Los HFC para el aislamiento térmico

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UNA SOLUCIÓN PARA AFRONTAR EL RETO DEL CAMBIO CLIMÁTICO

COMITÉ TÉCNICO EUROPEO DE LOS FLUOROCARBUROS (EUROPEAN FLUOROCARBON TECHNICAL COMMITTEE – EFCTC) Avenue E.van Nieuwenhuyse 4 B-1160 Brussels - Telf : +32 2 676 72 11

Progreso para nuestra calidad de vida...

... y protección climática

¿Podríamos vivir sin calefacción o aire acondicionado? La refrigeración, el aire acondicionado y la calefacción a menudo son esenciales para la vida, sobre todo en zonas públicas como hospitales y laboratorios, para los alimentos de la cadena de frío, para equipamiento médico e informático......

El efecto invernadero determina en gran medida el clima en la tierra. El aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con las actividades humanas amenaza el equilibrio climático. El dióxido de carbono CO2 –el principal gas de efecto invernadero- se emite cuando los combustibles fósiles se queman para producir energía, y el aumento de la demanda de energía ha llevado a un rápido incremento de la cantidad de CO2 en la atmósfera. La calefacción, el aire acondicionado y la refrigeración han contribuido a dicho incremento.

Pero también debemos tomar en consideración el impacto del uso generalizado de dichos servicios en el medioambiente global.

Techos 22%

Si no se toma ninguna medida, podemos estimar que las emisiones* de gases de efecto invernadero aumenten un 17% más en los Estados Miembro de la UE entre 1990 y 2010, mientras que el objetivo establecido en el Protocolo de Kyoto para dicho período consiste en reducir las emisiones en un 8%.

Ventanas 21% 40%

2%

15%

Afortunadamente, se puede reducir un tercio del consumo de energía y emisiones de CO2 relacionadas con la calefacción y el aire acondicionado mediante un mejor y mayor uso del aislamiento.

Paredes

Con medidas como un mejor aislamiento, el ahorro de energía puede llegar al 20% en las viviendas y entre un 30 y un 35% en los edificios comerciales e industriales, incluido el alojamiento en oficinas.

Aislamiento térmico: la única gran oportunidad de ahorrar energía Se puede conseguir un mejor aislamiento en diversas áreas: en la calefacción de edificios y calentamiento de agua, en el transporte refrigerado y en las instalaciones de almacenaje o en la conservación de los alimentos y productos médicos. Las técnicas de aislamiento utilizadas son muy variadas: paneles de tablas solapadas, aislamiento mediante muros huecos, espuma pulverizada, revestimiento de tuberías de calefacción, etc.

Puertas Suelos Las principales fuentes de pérdida de calor de una casa belga tradicional construida en 1975.

Edificios 40% Emisiones totales de CO2 3068 millones de toneladas Transporte 30% (*)

Industria 30% (*) para europa en el 2002: fuente: informe ecofys para la comisión de la ue

26% 14%

calefacción y aire acondicionado luz y equipamiento eléctrico

El desarrollo y la generalización del uso de productos de aislamiento térmico de alto rendimiento contribuyen de forma significativa a proteger el futuro de nuestro clima. (*) los gases de efecto invernadero contemplados por el protocolo de Kyoto son el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), el óxido nitroso (N2O), los hidrofluorocarburos (HFC), los perfluorocarburos (PFC) y el hexafluoruro de azufre (SF6).

El aislamiento térmico ahorra energía y reduce las emisiones d e CO 2

Conductividad térmica (mW/m .°K). Los buenos aislantes presentan cifras más bajas

27.30

1 Espuma polimérica rígida

45

Criterios de selección para los materiales aislantes

Espesor relativo a igual pérdida de calor Los buenos aislantes son más delgados

La elección de un material aislante depende de muchos factores:

1.7 f a c t o r e s téc n i c o s

Lana mineral Las espumas plásticas rígidas son uno de los materiales aislantes más efectivos. Están formadas por unas “células” cerradas que atrapan un gas, que es el verdadero aislante. Hay distintos tipos de espumas rígidas: espumas de poliuretano (PUR), de poliisocianurato (PIR), de poliestireno extruido (XPS) y espumas fenólicas.

52 105

• conductividad térmica del aislante, que debe ser lo más baja posible; • capacidad del material para prevenir la emisión del gas aislante; • facilidad para utilizar el material en edificios en rehabilitación (disponibilidad de espacio);

1.9

Vidrio celular

3.9 fa c to r e s s o c i o e c o n ó micos

160

Bitumen/ mezcla de corchos

• características de seguridad del material y su gas aislante (inflamabilidad, toxicidad, etc.); • relación calidad/precio del material; • requisitos normativos y materiales de aislamiento térmico;

5.9

fa c to r e s me d i o a mb i e n t a le s

¿Qué hace un buen aislante térmico? Retiene el gas de efectividad aislante en una estructura estanca a los gases.

