Comprensió de les diferències entre els tipus de refrigerants per a neveres

Els equips de refrigeració moderns són essencials per a la conservació d'aliments, però els refrigerants com l'R134a, l'R290, l'R404a, l'R600a i l'R507 difereixen significativament en l'aplicació. L'R290 s'utilitza habitualment en armaris refrigerats per a begudes, mentre que l'R143a s'utilitza amb freqüència en armaris petits per a cervesa. L'R600a normalment es reserva per a equips de congelació especialitzats.

Els refrigerants són l'essència dels sistemes de refrigeració, ja que permeten que els refrigeradors absorbeixin la calor i mantinguin temperatures internes fresques. Tanmateix, no tots els refrigerants són iguals: la seva composició química, impacte ambiental, perfils de seguretat i rendiment varien significativament. Per als consumidors, tècnics i professionals de la indústria a Europa i Amèrica del Nord, comprendre aquestes diferències és fonamental, especialment enmig de les estrictes pressions reguladores per reduir les emissions de gasos d'efecte hivernacle i protegir la capa d'ozó.

Criteris bàsics d'avaluació per a refrigerants

Abans d'endinsar-nos en els tipus individuals, és essencial definir les mètriques que més importen per a les aplicacions de refrigeració. Aquests criteris són universalment reconeguts a la indústria HVAC/R (calefacció, ventilació, aire condicionat i refrigeració) i influeixen en les decisions reguladores a nivell mundial:

• ODP (potencial d'esgotament de la capa d'ozó): una mesura de quant una substància danya la capa d'ozó. El valor de referència és l'R11 (un refrigerant ara prohibit), amb un ODP d'1. Una qualificació de 0 significa que el refrigerant no té efectes d'esgotament de la capa d'ozó.
• GWP (potencial d'escalfament global): una mesura de la contribució d'una substància al canvi climàtic durant 100 anys, en comparació amb el diòxid de carboni (CO₂, GWP = 1). Els valors de GWP més baixos es prioritzen en regulacions com el Reglament de gasos fluorats de la UE i la SNAP (política de noves alternatives significatives) de l'EPA dels EUA.
• Classificació de seguretat ASHRAE: una norma (ASHRAE 34-2022) que classifica els refrigerants per inflamabilitat (Classe 1: no inflamable; Classe 2L: lleugerament inflamable; Classe 2: inflamable; Classe 3: altament inflamable) i toxicitat (Classe A: baixa toxicitat; Classe B: alta toxicitat). La majoria dels refrigerants per a frigorífics pertanyen a la Classe A.
• Rendiment termodinàmic: inclou l'eficiència de refrigeració (COP o coeficient de rendiment, on més alt = més eficient), la pressió de funcionament (ha de coincidir amb el disseny del compressor de la nevera) i el rang de temperatura (adequat per a neveres de temperatura mitjana o congeladors de baixa temperatura).
• Compatibilitat: Funciona amb els lubricants del compressor de la nevera (per exemple, oli mineral, oli POE) i els materials (per exemple, juntes, mànegues) per evitar danys al sistema.

Anàlisi individual de refrigerants

Cada refrigerant té punts forts i limitacions úniques, cosa que el fa adequat per a casos d'ús específics, des de neveres domèstiques fins a congeladors comercials. A continuació es mostra un desglossament detallat de cada tipus.

1. R134a (tetrafluoroetà)

Tipus químic: Hidrofluorocarbon pur (HFC)

Especificacions clau:

• ODP: 0 (segur per a la capa d'ozó)
• GWP: 1.430 (segons el sisè informe d'avaluació de l'IPCC, horitzó de 100 anys)
• Classe de seguretat ASHRAE: A1 (no inflamable, baixa toxicitat)
• Pressió de funcionament: Mitjana (en comparació amb altres refrigerants)
• Compatibilitat: Funciona amb lubricants POE (èster de poliol) o PAG (polialquilenglicol).

Rendiment i aplicacions:

El R134a va sorgir a la dècada del 1990 com a substitut del R12 (un CFC amb un alt ODP, ara prohibit pel Protocol de Montreal). Es va convertir en un producte bàsic en neveres domèstiques, petites neveres de begudes i neveres portàtils a causa de la seva naturalesa no inflamable i la seva fàcil integració en els sistemes existents. La seva eficiència de refrigeració (COP) és moderada, suficient per a temperatures estàndard de la nevera (2–8 °C per al compartiment de productes frescos, -18 °C per als congeladors), però inferior a la dels refrigerants naturals com el R600a.

Estat regulador i ambiental:

Tot i que l'R134a és segur per a la capa d'ozó, el seu alt potencial de creixement energètic (GWP) ha comportat restriccions a Europa i Amèrica del Nord. Segons el Reglament sobre els gasos fluorats (F-Gas) de la UE (CE núm. 517/2014), l'ús de l'R134a en nous equips de refrigeració s'ha reduït gradualment des del 2020, i es preveuen més reduccions. Continua sent habitual en neveres antigues, però s'està substituint per alternatives de baix GWP en els nous models.

