R152a o difluoroetano es un refrigerante ecológico de media temperatura sustitutivo del refrigerante R134a. El difluoroetano es respetuoso con la capa de ozono, tiene una excelente eficiencia termodinámica, y posee un muy bajo potencial de calentamiento atmosférico o PCA, de tan sólo 124

El R152a se viene utilizando comúnmente como propulsor en aerosoles, como agente espumante, o como componente de mezclas de refrigerantes, sin embargo, su clasificación como refrigerante ligeramente inflamable, ha limitado su uso en la automoción y la refrigeración comercial. No obstante, la reciente fiscalidad española sobre los refrigerantes fluorados de efecto invernadero (con PCA mayor de 150), así como las limitaciones impuestas por el reglamento F-Gas ante el calentamiento global, ha hecho recobrar el interés por los refrigerantes inflamables, e incluso refrigerantes de alta toxicidad como el amoniaco.

Características del R152a

El Difluoroetano o R152a es un hidrocarburo fluorado puro con una formulación muy similar al R134a. Posee una curva de presión de vapor equivalente al R134a, con desviaciones de apenas 2K, y tiene características químicas equivalentes, siendo por tanto compatible con todos los materiales, componentes frigoríficos, válvulas termostáticas, compresores y aceites lubricantes.

El R152a presenta además características termodinámicas superiores al R134a y a los HFOs. El coeficiente de transferencia de calor del refrigerante en los evaporadores aumenta en torno a un 20% gracias a las mejores propiedades físicas del R152a respecto del R134a. Por su parte, gracias a una menor viscosidad del gas, la pérdida de carga en las líneas de aspiración se verá reducida en un 30%. El menor peso molecular del R152a le otorga un alto calor latente de vaporización, una mayor eficiencia volumétrica del compresor, y un mejor rendimiento COP del ciclo frigorífico, con una mayor temperatura de descarga en unos 10K respecto del R134a.

Propiedades del R152a vs R134a y R1234yf (REFPROP9)

Prestaciones termodinámicas

Compatibilidad química

El informe del Instituto de Tecnología de Aire Acondicionado y Refrigeración, como parte del programa de investigación en compatibilidad de materiales y lubricantes preparado por el Departamento de Energía de EU en 1993, examinó distintos gases HFC en varias concentraciones con varios lubricantes. El R152a resultó ser miscible en tosas las concentraciones y en todo el rango de temperaturas de ensayo de -50ºC a 90ºC.

El programa analizó la compatibilidad de 24 materiales habitualmente utilizados en compresores con los distintos refrigerantes, incluido el R152a, y en combinación con 17 lubricantes, obteniendo buenos resultados.

Se analizó también la compatibilidad con distintos elastómeros mediante inmersión de muestras en el refrigerante. En general el R152a junto con el R134a y otros HFCs presentaron las menores deformaciones en los elastómeros. Al igual que la práctica totalidad de refrigerantes, se dedujo su incompatibilidad con los elastómeros fluorados y las siliconas.

Diversos plásticos fueron también ensayados con buenos resultados de compatibilidad con los HFCs en general. El ABS, sin embargo, mostró ser incompatible con el R22, R32, R123,  R124, R134a y R152a.

Prescripciones de seguridad

El R152a está clasificado como refrigerante de media seguridad, clase A2, no tóxico pero  ligeramente inflamable. Si bien el reglamento de seguridad de instalaciones frigoríficas limita el uso de refrigerantes de media seguridad en aplicaciones de expansión directa refrigeración comercial, sí que permite su uso sin límite de carga en sistemas indirectos y en aplicaciones industriales de expansión directa.

Debido la ligera inflamabilidad de los refrigerantes del grupo 2, se precisa mayores niveles de seguridad que implican soluciones específicas en el diseño de los sistemas junto con el correspondiente análisis de riesgo. El reglamento de seguridad en atmósferas explosivas (RD 681/2003) clasificaría tales instalaciones frigoríficas como Zona 2 de riesgo. es decir, como áreas de trabajo en la que no es probable, en condiciones normales de explotación, la formación de una atmósfera explosiva. La clasificación no conllevaría, en principio, la aplicación de las medidas ATEX, sino que su utilidad sería únicamente a efectos de establecer las zonas susceptibles de ser desclasificadas o modificada su clasificación mediante la implantación de medidas preventivas (como la implantación de extracción localizada, garantizar una ventilación natural suficiente, etc…). [4]

Para la mitigación del riesgo en las cámaras frigoríficas se recomienda instalar un detector de fugas que aísla el evaporador del resto de la instalación, evitando así la formación de atmósfera explosiva. En efecto, la carga de refrigerante que queda en el interior de un evaporador suele ser inferior a 20gr por cada m3 de cámara, muy inferior al límite de inflamabilidad de 0.137 kg/m3.

En las salas de máquinas se recomienda instalar un sistema de extracción automático en caso de fuga que procure un suficiente caudal de ventilación.

Por su parte, no constituyen áreas de riesgo las canalizaciones en tuberías que se mantienen técnicamente estancas, por ejemplo, alrededor de conducciones soldadas.

Diagrama Presión-entalpía del R152a