto de la misma
cantidad (1 kg), en el mismo tiempo, del dióxido de carbon.
Todos los efectos más allá de los 100 años son ignorados, por lo
tanto el GWP considera todos los efectos de los HFC pero menos
del 40% del efecto total del CO2.
Basicamente, el objetivo del GWP es disponer un indicador que
permita la comparación del impacto climático de los diferentes
gases de efecto invernadero.
63
E. Torrella
64
16
11/09/2015
INDICADORES DE IMPACTO CLIMÁTICO
GWP Ó PCA. EXPRESIÓN
VIDA ATMOSFÉRICA DE UN GAS ()
El GWP (definido en 1998 IPCC) compara la integración del forzamiento
radiante de un pulso de emisión de un GHG en un horizonte (tiempo)
específico, con la producida por el dióxido de carbono en el mismo tiempo.
Para un gas en concreto el GWP es:
Un índice del potencial para causar forzamiento radiante relativo a la
emisión de la misma masa de CO2.
Es acumulativo, por su integración entre el presente y un tiempo futuro (T
normalmente 100 años, aunque también se utilizan 20 y 500 años).
 RF (t )dt
a c
g g
g
0
T
 RF
CO2
(t )dt
0
c
dc
1
   c 
 exp( t )

dt
c0
 
Vida atmosférica = tiempo necesario para reducir la concentración de una
especie en un 37%
Los compuestos inestables son muy reactivos  corta vida
Los compuestos estables no son reactivos  larga vida
T
T
GWPg (T ) 
Los compuestos se rompen eventualmente mediante reacciones químicas en la
atmósfera. Típicamente, la tasa de pérdidas es proporcional a la concentración
“c”:
GPWg 
(t ) dt
0
T
a
c
CO2 CO2
(t ) dt
0
ag es el forzamiento radiante instantáneo debido al aumento en la concentración del gas “g” [W m-2 kg-1]
cg es la concentración del gas “g” remanente después del tiempo “t” desde la emisión, en ese tiempo cg baja.
E. Torrella
65
VIDA ATMOSFÉRICA DE UN GAS
E. Torrella
66
COMPARACIÓN VIDA ATMOSFÉRICA Y GWP
Gas CF4 C2F6 C3F8 SF6 NF3 CHF3* CO2 E. Torrella
67
E. Torrella
Atm. Lifetime (years) 50,000 10,000 5,600 3,200 740 264 50‐200 GWP (100 ITH) 6,500 9,200 6,950 23,900 13,100 11,700 1 68
17
11/09/2015
GWP Ó PCA DE GASES
Sustancia
GWP Ó PCA SAR
GWP
Concentración (%)
CO2
1
0.0375
CH4
23
0.0018
N2O
296
0.00031
H2O
0.1
variable
O3
2000
0.000004
CCl3F
21000
0.000000028
CCl2F2
25000
0.000000026
E. Torrella
69
ÖKO-RECHERCHE GMBH
E. Torrella
SAR (Second Assessment Report, 1995)
70
INCERTIDUMBRE VALORES DEL PCA Ó GWP
Los valores del PCA ó GWP han ido revisándose a medida que
avanzaba el desarrollo de las ciencias de la atmósfera. Dado que
dependen de la actuación del CO2 (radiative forcing), cualquier
cambio en este valor modifica el PCA de los fluidos.
Además los valores del PCA dependen de la vida atmosférica del
fluido.
La incertidumbre de los valores se ha establecido en un ±35%
para los valores dados tanro en el SAR (Second Assessment
Report, 1995) como en el TAR (Third Assessment Report, 2000).
Han habido revisiones posteriores, así la AR4 (Fourth
Assessment Report, 2007), y la posterior AR5. La F-Gas
Regulation EC842/2006 utiliza los valores de la TAR (Third
Assessment Report).
E. Torrella
AR; GWP included in the second, third or fourth IPCC Assessment Report (2nd, 3rd, 4th AR)
71
E. Torrella
72
18
11/09/2015
TEWI
TOTAL EQUIVALENT WARMING IMPACT
TEWI
TOTAL EQUIVALENT WARMING IMPACT
La AFEAS (Alternative Fluorocarbons Environmental Acceptability Study), un consorcio
de fabricantes de fluorocarbonos, y El USA Departement of Energy esponsorizaron un
proyecto en el ORNL (Oak Ridge National Laboratory) con el objetivo de evaluar el
impacto de los sustitutos de los CFCs sobre el calentamiento global. Este estudio [S. K.
