Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas

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INSTRUCCIÓN IF-02
CLASIFICACIÓN DE LOS REFRIGERANTES (FLUIDOS FRIGORÍGENOS)

ÍNDICE

1. Generalidades.

2. Denominación de los refrigerantes.

3. Nomenclatura simbólica alfanumérica.

4. Grupos de clasificación según el grado de seguridad.

4.1. Clasificación en función de sus efectos sobre la salud y seguridad.

4.1.1. Clasificación en función de su inflamabilidad.

4.1.2. Clasificación en función de su toxicidad.

4.1.3. Grupos de seguridad.

4.1.4. Clasificación de las mezclas de los refrigerantes en función de sus efectos sobre la salud y la seguridad.

4.1.5. Límites prácticos.

4.1.6. Certificado de la calidad del refrigerante y ficha de seguridad.

Apéndice 1 Tabla A – Clasificación de los refrigerantes.

Apéndice 2 Influencia total equivalente sobre el calentamiento atmosférico.

(TEWI, TOTAL EQUIVALENT WARMING IMPACT)

1. Generalidades.

Los refrigerantes se clasifican en grupos de acuerdo con sus efectos sobre la salud y la seguridad.

2. Denominación de los refrigerantes.

De acuerdo con lo que establece el artículo 4.1 del Reglamento de Seguridad para Instalaciones Frigoríficas, los refrigerantes se denominarán o expresarán por su fórmula o por su denominación química o, si procede, por su denominación simbólico alfanumérica, no siendo suficiente, en ningún caso, su nombre comercial.

3. Nomenclatura simbólica alfanumérica.

A efectos de lo dispuesto en el apartado anterior, se establece la siguiente nomenclatura simbólica alfanumérica.

Los refrigerantes podrán expresarse, en lugar de hacerlo por su fórmula o por su denominación química, mediante la denominación simbólica alfanumérica adoptada internacionalmente y que se detalla seguidamente.

La denominación simbólica de un refrigerante se establecerá a partir de su fórmula química, consistiendo en una expresión alfanumérica en la que:

  1. El primer carácter empezando por la izquierda es una R de Refrigerante.
  2. Ejemplo: R-134a
  3. La primera cifra de la derecha, en los compuestos que carezcan de bromo, indicará el número de átomos de flúor de su molécula.
  4. A la izquierda de la anterior se indicará, con otra cifra, el número de átomos de hidrógeno de su molécula más uno.
  5. A la izquierda de la anterior se indicará, con otra cifra, el número de átomos de carbono de su molécula menos uno. Cuando resulte un cero no se indicará.
  6. El resto de los enlaces se completará con átomos de cloro.
  7. Si la molécula contiene átomos de bromo se procederá de la manera indicada hasta aquí, añadiendo luego a la derecha una B mayúscula, seguida del número de dichos átomos.
  8. Los derivados cíclicos se expresarán según la regla general, encabezándolos con una C mayúscula a la izquierda del número del refrigerante.
  9. En los compuestos isómeros, el más simétrico (en pesos atómicos) se indicará sin letra alguna a continuación de los números. Al aumentar la asimetría, se colocarán las letras a, b, c, etc.
  10. Los compuestos no saturados seguirán las reglas anteriores, anteponiendo el número 1 como cuarta cifra, contada desde la derecha.
  11. Los azeótropos o mezclas determinadas de refrigerantes se expresarán mediante las denominaciones de sus componentes, intercalando, entre paréntesis, el porcentaje en peso correspondiente de cada uno y enumerándolos en orden creciente de su temperatura de ebullición a la presión de 1.013 bar a (absolutos). Los azeótropos también podrán designarse por un número de la serie 500 completamente arbitrario.

Las mezclas zeotrópicas de refrigerantes se expresarán mediante la denominación de sus componentes, intercalando, entre paréntesis, el porcentaje en peso correspondiente de cada uno y enumerándolos en orden creciente de su temperatura de ebullición a la presión de 1.013 bar a (absolutos). También podrán designarse por un número de la serie 400 completamente arbitrario. Cuando dos o más mezclas zeotrópicas están compuestas por los mismos componentes en diferentes proporciones, se utilizarán las letras A, B, C, etc., para distinguirlas entre ellas.