Reptes: un GWP elevat limita la viabilitat a llarg termini; menor eficiència que els refrigerants naturals.

2. R600a (isobutà)

Tipus químic: Hidrocarbur pur (HC, un "refrigerant natural" derivat del petroli/gas)

Especificacions clau:

• ODP: 0 (segur per a la capa d'ozó)
• GWP: 3 (impacte climàtic insignificant, un dels més baixos disponibles)
• Classe de seguretat ASHRAE: A3 (altament inflamable, baixa toxicitat)
• Pressió de funcionament: Baixa (requereix compressors dissenyats per a sistemes de baixa pressió)
• Compatibilitat: Funciona amb oli mineral o lubricants d'alquilbenzè (AB) (no POE/PAG).

Rendiment i aplicacions:

L'R600a és ara el refrigerant dominant en les neveres domèstiques modernes a Europa i Amèrica del Nord. La seva alta eficiència de refrigeració (COP entre un 5 i un 10 % més alt que el R134a) redueix el consum d'energia, en línia amb l'etiqueta energètica de la UE i els estàndards ENERGY STAR® dels EUA. El seu baix GWP també el fa complir plenament amb les estrictes normatives d'emissions.

Consideracions de seguretat i instal·lació:

La inflamabilitat és el principal repte de l'R600a. Per mitigar el risc, els fabricants limiten la mida de la càrrega a les neveres (normalment ≤150 grams) i utilitzen components a prova d'explosió (per exemple, compressors segellats, peces elèctriques que no produeixen espurnes). Els tècnics necessiten formació especialitzada per manipular fuites, ja que el vapor concentrat d'R600a és inflamable.

Reptes: L'alta inflamabilitat requereix un disseny i una manipulació centrats en la seguretat; incompatible amb els olis POE/PAG.

3. R290 (propà)

Tipus químic: Hidrocarbur pur (HC, refrigerant natural)

Especificacions clau:

• ODP: 0 (segur per a la capa d'ozó)
• GWP: 3 (igual que R600a, impacte climàtic ultrabaix)
• Classe de seguretat ASHRAE: A3 (altament inflamable, baixa toxicitat: lleugerament més inflamable que l'R600a, amb una energia d'ignició més baixa)
• Pressió de funcionament: Mitjana-baixa (superior a R600a, inferior a R134a)
• Compatibilitat: Funciona amb oli mineral o lubricants AB.

Rendiment i aplicacions:

El R290 ofereix una eficiència de refrigeració excepcional: el seu COP és entre un 10 i un 15 % més alt que el del R134a, cosa que el fa ideal per a la refrigeració amb eficiència energètica. S'utilitza en neveres domèstiques petites i mitjanes, minineveres i algunes neveres comercials de visualització (on les mides de càrrega són limitades). En regions com la UE, s'adopta cada cop més com a substitut directe del R134a en els nous models.

Estat de seguretat i normativa:

Igual que l'R600a, la inflamabilitat de l'R290 requereix mesures de seguretat estrictes: límits de càrrega (≤150 grams per a neveres domèstiques), sistemes de detecció de fuites i materials no combustibles a l'interior de la nevera. Compleix plenament amb el Reglament de gasos fluorats de la UE i el SNAP de l'EPA dels EUA, sense plans de reducció gradual a causa del seu baix potencial de calentament d'aigua.

Reptes: Més inflamabilitat que l'R600a; requereix proves de seguretat més rigoroses durant la fabricació.

4. R404a (barreja de R125, R134a, R143a)

Tipus químic: Mescla de HFC gairebé azeotròpica (diversos HFC barrejats per imitar les propietats d'un sol refrigerant)

Especificacions clau:

• ODP: 0 (segur per a la capa d'ozó)
• GWP: 3.922 (extremament alt: un dels refrigerants amb més impacte climàtic)
• Classe de seguretat ASHRAE: A1 (no inflamable, baixa toxicitat)
• Pressió de funcionament: Alta (optimitzada per a sistemes de baixa temperatura)
• Compatibilitat: Funciona amb lubricants POE.

Rendiment i aplicacions:

El R404a va ser en el seu moment l'estàndard d'or per a la refrigeració comercial, incloent-hi congeladors, vitrines de supermercat i neveres industrials que funcionen entre -20 °C i -40 °C. La seva alta capacitat de refrigeració i estabilitat a baixes temperatures el van fer ideal per a aquestes aplicacions.

Estat regulador i ambiental:

El GWP ultra alt de l'R404a ha provocat la seva eliminació gairebé total a Europa i Amèrica del Nord. Segons el Reglament de gasos fluorats de la UE, el seu ús en equips nous es va prohibir el 2020 i la seva importació/exportació està molt restringida. Als Estats Units, l'EPA ha catalogat l'R404a com a "substància d'alt GWP" i exigeix ​​la seva substitució per alternatives de baix GWP (per exemple, R452A, R513A) en els nous sistemes. Es manté en neveres comercials més antigues, però s'està eliminant gradualment mitjançant reformes.