Hormigón alveolar

• rendimiento global en todo el ciclo de vida de la aplicación; • eficiencia de los recursos –especialmente energéticos-; • otros impactos ambientales (en el agua, el aire...); • disponibilidad de opciones para la recuperación al final del ciclo de vida.

Opciones entre el aire y los tres principales gases para las espumas aislantes expandidas ¿Sabía que un jersey normal calienta tanto porque contiene aire seco? Tanto en el caso de la lana animal, como el de la fibra de vidrio, el corcho, las fibras sintéticas, las espumas plásticas o el doble acristalamiento, el verdadero aislante del material es el gas atrapado en su interior. Cuanto más encerrado esté el gas en el material y cuanto menos calor conduzca el gas aislante, más efectivo será.

Aire seco V E N TA J A S :

• económico • fácil de usar INCONVENIENTES:

• deficiente valor de aislamiento • pierde sus cualidades cuando el material se moja • no es adecuado como agente espumante

CO 2 / Agua V E N TA J A S :

• muy usado para las espumas aislantes sin requerimientos especiales (CO2 para XPS - CO2/agua para PUR)

Hidrocarburos (HC) V E N TA J A S :

• buen valor de aislamiento • bajo coste INCONVENIENTES:

INCONVENIENTES:

• moderado valor de aislamiento • rápida emisión de CO2 al exterior del material • efectividad limitada con el paso del tiempo • necesidad de mayor grosor de las espumas (limitaciones de espacio)

• inflamables en la producción y uso • emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COV) • no son adecuados para todos los tipos de espuma • se requiere invertir en seguridad durante la producción (prohibitivo para la mayoría de PYMES)* • emisión del gas durante la vida del producto * (PYMES, pequeñas y medianas empresas)

Hidrofluorocarburos

(HFC)

V E N TA J A S :

• mejor capacidad aislante • mantiene las propiedades de aislamiento durante muchos años • muy adecuados en caso de espacio limitado INCONVENIENTES:

• contribución al efecto invernadero si se libera a la atmósfera • precio relativamente alto

Cuando el espacio limita el espesor del aislamiento (como en los camiones refrigerados) los HFC siguen siendo unos buenos aislantes y ahorran más energía.

Análisis del ciclo de vida: la comparación significativa Las evaluaciones de los ciclos de vida energéticos de los materiales aislantes tienen en cuenta todo lo que ocurre desde que el material se fabrica hasta el fin de vida del material (cuando se recicla o se destruye).

Los HFC: la comparación aboga por su uso El análisis comparativo de los ciclos de vida demuestra que, tras 25 años, el impacto climático total de los edificios que utilizan espumas de alto rendimiento expansionadas con HFC es entre un 5 y un 10 % mejor que con espumas que utilizan hidrocarburos y entre un 15 y un 20% mejor que el obtenido con espumas que utilizan una combinación de CO2 /agua (ref. 2). Ésta es una diferencia sustancial, ya que : • el HFC tiene un rendimiento aislante óptimo; • las células cerradas de las espumas de poliuretano evitan las fugas de HFC; • el tratamiento de la espuma al final de su ciclo de vida puede evitar la pérdida del gas aislante.

También se tiene en cuenta la energía que ahorra la aplicación en la cual se utiliza el material durante su ciclo de vida (p. ej., un edificio o un frigorífico). En muchos casos, éste es el mayor impacto que aparece en la evaluación (ref. 1).

Principio del análisis del impacto climático de una espuma en su aplicación (Aislamiento del edificio) El análisis compara el balance neto de las distintas emisiones de gas de efecto invernadero a través del ciclo de vida completo de la aplicación para las diversas alternativas.

HFC: la solución más eficiente En sus aplicaciones los HFC reducen la demanda de energía y, por tanto, las emisiones de CO2 durante el uso del producto Impacto del Impacto del HFC HFC durante durante el uso la producción y fin de vida

Emisiones de CO2 evitadas por el ahorro de energía debido al uso de HFC

Las escasas pérdidas de gas y el mayor ahorro de energía permiten que los HFC, en términos generales, sean una solución que puede reducir significativamente el efecto invernadero. Si se utilizan de forma responsable y se controlan las emisiones potenciales, las evaluaciones objetivas del ciclo de vida de los HFC en materiales aislantes de alto rendimiento abogan claramente por su uso.