Fischer, P. J. Hughes P. D. Fairchild. “Energy and Global Warming Impacts of CFC
Alternative Technologies” Oak Ridge National Laboratory. December 1991] desarrollo el
concepto del TEWI (TOTAL EQUIVALENT WARMING IMPACT) como una medida de
los efectos contaminantes directo e indirecto en sistemas que usan CFCs con vistas a la
comparación con sustancias y tecnologías alternativas. Cuando se comparen sistemas de
producción frigorífica, el RITE acepta el cálculo del TEWI propuesto en la norma UNE-EN
378, parte 1, Anexo B.
PCA x L x n = Impacto debido
a perdidas por fugas = PCA
directo
PCA x m (1 - αrecuperación) =
Impacto por pérdidas
producidas en la recuperación
= PCA directo
TEWI
Total
equivalent
warning
impact
TEWI =[GWP100 . L . n] + [GWP100. m (1-αrecup.)] +[n . Eanual .β]
EFECTO
DIRECTO
GWP100 es el potencial de calentamiento, comparado con el CO2
L fugas, en kilogramos por año (5 ÷ 10 % de m)
n es la vida operativa del sistema en años ( 15 años)
m es la carga de refrigerante, en kilogramos
αrecuperación es el factor recuperación / reciclaje, entre 0 y 1 ( 0,5)
Eanual es la energía consumida por el sistema en Kw/h año
β es la emisión de CO2, en kilogramos por kilowatio-hora
73
E. Torrella
E. Torrella
CONSUMO
POTENCIA
74
OTROS INDICADORES
TEWI. COMENTARIOS
Para sistemas estacionarios con baja
probabilidad de fugas, la contribución del
efecto indirecto al TEWI es dominante.
β es la previsión de masa emitida de CO2
por unidad energética eléctrica disponible
por el usuario, en función del tipo de fuente
energética de la que procede (kg/kWh).
Como previsión de emisión de CO2, dado
que la energía eléctrica se distribuye por
una red única independientemente de su
origen de producción, suele tomarse un
valor medio de β = 0.6 kg/kWh, salvo que
la instalación sea alimentada de forma
autónoma por energía procedente de una
fuente específica, como es el caso, por
ejemplo, de los sistemas de aire
acondicionado de automóviles. La media
europea es de 0.45 ÷ 0.55 kg por cada kWh
de energía eléctrica, en 2012 era de 0.6
kg/kWh (0.1 en Francia).
EFECTO
INDIRECTO
FUGAS
E. Torrella
n x Eanual x β = Impacto
debido a la energía
consumida = PCA indirecto
DIRECTO %
INDIRECTO %
Neveras
TIPO
1
99
Frío comercial
20
80
AA edificios
4
96
AA vehículos
25
75
75
E. Torrella
76
19
11/09/2015
GTP. INDICADORES DE IMPACTO CLIMÁTICO
GLOBAL TEMPERATURE POTENTIAL (GTP)
GTP: Cambio de Temperatura debido a la emisión de un gas, en ese momento
y en el futuro, por ejemplo 50 años desde el inicio.
Normalmente se da con referencia al CO2
GTP(x) = AGTP(x)/AGTP(CO2)
Requiere, además del tiempo de vida y la eficiencia de radiación, algún
modelo para representar la respuesta de la media global de temperatura de
superficie al forzamiento radiativo.
AGTP(CO2) cambia con la cantidad de CO2 presente.
E. Torrella
77
E. Torrella
78
NORMATIVA EUROPEA
Reglamento (CE) nº 842/2006 del
parlamento europeo y del consejo
de 17 de mayo de 2006
sobre determinados gases fluorados
de efecto invernadero
Grupo de ingeniería Térmica
NORMATIVA
CALENTAMIENTO
GLOBAL
Reglamento (CE) nº517/2014, de 16
Abril de 2014 (F-Gas). Derogación
del Reglamento nº 842/2006
Mobile air conditioning (MAC).