Los números de identificación de los refrigerantes de los compuestos inorgánicos se obtendrán añadiendo a 700 los pesos moleculares de los compuestos.

Cuando dos o más refrigerantes inorgánicos tengan los mismos pesos moleculares se utilizarán las letras A, B, C, etc., para distinguirlos entre ellos.

4. Grupos de clasificación según el grado de seguridad.

A efectos de lo dispuesto en el artículo 4.2 del Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas, los refrigerantes se clasifican en grupos de acuerdo con sus efectos sobre la salud y la seguridad que se detallan en el apéndice 1 de esta instrucción (Tabla A). El Ministerio de Industria, Turismo y Comercio podrá autorizar a petición de parte interesada la utilización de otros refrigerantes, o sus mezclas, no incluidos en el apéndice 1, previa determinación de cuantas características de prueba y uso sean precisas según lo requerido en las prescripciones establecidas en el Reglamento de seguridad para instalaciones frigoríficas y en las instrucciones técnicas complementarias que lo desarrollan.

4.1. Clasificación en función de sus efectos sobre la salud y seguridad.

Los refrigerantes se clasifican de acuerdo con su inflamabilidad y su toxicidad.

4.1.1. Clasificación en función de su inflamabilidad.

Los refrigerantes deberán incluirse dentro de uno de los tres grupos, 1, 2 y 3 basándose en el límite inferior de inflamabilidad a presión atmosférica y temperatura ambiente:

GRUPO 1: Refrigerantes no inflamables en estado de vapor a cualquier concentración en el aire.

GRUPO 2: Refrigerantes cuyo límite inferior de inflamabilidad, cuando forman una mezcla con el aire, es igual o superior al 3,5% en volumen (V/V).

GRUPO 3: Refrigerantes cuyo límite inferior de inflamabilidad, cuando forman una mezcla con el aire, es inferior al 3,5% en volumen (V/V).

Nota – Los límites inferiores de inflamabilidad se determinarán de acuerdo con la correspondiente norma, por ejemplo, ANSI / ASTM E 681.

4.1.2. Clasificación en función de la toxicidad.

Los refrigerantes deberán incluirse dentro de uno de los dos grupos A y B basándose en su toxicidad:

GRUPO A: Refrigerantes cuya concentración media en el tiempo no tiene efectos adversos para la mayoría de los trabajadores que pueden estar expuestos al refrigerantes durante una jornada laboral de 8 horas diarias y 40 horas semanales y cuyo valor es igual o superior a una concentración media de 400 ml/m3 [400 ppm. (V/V)].

GRUPO B: Refrigerantes cuya concentración media en el tiempo no tiene efectos adversos para la mayoría de los trabajadores que puedan estar expuestos al refrigerante durante una jornada laboral de 8 horas diarias y 40 horas semanales y cuyo valor es inferior a una concentración media de 400 ml/m3 [400 ppm. (V/V)].

Nota – Bajo ciertas condiciones se pueden producir compuestos tóxicos de descomposición por contacto con llamas o superficies calientes. Los principales productos de descomposición del grupo de refrigerantes del grupo L1 (A1), con excepción del dióxido de carbono, son los ácidos clorhídricos y fluorhídricos. Si bien son tóxicos, delatan automáticamente su presencia debido a su olor extremadamente irritante incluso a bajas concentraciones.

Nota – Estos criterios sobre toxicidad, con independencia de su posible valor de referencia, no se refieren a los valores límites ambientales previstos en el Real Decreto 374/2001, de 6 de abril, sobre la protección de la salud y seguridad de los trabajadores contra los riesgos relacionados con los agentes químicos durante el trabajo, que se aplicarán según su normativa específica.