Ref. 1 : "La contribución de la espuma a la eficiencia global energética del aparato (frigorífico) es importante, ya que la energía utilizada para hacer funcionar dicho aparato representa la mayor parte del impacto total de calentamiento”. Informe del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático - http://www.ipcc.ch/pub/tar/wg3/149.htm Ref. 2: HFC-365 mfc y aislamiento de poliuretano rígido de alto rendimiento. Evaluación del ciclo de vida Elastogran - Kingspan - Solvay Fluor - Synthesia Española. Resumen e informe completo de La Evaluación del Ciclo de Vida (Lifecycle Assessment – LCA) disponibles para los asociados al proyecto.

Los HFC cumplen las normas de seguridad

Gracias a la baja inflamabilidad de las espumas aislantes y a la carencia de riesgos para la salud, los HFC ofrecen un grado de seguridad sin precedentes. Cumpliendo las normas de seguridad cada vez más estrictas, protegen mejor a las personas y a los bienes en caso de incendio, tanto en los edificios privados como públicos.

La seguridad de las condiciones de trabajo también se mejora para el gran número de trabajadores de empresas más pequeñas. El uso de gases aislantes no inflamables permite la producción y la aplicación (pulverización) de espumas de alto rendimiento, sin crear infraestructuras que supongan grandes inversiones de capital.

HFC: una solución sostenible donde sea imprescindible el aislamiento de alto rendimiento El relativo elevado coste de los HFC limita su uso a las aplicaciones en las que proporcionan grandes ventajas, solos o mezclados con otros gases, por razones:

• técnicas: durabilidad, capacidad aislante óptima y limitaciones de peso o espacio (transporte, rehabilitación) • de seguridad: una menor inflamabilidad o propagación de la llama es especialmente importante para las espumas pulverizadas

• económicas: la inversión en medidas de prevención de incendios, esencial cuando se utilizan gases inflamables, es un auténtico factor disuasorio.

Búsqueda del mejor compromiso sostenible: El ejemplo de las espumas de poliestireno extruido (XPS)

Se ha demostrado que los HFC son necesarios para producir espumas XPS con la estructura celular ideal, bajas densidades y espesor de hasta 18 cm que precisan algunas aplicaciones. Los HFC proporcionan el mejor compromiso sostenible en cuanto a seguridad, inflamabilidad, eficiencia del aislamiento, impacto medioambiental y rendimiento económico.

Hfc: gases de efecto invernadero que, p a r a dój i c a m e n t e , limitan el efecto invernadero

El Informe Especial sobre Escenarios de Emisiones, publicado por el IPCC* describe algunos de los posibles escenarios para las futuras emisiones. Todos los escenarios muestran que las emisiones de CO2 continuarán siendo el problema principal del cambio climático, al cual los HFC pueden aportar soluciones.

CO 2

Aunque los HFC pueden tener sin duda un impacto sobre el clima... Los HFC no dañan la capa de ozono pero son gases de efecto invernadero. Sin embargo, tienen impacto climático sólo si se liberan. ... su considerable ayuda en la sustitución de los CFC es la principal contribución práctica para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero... Los CFC representaron casi un 25% de las emisiones de gases de efecto invernadero en 1990. Así pues, al contribuir a la eliminación de los CFC, los HFC ayudarán a reducir las emisiones totales de gases de efecto invernadero en un 20%, como mínimo*. En cambio, en 2050, el impacto de los HFC en todos los usos supondrá, en el peor de los casos, sólo un 2% del de CO2.

HFC

El escenario del futuro utilizado para construir este gráfico prevé una aplicación imperfecta de los controles para limitar el cambio climático. En cualquier caso, el impacto absoluto de los HFC continuará siendo insignificante.

4,5 4

Efecto invernadero expresado como forzamiento irradiante desde 1765 (Wm2)

3,5 3 2,5 2 1,5 1

Dióxido de carbono

Metano

Óxido Nitroso

0,5

PFCs & SF6

HFC

CFC & HCFC

0 1990

2000

2010

2020

2030

Año 2040 2050

Producción en peso del GWP (Potencial de Calentamiento Global) equivalente a 12 millones de toneladas métricas de C02. 8000

6000

Obviamente el GWP, como medida, no describe satisfactoriamente el impacto climático de un gas de efecto invernadero. A pesar de su bajo GWP, el CO2 provoca en el clima un impacto mucho mayor que los HFC debido a las cantidades emitidas.

Suma HFC Suma HCFC Suma CFC

4000 2000

Año

El impacto relativo de los HFC: las pequeñas cantidades emitidas y la duración limitada en la atmósfera marcan la diferencia

1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

La evolución comparativa de los principales gases fluorados muestra un impacto potencial mucho menor de los HFC en comparación con los CFC que sustituyen.