DIRECTIVA 2006/40/CE DEL
PARLAMENTO EUROPEO Y DEL
CONSEJO
de 17 de mayo de 2006
relativa a las emisiones procedentes
de sistemas de aire acondicionado
en vehículos de motor
E. Torrella
80
20
11/09/2015
ESTRATEGÍAS REDUCCIÓN EMISIONES F-GAS
Evitar fugas (contención)/garantizar un correcto tratamiento final
en los productos y equipos.
Sin reducción gradual o eliminación de HFC de alto GWP
NORMATIVA EUROPEA
El Reglamento (CE) nº 842/2006. F-Gas
Derogado por el Reglamento (CE) nº517/2014, de 16 Abril de 2014 (F-Gas).
Grupo de ingeniería Térmica
E. Torrella
GASES FLUORADOS DE EFECTO INVERNADERO.
HFC
82
CÁLCULO DEL PCA (GWP) EN MEZCLAS
El PCA total es una media ponderada derivada de la suma de las
fracciones expresadas en peso de cada una de las sustancias
multiplicadas por sus PCA.
Σ (Sustancia X % × PCA) + (Sustancia Y % × PCA) + … (Sustancia N % × PCA)
donde % es la contribución por peso con una tolerancia de peso de  1 %.
Por ejemplo: al aplicar la fórmula a una mezcla teórica de gases
consistente en 23 % HFC-32; 25 % HFC-125 y 52 % HFC- 134a:
Σ (23 % × 550) + (25 % × 3 400) + (52 % × 1 300)
PCA total = 1 652,5.
E. Torrella
el anexo I podrá revisarse y, si fuera preciso, actualizarse.
83
E. Torrella
84
21
11/09/2015
GWP Ó PCA DE ALGUNAS MEZCLAS
Mezcla
R404A
R407C
R410A
R422A
R422D
R507A
R32
0.23
0.5
Porcentaje en masa
R125
R134a
R143a
0.44
0.04
0.52
0.25
0.52
0.5
0.851
0.115
0.651
0.315
0.5
0.5
R600a
0.034
0.034
R32
550
550
550
550
550
550
PCA Componentes
R125
R134a
R143a
3400
1300
4300
3400
1300
4300
3400
1300
4300
3400
1300
4300
3400
1300
4300
3400
1300
4300
842/2006. Prohibiciones de comercialización. Anexo II
R600a
4
4
4
4
4
4
PCA
Mezcla
3784
1652.5
1975
3043.036
2623.036
3850
«preparado»: a efectos de las obligaciones contempladas en el presente Reglamento —excluida la destrucción—, una
mezcla de dos o más sustancias, de las cuales al menos una es un gas fluorado de efecto invernadero, excepto cuando
el potencial de calentamiento atmosférico total del preparado es inferior a 150.
«sistema sellado herméticamente»: un sistema en el que todas las piezas que contengan refrigerante estén sujetas mediante soldaduras, abrazaderas o una
conexión permanente similar, la cual podrá contar con válvulas protegidas u orificios de salida protegidos que permitan una reparación o eliminación adecuadas
y cuyo índice de fugas, determinado mediante ensayo, sea inferior a 3 gramos al año bajo una presión equivalente como mínimo al 25 % de la presión máxima
permitida;
E. Torrella
85
E. Torrella
86
Normativa Española
Reglamento (CE) nº517/2014
de 16 Abril de 2014 (F-Gas).
Adaptación de la normativa española a la Europea:
Real Decreto 795/2010, que regula la comercialización y manipulación de
gases fluorados y equipos basados en los mismos, así como la certificación
de los profesionales que los utilizan. Principales aspectos:
ENTRADA EN VIGOR 1/1/2015
Certificación de personal, de acuerdo con el Reglamento CE nº 842/2006
Certificación de empresas, de acuerdo con el Reglamento CE nº 842/2006
Medidas relativas al control de la distribución y uso de fluidos
organohalogenados.
Grupo de ingeniería Térmica
Ley 34/2007, de calidad del aire y protección de la atmósfera, en lo que se
refiere al control de emisiones.