4.1.3. Grupos de seguridad.

Los refrigerantes se clasifican por grupos de seguridad de acuerdo con la tabla 1

Tabla 1
Grupos de seguridad y su determinación en función de la inflamabilidad y toxicidad
Grupo de seguridad

Para el propósito de este reglamento se agrupan de forma simplificada como sigue:

Grupo L1 de alta seguridad = A1;

Grupo L2 de media seguridad = A2, B1, B2;

Grupo L3 de baja seguridad = A3, B3;

Cuando existan dudas sobre el grupo al que pertenece un refrigerante éste se deberá clasificar en el más exigente de ellos.

4.1.4. Clasificación de las mezclas de los refrigerantes en función de sus efectos sobre la salud y la seguridad.

A las mezclas de refrigerantes, cuya inflamabilidad o toxicidad puedan variar debido a cambios de composición por fraccionamiento, se les deberá asignar una doble clasificación de grupo de seguridad separada por una barra oblicua (/). La primera clasificación registrada deberá ser la clasificación de la composición original de la mezcla. La segunda registrada deberá ser la de la composición de la mezcla en el “caso del fraccionamiento más desfavorable”. Cada característica deberá considerarse independientemente.

Ambas clasificaciones deberán determinarse utilizando los mismos criterios que si fuera un refrigerante con un único componente.

En cuanto a su toxicidad, “el caso del fraccionamiento más desfavorable” deberá definirse como la composición que resulta de la concentración más alta del (de los) componente(s) en fase líquida o vapor. La toxicidad de una mezcla específica deberá establecerse en base a sus componentes considerados individualmente.

Puesto que el fraccionamiento puede ocurrir como resultado de una fuga en el sistema de refrigeración cuando se determine “el caso de fraccionamiento más desfavorable” deberán considerarse la composición de la mezcla que queda en el sistema y la de la fuga. El “caso del fraccionamiento más desfavorable” podrá ser o bien la composición inicial o una composición generada durante el fraccionamiento.

El caso del fraccionamiento más desfavorable, en lo referente a la toxicidad, podrá o no coincidir con el caso del fraccionamiento más desfavorable respecto a la inflamabilidad.

4.1.5. Límites prácticos.

Los límites prácticos se establecerán según los criterios recogidos en el apéndice

1. 4.1.6. Certificado de la calidad del refrigerante y ficha de seguridad.

Los distribuidores – fabricantes de refrigerantes deberán suministrar junto al refrigerante el certificado de calidad del mismo acreditativo de su composición química concreta así como su ficha de seguridad.

APÉNDICE 1
TABLA A CLASIFICACIÓN DE LOS REFRIGERANTES

 

 