...y gracias a su eficiencia energética se ahorrará energía y las emisiones de CO2 se reducirán todavía más. Los HFC contribuyen de forma indirecta a la reducción del impacto climático global. Utilizados en instalaciones más eficientes, las emisiones totales de HFC también son menores que las de CFC. Su impacto directo, si se liberan, se ve enormemente compensado por el ahorro de energía y la reducción que propician de las emisiones de CO2. Por ejemplo, sólo en el caso del aislamiento, se podrían ahorrar 200 millones de toneladas de emisiones de CO2. mediante los HFC, cuyo equivalente potencial de emisiones es de sólo 1,49 millones de toneladas de CO2. (Asociación Europea de la Espuma – European Foam Association – ISOPA). *Lástima que esta gran reducción del impacto climático atribuible a los HFC no se pone en evidencia en los debates, ya que el Protocolo de Kyoto no incluye en los cálculos el impacto de efecto invernadero de las emisiones de CFC y HCFC.

Potencial relativo de calentamiento global (GWP)*

Cantidades emitidas (toneladas/año) “Q”

Persistencia en la atmósfera “P”

Impacto climático relativo (combina el GWP, Q y P)

1 (por convenio)

30,800,000,000

más de 500 años

+/- 68%

21

350,000,000

12 años

~20%

Generalmente entre 140 y 2000 en aplicaciones de espuma

140,000

menos de 100 años

< 2%

CO2 metano

¿Qué es el GWP? El índice GWP (Global Warming Potential/Potencial de Calentamiento Global) expresa el potencial de calentamiento climático de un gas de efecto invernadero en relación al dióxido de carbono, cuyo GWP se establece por convenio en 1. El GWP se calcula como el calentamiento potencial en 100 años causado por la emisión de un kilogramo (kg) del gas en comparación al de un kg de CO2.

HFC

Nota: Emisiones mundiales. El balance hasta el 100% está elaborado con CFC, óxido nitroso, PFC y SF6. Comparado con el CO2, el impacto climático global de los HFC es prácticamente insignificante, tanto en términos absolutos como relativos. No sólo es más elevado el impacto climático del CO2 sino que persiste durante un periodo de tiempo superior a los 100 años, utilizado para calcular el GWP, mientras que los HFC generalmente persisten mucho menos de 100 años. *Ref.: Informe del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático http://www.ipcc.ch

HFC: LA VÍA DE PROGRESO El objetivo del Protocolo de Kyoto consiste en limitar las emisiones de gases de efecto invernadero y no en limitar su producción o utilización. Para conseguir este objetivo, los productores de HFC y la industria de la espuma deben actuar conjuntamente para minimizar las emisiones de HFC en todas las fases de su ciclo de vida. El aumento de la conciencia medioambiental y la mayor atención que se presta a las emisiones evitables, mediante el tratamiento de las espumas al final de su vida, reducirán al mínimo las emisiones directas de HFC. Por ejemplo, las industrias del poliuretano y de XPS elaborarán objetivos de reducción de emisiones respecto a las emisiones de referencia. Establecerán programas para comprobar las emisiones en la práctica, que abarcarán las fases de producción, utilización y fin de vida del producto.

CINCO SUGERENCIAS PARA AYUDAR EN LA GESTIÓN EFECTIVA DEL CAMBIO CLIMÁTICO

Incentivar mejoras en la eficiencia energética de los edificios a construir y los ya existentes mediante el uso óptimo del aislamiento. Esta iniciativa reducirá las emisiones de CO2 producidas por el sector de la vivienda. Utilizar los análisis del ciclo de vida de los edificios como una de las herramientas en las que se basen los desarrollos normativos de reducción de emisión de gases de efecto invernadero.

Normas armonizadas de la UE deberían incentivar expresamente las iniciativas voluntarias y comprobables sobre emisiones de gases fluorados, incluidos los HFC.

Junto con un procedimiento de verificación, estimular los compromisos que permitan un desarrollo más rápido y efectivo de tecnologías que reduzcan las emisiones de HFC a lo largo del ciclo de vida de las espumas.

Desarrollar e incentivar las iniciativas que faciliten la gestión del fin de vida mediante la recogida o la destrucción de los HFC.

El objetivo clave de cualquier iniciativa normativa eficaz debería ser la implantación de sistemas que aseguren el seguimiento y la verificación de las emisiones. Vigilar la seguridad pública y laboral como consideración principal. En cambio, las restricciones inadecuadas del uso de los HFC podrían impedir que éstos puedan contribuir de forma práctica a reducir el impacto climático del CO2, el cual es, con mucho, el principal gas de efecto invernadero.