E. Torrella
87
22
11/09/2015
EUROPA: EL OBJETIVO 20 – 20 – 20
E. Torrella
ESCENARIOS EMISIÓN EU F-Gas
89
Propuesta de la Comisión 7.11.2012. Antecedentes
90
Propuesta de la Comisión 7.11.2012
Connie Hedegaard, comisaria europea de Acción por el Clima, ha declarado lo siguiente:
«Me enorgullece presentar esta nueva iniciativa precisamente cuando estamos celebrando
el vigesimoquinto aniversario del Protocolo de Montreal. Al limitar la cantidad de gases
fluorados que pueden comercializarse en la UE, esta nueva legislación redundará en
beneficio del clima y brindará nuevas oportunidades de negocio. Nuestra legislación
vigente ha atajado con éxito una tendencia creciente de las emisiones y ha impulsado la
innovación tecnológica. Ahora, cuando se pueden fabricar productos más respetuosos con
el clima, damos un paso más en la reducción rentable de las emisiones de gases
fluorados.».
La propuesta introduce una disposición de eliminación gradual que limita, a partir de 2015,
la cantidad total de los grupos más importantes de gases fluorados, los hidrofluorocarburos
(HFC), que pueden comercializarse en la UE y los reduce por etapas a una quinta parte de
las ventas actuales para 2030. Esta medida se basará en la supresión de las sustancias que
agotan la capa de ozono, lo que se logró en la UE diez años antes del plazo acordado a
escala internacional.
Mediante el establecimiento de un marco normativo adecuado, los consumidores de la UE y
los usuarios comerciales de aparatos pueden liderar el cambio y estimular el desarrollo
tecnológico en todos los sectores que utilizan gases fluorados en la actualidad, lo que se
traducirá en un aumento de las cuotas de mercado de las empresas que aprovechen la
oportunidad para crear productos y aparatos respetuosos con el clima. Estudios recientes
indican que existen varias alternativas técnicamente sólidas, seguras de usar, rentables y que
pueden facilitar el ahorro de energía.
E. Torrella
E. Torrella
“En Dinamarca, por otra parte, donde se aplican normas nacionales más estrictas
sobre los gases fluorados, hay empresas de nueva creación y PYME que han
conseguido innovar y comercializar nuevas tecnologías ecológicas, convirtiéndose en
líderes del mercado”.
Connie Hedegaard, Universidad de Copenhagen, literatura e historia. Perodista y
presentadora de televisión. Ministro danés de Clima y Energía. Comisaria europea de
Acción por el Clima. “Da klimaet blev hot” libro en danés 250 pp.
Colaboradores IP-12-1180_ES. Isaac Valero-Ladrón; zaragozano de 30 años portavoz
más joven del Ejecutivo comunitario. Él es el punto de unión entre la prensa
internacional y la danesa Connie Hedegaard, comisaria europea de Acción por el
Clima. Estudios de Derecho en la Universidad de Zaragoza. Stephanie Rhomberg,
Communications and Press Officer Climate and Energy.
Agencia Europea de Medio Ambiente (AEMA) European Environment Agency.
Ubicada en Dinamarca.
91
E. Torrella
92
23
11/09/2015
ESTRATEGÍAS REDUCCIÓN EMISIONES F-GAS
HFC REGULADOS
Evitar fugas (contención)/garantizar un correcto tratamiento final
en los productos y equipos.
Evitar el uso de gases fluorados muy potentes en los productos/
equipos y procesos de producción.
Reducción gradual o eliminación de HFC de alto GWP
Han cambiado los PCA de los fluidos respecto al reglamento del 2006
E. Torrella
93
R32
R404A
R407C
0.23
R410A
0.5
R125
R134a
R143a
0.44
0.04
0.52
0.25
0.52
R600a
0.5
R422A
0.851
0.115
R422D
0.651
0.315
R507A
0.5
0.034
0.034
0.5
94
GASES DE EFECTO INVERNADERO
REFRIGERANTES GWP Ó PCA
HFC regulados. Nuevos PCA de mezclas
Mezcla
E. Torrella
PCA
MEZCLA
R32
R125
R134a
R143a
R600a
675
3500
1430
4470
4
3921.6
675
3500
1430
4470
4
1773.85
675
3500
1430
4470
4
2087.5
675
3500
1430
4470
4
3143.086
675
3500
1430
4470
4
2729.086
675
3500
1430
4470
4
3985
CO2
R134a
GWP = 1 GWP = 1430
R407C
GWP = 1773
R410A
GWP = 2087
R404A
&
R507A
GWP ≈ 3900
Nota: GWP sobre un horizonte de 100 años
E. Torrella
95
E. Torrella
96
24
11/09/2015
PROPUESTA MODIFICACIÓN DEL 842/2006
PROPUESTAS DE REDUCCION DE HFC ACTUALES
El mecanismo de eliminación gradual requiere un tope
gradualmente decreciente aplicado a la totalidad de HFC a granel
(en toneladas equivalentes de CO2) presentes en el mercado de la
UE, y una congelación en 2015, seguida de una primera
reducción en 2016 hasta alcanzar para 2030 el 21 % de los
niveles vendidos en 2008 – 2011. Los productores de productos y
aparatos que se enfrenten a una oferta restringida de gases
fluorados pasarán a técnicas alternativas siempre que sea posible.