= No conocido / - = No aplicable

  1. Pendiente de asignar denominación simbólica numérica.
  2. Los “R-“ números se corresponden con ISO 817.
  3. Por comparación, la masa molecular del aire se toma igual a 28.8 kg/kmol.
  4. Los límites prácticos para el grupo de refrigerante L1 se definen de manera que no sobrepasen el 50% de la concentración de refrigerante que puede ocasionar la asfixia debido al desplazamiento del oxígeno o teniendo en cuenta el efecto narcotizante (N) o de sensibilización cardiaca (CS) (80% del nivel de eficacia) durante un tiempo breve de exposición tomándose el que sea el más crítico.
    Para productos puros del grupo L1 de refrigerantes, el cálculo de los límites prácticos (PL) es: “PL (kg/m3) = CS ó N (ppm) x 0.8 x MM x 10-6/24.45”.
    Para mezclas (A/B/C) el cálculo es: “PL (kg/m3) = 1/ [A/100/PL(A) + B/100/PL (B) + C/100/PL (C) ]” con A, B y C expresados en % en peso.
    Para los límites prácticos de los refrigerantes del grupo L2 se tendrán en cuenta las características toxicológicas y de inflamabilidad, cualquiera que sea la más crítica. Para el grupo L2-B1 se toma para R-764 un valor correspondiente al 100% del IDLH (concentración inmediatamente peligrosas para la vida o la salud). Para el R-123, el 100% de OEL (valor límite de exposición profesional). Para el grupo L2-B2 se toma un valor correspondiente al 100% de IDLH o 20% del límite inferior de inflamabilidad adoptándose el valor inferior.
    Para refrigerantes del grupo L3 de se tomará como límite práctico un valor del 20% del límite inferior de inflamabilidad.
  5. Estos valores son reducidos a 2/3 del valor citado para altitudes superiores a 2 000 m sobre el nivel del mar y a 1/3 del valor citado para altitudes superiores a 3 500 m. sobre el nivel del mar.
  6. El PCA es definido por el “Intergovemmental Panel on Climate Change: 1994, The IPCC Scientific Assessment”. Estos datos son los valores científicos mas recientes y pueden ser revisados. Véase MI-IF 01.
  7. Los datos que conciernen al PAO son los citados en el del diario oficial de la Comunidad Europea L333, volumen 37, del 22 de diciembre de 1994 y son utilizados por todas las reglamentaciones. Véase MI-IF 01
  8. En la columna de la derecha se da el grupo de clasificación de los refrigerantes según el REP “Reglamento de Equipos a Presión”.
  9. En las mezclas se da el punto de burbuja / punto de rocío.
  10. Estos refrigerantes, en cumplimiento de lo establecido en el Reglamento (CE) 1005/2009 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 16 de septiembre de 2009, sobre las sustancias que agotan la capa de ozono, no podrán ser utilizados para la carga o mantenimiento de instalaciones nuevas o existentes. Como excepción y de manera transitoria hasta el 31 de diciembre de 2014, se podrán emplear los refrigerantes HCFC recuperados o regenerados, en la recarga y mantenimiento de instalaciones existentes, siempre y cuando se cumplan las condiciones establecidas en el artículo 11 del mencionado Reglamento (CE) nº 1005/2009.
  11. Estos refrigerantes están regulados por el Reglamento (CE) Nº 842/2006 del Parlamento Europeo y del Consejo de 17 de mayo de 2006 sobre determinados gases fluorados de efecto invernadero. Los refrigerantes marcados con los superíndices 10 y 11 son refrigerantes fluorados y tienen PAO mayor de 0 o GWP mayor de 150

 

APÉNDICE 2
Impacto total equivalente sobre el calentamiento atmosférico
(TEWI Total Equivalent Warming Impact)

El “TEWI” es un parámetro utilizado para evaluar el calentamiento atmosférico producido durante la vida de funcionamiento de un sistema de refrigeración, englobando la contribución directa de las emisiones del refrigerante a la atmósfera con la contribución indirecta de las emisiones de dióxido de carbono resultantes de consumo energético del sistema de refrigeración durante su periodo de vida útil.

El TEWI ha sido concebido para determinar la contribución total del sistema de refrigeración utilizado al calentamiento atmosférico. Cuantifica el calentamiento atmosférico directo del refrigerante si se libera, y la contribución indirecta de la energía requerida para que el equipo trabaje durante su vida útil. Es valido únicamente para comparar sistemas alternativos u opciones de refrigerantes en una aplicación concreta y en un lugar dado.

Para un sistema frigorífico determinado, el TEWI incluye:

  1. El impacto directo sobre el calentamiento atmosférico bajo ciertas condiciones de pérdida de refrigerante.
  2. El impacto directo sobre el calentamiento atmosférico debido a los gases emitidos por el aislamiento u otros componentes, si procede.
  3. El impacto indirecto sobre el calentamiento atmosférico por el CO2 emitido durante la generación de la energía consumida por el sistema.

Es posible identificar mediante la aplicación del TEWI la instalación más eficiente para reducir el impacto real del calentamiento atmosférico producido por un sistema de refrigeración. Las principales opciones son:

  1. Diseño/elección del sistema de refrigeración y refrigerante mas adecuados para hacer frente a la demanda de una aplicación frigorífica específica.
  2. Optimización del sistema para obtener la mayor eficiencia energética (la mejor combinación y disposición de los componentes y sistemas utilizados para reducir el consumo de energía).
  3. Mantenimiento apropiado para conseguir una eficiencia energética óptima evitando las fugas de refrigerante (ejemplo, todos los sistemas se mejoraran con un mantenimiento y manejo correctos).
  4. Recuperación y reciclaje / regeneración del refrigerante usado.
  5. Recuperación y reciclaje / regeneración del aislamiento utilizado.