Reptes: GWP prohibitiu; baixa eficiència energètica en comparació amb les alternatives modernes; contribueix significativament al canvi climàtic.

5. R507 (barreja de R125 i R143a)

Tipus químic: Mescla azeotròpica de HFC (mescles que bullen/condensen a una sola temperatura, com un refrigerant pur)

Especificacions clau:

• ODP: 0 (segur per a la capa d'ozó)
• GWP: 3.985 (gairebé idèntic a R404a, ultra alt)
• Classe de seguretat ASHRAE: A1 (no inflamable, baixa toxicitat)
• Pressió de funcionament: Alta (lleugerament superior a R404a)
• Compatibilitat: Funciona amb lubricants POE.

Rendiment i aplicacions:

L'R507 és un cosí proper de l'R404a, dissenyat per a refrigeració comercial a baixa temperatura (per exemple, congeladors, vitrines d'aliments congelats) on es requereix un refredament constant de -30 °C a -50 °C. La seva naturalesa azeotròpica significa que no se separa en components durant les fuites, cosa que simplifica el manteniment, un avantatge respecte a les mescles gairebé azeotròpiques com l'R404a.

Estat regulador i ambiental:

Igual que l'R404a, l'alt GWP de l'R507 ha donat lloc a regulacions estrictes. El Reglament de gasos fluorats de la UE va prohibir el seu ús en equips nous el 2020, i l'EPA dels EUA l'ha designat com a "substància preocupant" segons SNAP. S'està substituint per alternatives de baix GWP com ara l'R448A (GWP = 1.387) i l'R449A (GWP = 1.397) en aplicacions comercials.

Reptes: GWP extremadament alt; cap viabilitat a llarg termini segons les normes d'emissions globals; limitat als sistemes antics.

Les tendències de preus dels diferents refrigerants varien. Aquest és el gràfic de tendències a juny de 2025:

Visió comparativa dels refrigerants

La taula següent resumeix les principals diferències entre els cinc refrigerants, destacant la seva idoneïtat per a casos d'ús específics:

Tendències reguladores i canvis en la indústria

El mercat mundial de refrigerants s'està impulsant per dos objectius generals: eliminar les substàncies que esgoten la capa d'ozó (aconseguit per a la majoria de refrigerants) i reduir les emissions de gasos d'efecte hivernacle (l'objectiu actual). A Europa i Amèrica del Nord, les regulacions estan accelerant el canvi cap a opcions de baix GWP:

• Reglament de la UE sobre els gasos fluorats (F-Gas): exigeix ​​una reducció del 79% en el consum de HFC per al 2030 (en comparació amb els nivells del 2015) i prohibeix els refrigerants amb un GWP elevat (GWP > 2.500) en els nous equips de refrigeració.
• US EPA SNAP: Enumera els refrigerants de baix GWP (per exemple, R600a, R290, R452A) com a "acceptables" per a la majoria d'aplicacions i prohibeix les opcions d'alt GWP (per exemple, R404a, R507) en sistemes nous.

Per als consumidors, això significa:

• Els nous frigorífics domèstics utilitzaran gairebé exclusivament R600a o R290 (a causa del seu baix GWP i alta eficiència).
• La refrigeració comercial canviarà a mescles de baix GWP (per exemple, R448A, R454C) o refrigerants naturals com el CO₂ (R744) per a sistemes grans.
• Les neveres més antigues que utilitzen R134a, R404a o R507 hauran de ser eliminades o adaptades adequadament per complir amb les normatives.

L'elecció del refrigerant adequat per a una nevera depèn de l'equilibri de quatre factors: impacte ambiental (ODP/GWP), seguretat (inflamabilitat/toxicitat), rendiment (eficiència/pressió) i compliment normatiu. Per a la majoria d'aplicacions modernes:

• El R600a i el R290 són les millors opcions per a les neveres domèstiques, ja que ofereixen un GWP ultrabaix i una alta eficiència (amb mesures de seguretat per abordar la inflamabilitat).
• El R404a i el R507 són obsolets per a sistemes nous i es limiten a equips comercials antics fins a adaptacions o substitucions.
• L'R134a és una opció de transició, que s'està eliminant gradualment a favor dels refrigerants naturals.

A mesura que les regulacions s'endureixen i la tecnologia avança, la indústria continuarà prioritzant els refrigerants naturals i les mescles de baix GWP, garantint que els sistemes de refrigeració siguin eficaços i sostenibles a llarg termini. Per als tècnics i els consumidors, mantenir-se informats sobre aquestes diferències és clau per prendre decisions responsables i conformes.

Fonts: Manual ASHRAE: Refrigeració (2021), Sisè Informe d'Avaluació de l'IPCC (2022), Reglament de la UE sobre gasos fluorats (CE núm. 517/2014), Programa SNAP de l'EPA dels EUA (2023).