E. Torrella
97
E. Torrella
98
Propuesta modificación del 842/2006 (7.11.2012).
Restricciones a los aparatos nuevos
PROPUESTAS DE REDUCCION DE HFC ACTUALES
Propuesta US, Canada, México
Países en desarrollo
Países desarrollados
Además, a partir de 2020 no estará autorizada la recarga de los aparatos de refrigeración existentes con una carga de
HFC de muy alto PCA (> 2 500) y de un peso superior a 5 toneladas equivalentes de CO2, puesto que ya se dispone
ampliamente en el mercado de refrigerantes de sustitución de menor PCA que son más adecuados y eficientes desde
el punto de vista energético.
Propuesta de la Comisión Europea F-Gas
E. Torrella
99
E. Torrella
100
25
11/09/2015
PROHIBICIONES DE COMERCIALIZACIÓN
HFC SECTOR FRÍO Y AA
PROHIBICIONES DE COMERCIALIZACIÓN
HFC SECTOR FRÍO Y AA
kg
E. Torrella
101
E. Torrella
102
RESUMEN ASPECTOS IMPORTANTES
EU Reg 517/2014, de 16 Abril de 2014 (F-Gas)
Anexo 3.13: A partir del 1/1/2022 Prohibido uso de refrigerantes
HFC con GWP > 150 en instalaciones centralizadas de ≥ 40kW,
excepto para refrigerantes primarios en cascadas, donde se
permite hasta HFC con GWP < 1500. Por tanto, desaparición del
R134a, R404A, R507A en sistemas centralizados.
Anexo 3.12: A partir del 1/1/2020 prohibido uso de HFC con
GWP ≥ 2500 en sistemas con carga equivalente de CO2 superior
a 40 ton CO2,equivalente. Límites de recarga: R134a = 27.97 kg;
R404A = 10.2 kg.
E. Torrella
ESPAÑA. Proyecto de Ley 121/000054
Impuesto sobre los gases fluorados de efecto invernadero
Grupo de ingeniería Térmica
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11/09/2015
IMPUESTO SOBRE LOS GASES FLUORADOS
NUEVA TASA VERDE: 340 MILLONES
En paralelo a la normativa F-Gas, algunos países europeos han
aprobado disposiciones complementarias de control de emisiones
directas de GHG; por ejemplo, para el R134a hay una tasa de
28.8 €/kg en Dinamarca, 55.3 € /kg en Noruega, 35 € /kg en
Suecia, 6.5 € /kg en Eslovenia y de 26 €/kg en Spain. En Francia,
Polonia se han propuestas estas tasas y en Austria, Belgica,
Alemania, Holanda, Suiza y el Reino Unido se han
comprometido a promocionar el uso de fluidos de bajo GWP.
E. Torrella
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IMPUESTO SOBRE LOS GASES FLUORADOS
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IMPUESTO SOBRE LOS GASES FLUORADOS
El pasado 28 de Junio el El Consejo de Ministros aprobaba la remisión a
las Cortes Generales del Proyecto de Ley 121/000054 por la que se
establecen determinadas medidas en materia de fiscalidad
medioambiental y se adoptan otras medidas tributarias y financieras. Para
su tramitación parlamentaria se solicitó el procedimiento de urgencia.
En el Objetivo de la Ley se incluye; “Con igual propósito de contribuir a
la consolidación de las finanzas públicas, al que en este caso se une el de
coadyuvar al logro de los objetivos en materia de medio ambiente, en
línea con los principios básicos que rigen la política fiscal, energética y
ambiental de la Unión Europea, y como continuación a las medidas
adoptadas en este ámbito a finales de 2012, mediante esta Ley se regula el
Impuesto sobre los gases fluorados de efecto invernadero, como
instrumento que actúa sobre las emisiones de hidrocarburos
halogenados”.