La eficiencia energética es el objetivo más significativo para reducir el calentamiento atmosférico causado por la refrigeración.En muchos casos, un equipo frigorífico muy eficaz con un refrigerante que tiene elevado potencial de calentamiento atmosférico puede ser menos perjudicial para el medio ambiente que un equipo de refrigeración ineficaz con un refrigerante de bajo PCA que, sin embargo, genere un consumo de energía mayor. Especialmente si se minimizan las emisiones: la ausencia de fugas significa inexistencia de calentamiento atmosférico directo.

El TEWI se determina para un sistema de refrigeración concreto y no solo respecto al refrigerante en sí. Varía de un sistema a otro y depende de los supuestos hechos respecto a factores importantes como son: tiempo de funcionamiento, vida de servicio, factor de conversión y eficiencia. Para un sistema o una aplicación dados, la utilización más eficaz del TEWI consiste en evaluar la importancia relativa de los efectos directo e indirecto.

Por ejemplo, cuando el sistema de refrigeración sea solamente un elemento de un sistema mayor, tal como en un circuito secundario (por ejemplo, una central frigorífica para acondicionamiento de aire), entonces deberá tenerse en cuenta el consumo total de energía durante el funcionamiento (incluyendo las perdidas de puesta en régimen y distribución en sistemas de acondicionamiento de aire), para obtener así una comparación satisfactoria del impacto total sobre el calentamiento atmosférico.

El factor TEWI podrá calcularse por medio de la siguiente formula, en la que los diferentes tipos de impacto están correspondientemente separados.

TEWI= [PCA x Lxn] + [PCAx m (1 - αrecuperación)] + [n x Eanual x ß]

PCA x L x n = Impacto debido a perdidas por fugas = PCA directo

PCA x m(1 - αrecuperación) = Impacto por perdidas producidas en la recuperación = PCA directo

n x Eanual x ß = Impacto debido a la energía consumida = PCA indirecto

donde:

TEWI es el impacto total equivalente sobre el calentamiento atmosférico, expresado en kilogramos de CO2;

PCA es el potencial de calentamiento atmosférico, referido a CO2;

L son las fugas, expresadas en kilogramos por año;

n es el tiempo de funcionamiento del sistema, en años;

m es la carga del refrigerante, en kilogramos;

αrecuperación es el factor de recuperación, de 0 a 1;

Eanual es el consumo energético, en kilovatio-hora por año;

ß es la emisión de CO2, en kilogramos por kilovatio-hora.

Nota 1: Este potencial de calentamiento atmosférico está determinado respecto del CO2 y se basa en un horizonte de tiempo de integración acordado de 100 años. Para valores PCA de diferentes refrigerantes véase Tabla A del Apéndice 1 de esta Instrucción.

Nota 2: El factor de conversión ß expresa la cantidad de CO2 producido por la generación de 1 kWh.

Cuando puedan emitirse gases de efecto invernadero por causa del aislamiento u otros componentes, se añadirá el potencial del calentamiento atmosférico de tales gases:

PCAi x mi (1 - αi)

donde:

PCAi es el potencial del calentamiento atmosférico del gas contenido en el aislamiento, referido al CO2;

mi es la carga de gas existente en aislamiento del sistema, en kilogramos;

αi es el índice de gas recuperado del aislamiento al final de la vida del sistema, varia de 0 a 1.

SE DEBERÁ ATENDER ESPECIALMENTE A LO SIGUENTE:

Cuando se calcule el TEWI es muy importante actualizar los PCA relativos al CO2 y la emisión de CO2 por kilovatio-hora partiendo de las cifras mas recientes.

Muchos de los supuestos y factores en este método de cálculo son normalmente específicos para una aplicación y en un lugar concreto.

Las comparaciones (de los resultados) entre diferentes aplicaciones o diferentes emplazamientos pueden tener, por tanto, poca validez.

Este cálculo tiene una particular importancia en la fase de diseño o cuando haya que tomar la decisión de realizar una conversión a otro refrigerante.