Se trata de una excusa similar a la de las tasas verdes. Así, el Gobierno ha
creado un nuevo impuesto sobre los gases fluorados de efecto
invernadero (aerosoles y aires acondicionados), que pagarán los
fabricantes e importadores y adquirientes de estos productos. "Se crea
siguiendo las recomendaciones de la UE para avanzar en imposición
medioambiental", se justifica el Gobierno. Prevé recaudar 340 millones
de euros en un año, entrará en vigor en 2014 y el tipo impositivo en este
caso se establecerá en función del potencial de calentamiento atmosférico
(PCA) de los productos gravados.
El citado Proyecto de Ley fija un impuesto indirecto sobre gases
fluorados de efecto invernadero convirtiendo en contribuyentes los
fabricantes de gases fluorados, los importadores o adquirientes
intracomunitarios de estos productos y los revendedores. El tipo
impositivo se establecerá en función del potencial de calentamiento
atmosférico (PCA) de los productos, cuyo mínimo se fija en 150. Este
nuevo impuesto entrará en vigor en 2014.
Este nuevo impuesto será de aplicación en todo el territorio español a
partir de 2014, después de la publicación de la Ley en el Boletín Oficial
del Estado, y afectará tanto a las instalaciones de frío a nivel industrial y
comercial como las de aire acondicionado que también contienen este
tipo de gases, para los gases fluorados más utilizados en frío y
climatización, este sería el resultado:
En la Sesión Plenaria del Senado del dia 09.10.2013 se ha aprobado el proyecto de Ley por
la que se establecen determinadas medidas en materia de fiscalidad medioambiental y se
adoptan otras medidas tributarias y financieras.
Toda la información se encuentra en este enlace - publicada en el BOE esta mañana - dia
14.10.2014:
http://www.senado.es/legis10/publicaciones/pdf/senado/bocg/BOCG_D_10_249_1825.PDF
Se establece un periodo transitorio para los años 2014 y 2015, cuando el gas pagara el 33%
y 66% respectivamente del impuesto. En el Primer borrador tributaba el 100% a partir de
Enero de 2014.
El citado Proyecto de Ley fija un impuesto indirecto sobre gases fluorados de efecto
invernadero convirtiendo en contribuyentes los fabricantes de gases fluorados, los
importadores o adquirientes intracomunitarios de estos productos y los revendedores. El tipo
impositivo se establecerá en función del potencial de calentamiento atmosférico (PCA) de
los productos, cuyo mínimo se fija en 150. Este nuevo impuesto entrará en vigor en 2014. El
tipo impositivo estará constituido por el resultado de aplicar el coeficiente 0,020 al
potencial de calentamiento atmosférico que corresponda a cada gas fluorado, con el
máximo de 100 euros por kilogramo,
Este nuevo impuesto será de aplicación en todo el territorio español a partir de 2014,
después de la publicación de la Ley en el Boletín Oficial del Estado, y afectará tanto a las
instalaciones de frío a nivel industrial y comercial como las de aire acondicionado que
también contienen este tipo de gases, para los gases fluorados más utilizados en frío y
climatización, este sería el resultado:
E. Torrella
E. Torrella
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FLUIDO
GWP ó PCA
R‐134a
1300
26
R‐404A
3784
75.68
TASA €/kg R‐407C
1652.5
33.05
R‐410A
1975
39.05
R‐507A
3850
77
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IMPUESTO SOBRE LOS GASES FLUORADOS
PCA
AÑO 2014 (€/kg)
AÑO 2015 (€/kg)
AÑO 2016 (€/kg)
R404A
Refrigerante
3784
24,97
49,95
75,68
R507
3850
25,41
50,82
77
R410A
1975
13,04
26,07
39,5
R407C
1653
10,91
21,81
33,05
R134a
1300
8,58
17,16
26
R422D
2623
17,31
34,62
52,46
R434A
3131
20,66
41,33
62,62
R427A
2013
13,28
26,57
40,25
R417A
2235
14,75
29,5
44,69
NORMATIVA EUROPEA
DIRECTIVA 2006/40/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO
de 17 de mayo de 2006 relativa a las emisiones procedentes de sistemas de aire
acondicionado en vehículos de motor y por la que se modifica la Directiva
70/156/CEE del Consejo. Mobile air conditioning (MAC).
Grupo de ingeniería Térmica
El usuario final será quien pague el impuesto
Se establece un periodo transitorio para los años 2014 y 2015, cuando el gas pagara el
33% y 66% respectivamente del impuesto. En el Primer borrador tributaba el 100% a partir
de Enero de 2014.
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DIRECTIVA MAC 2006/40/CE 17 de mayo de 2006
DIRECTIVA MAC 2006/40/CE 17 de mayo de 2006
Un número creciente de Estados miembros tiene intención de regular la
utilización de sistemas de aire acondicionado de los vehículos de motor
como consecuencia de la Decisión 2002/358/CE del Consejo, de 25 de abril
de 2002, relativa a la aprobación, en nombre de la Comunidad Europea, del
Protocolo de Kyoto de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el
Cambio Climático y al cumplimiento conjunto de los compromisos contraídos
con arreglo al mismo. Esta Decisión obliga a la Comunidad y a sus Estados
miembros a reducir el conjunto de sus emisiones antropogénicas de los gases
de efecto invernadero enumerados en el anexo A del Protocolo de Kyoto en un
8 % respecto de los niveles de 1990, en el período comprendido entre 2008 y
2012. La falta de coordinación en la aplicación de dichos compromisos
entraña el riesgo de que se creen barreras a la libre circulación de vehículos
de motor en la Comunidad.
Por lo tanto, es necesario fijar los requisitos que deben cumplir los sistemas
de aire acondicionado instalados en los vehículos para que se permita su
comercialización, así como prohibir, a partir de una fecha determinada, los
sistemas de aire acondicionado diseñados para contener gases fluorados de
efecto invernadero con un potencial de calentamiento atmosférico superior
a 150. Las emisiones de hidrofluorocarburo 134a (HFC-134a), cuyo potencial
de calentamiento atmosférico asciende a 1300.
E. Torrella
Art 4.3. Para la homologación de vehículos equipados con
sistemas de aire acondicionado diseñados para contener gases
fluorados de efecto invernadero con un potencial de
calentamiento atmosférico superior a 150, los Estados miembros
velarán por que, conforme a la prueba armonizada de detección
de fugas a que se refiere el artículo 7, apartado 1, el índice de
fuga de dichos gases no supere los límites máximos permitidos
que establece el artículo 5.
Art 5.4. Con efecto a partir del 1 de enero de 2011, los Estados
miembros dejarán de conceder homologaciones CE y
homologaciones nacionales a los tipos de vehículos equipados
con sistemas de aire acondicionado diseñados para contener
gases fluorados de efecto invernadero con un potencial de
calentamiento atmosférico superior a 150.
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DIRECTIVA MAC
MAC (AA COCHES)
El primer paso para regular las emisiones de gases fluorados de efecto
invernadero.
La directiva pretende eliminar los HFC > 150 GWP en sistemas
móviles de AA (vehículos).
Desde el 21 de Junio de 2008 los fabricantes pueden obtener un
permiso para utilizer fluidos con GEP mayor de 150 con el requisite de
un cumplimiento de fugas menor de 40 gr. por año para coches de
único evaporador, y de 60 gr. por año para coches de doble evaporador.
evaporator systems). Pero desde el 21 de Junio de 2009 este criterio de
fugas se aplicará a todos los coches del Mercado europeo.
La eliminación de los HFC > 150 GWP comienza el 1 de Enero de
2011 para nuevos modelos (Art. 5.4).
A partir del 1 de Enero de 2017 no se podrán vender, en la UE,
vehículos con AA que utilizen HFC con un GWP mayor de 150 (Art
5.5).
Se calcula que en 2020 se ahorrarán de 40 a 50 Mton de CO2
equivalentes con la sustitución con fluidos de bajo GWP.
E. Torrella
R-744
R-1234yf
Vehiculos de pasajeros y
camiones lígeros
R-12
R-134a
Mezclas
R-1234yf
R-152a*
R-134a
Autobuses y trenes
R-12
R-22
R-744
R-152a
*HFC-152a mas barato que el HFC-134a. Pero los vehículos con este fluido conllevan un coste
suplementario, dado que precisan un lazo con un fluido secundario,para evitar que este fluido inflamable
entre al recinto ocupado por los pasajeros.
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E. Torrella
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