Sobrecalentamiento y subenfriamiento: las dos mediciones que todo técnico de gases fluorados debe dominar

Pregunte a un grupo de técnicos frigoristas qué es el sobrecalentamiento y obtendrá respuestas sorprendentemente variadas. Algunos recitarán la fórmula a la perfección. Otros bajarán la mirada. Como dice el vídeo:

“La mayoría de los profesionales del sector de la climatización no están familiarizados con el sobrecalentamiento y el subenfriamiento. Sin embargo, es importante conocerlos.”

Es una forma benévola de decirlo. El sobrecalentamiento y el subenfriamiento no son detalles opcionales: son los dos valores que indican si un sistema está correctamente cargado, si el dispositivo de expansión cumple su función y si el compresor está a punto de sufrir daños irreparables. Para quienes preparan la evaluación del certificado A1 de gases fluorados de la UE, forman parte de los conocimientos teóricos exigidos. La evaluación práctica también exige realizar mediciones del sistema e interpretarlas. El tema correspondiente en la edición UE de la aplicación es Termodinámica.

Veamos el concepto desde lo más básico, tal como hace el vídeo: con un hervidor de agua.

 

Empecemos por el agua, no por el refrigerante

Caliente un recipiente con agua a presión atmosférica y la temperatura subirá de forma continua: 20 °C, 50 °C, 80 °C. Al llegar a 100 °C, dejará de subir. Toda la energía que siga aportando se destinará a transformar el agua de líquido en vapor, en lugar de elevar su temperatura. Eso es el calor latente y, mientras se produce ese cambio, el agua permanece en su punto de ebullición.

Si sigue calentando después de que se haya evaporado hasta la última gota, la temperatura volverá a subir. Ese vapor estará sobrecalentado.

“El calentamiento del agua por encima de su punto de ebullición es el sobrecalentamiento.”

La fórmula es muy sencilla:

Sobrecalentamiento = temperatura actual − temperatura de ebullición (saturación)

Si la temperatura del vapor es de 107 °C y el punto de ebullición es de 100 °C, el sobrecalentamiento es de 7 K.

El subenfriamiento es el proceso inverso. Tome vapor a 120 °C y enfríelo. A 100 °C empezará a condensarse y volverá al estado líquido; permanecerá a 100 °C hasta que todo el vapor se haya convertido en líquido. Si lo enfría por debajo de ese punto, tendrá subenfriamiento:

Subenfriamiento = temperatura de condensación (saturación) − temperatura actual

Un líquido a 90 °C con una temperatura de condensación de 100 °C presenta un subenfriamiento de 10 K.

“El subenfriamiento es el proceso opuesto al sobrecalentamiento. Es decir, el subenfriamiento se produce en el proceso de condensación, mientras que el sobrecalentamiento se produce en el proceso de evaporación.”

 

La palabra que todos olvidan: saturación

Aquí es donde los aspirantes pierden puntos. En el ejemplo del agua, el punto de ebullición es de 100 °C porque hemos supuesto que está a presión atmosférica. Si cambia la presión, también cambia el punto de ebullición: esta es la idea más importante de la refrigeración.

El R-134a no tiene “un” punto de ebullición. Tiene un punto de ebullición para cada presión. A unos 3,5 bar de presión manométrica hierve cerca de 8 °C; a 0,6 bar de presión manométrica hierve cerca de −15 °C. Precisamente por eso podemos hacer que un refrigerante hierva a −10 °C dentro del evaporador de una cámara frigorífica y se condense a +45 °C en un condensador expuesto al sol. No cambiamos el refrigerante, sino únicamente la presión a la que está sometido.

Por tanto, en un sistema real nunca se mide directamente la temperatura de saturación. Se mide la presión con un manómetro y se convierte en temperatura de saturación mediante una tabla P–T o la escala impresa en la esfera del manómetro. Después se mide la temperatura real de la tubería con una sonda. La diferencia entre ambas es el sobrecalentamiento o el subenfriamiento.

• Sobrecalentamiento: presión de aspiración → temperatura de saturación; compárela con la temperatura medida en la línea de aspiración a la salida del evaporador.
• Subenfriamiento: presión de descarga/del lado de alta → temperatura de saturación; compárela con la temperatura medida en la línea de líquido a la salida del condensador.

Consejo para el examen: El sobrecalentamiento y el subenfriamiento son diferencias de temperatura, por lo que deben expresarse en kelvin (K), no en grados Celsius. Un sobrecalentamiento de 7 K es correcto; “7 °C de sobrecalentamiento” es una expresión imprecisa que los examinadores y evaluadores detectarán.

 

Por qué el sobrecalentamiento protege el compresor

Apliquemos ahora la teoría al circuito.

La función del compresor es aumentar la presión del vapor de refrigerante. Eso es lo único que puede hacer.

“Solo podemos comprimir vapor. No podemos comprimir líquido. El líquido es incompresible.”

Si el refrigerante líquido regresa por la línea de aspiración y entra en el cilindro, el pistón intenta comprimir un fluido cuyo volumen simplemente no se reduce. El resultado es un choque hidráulico, conocido habitualmente como golpe de líquido, que rompe las placas de válvulas, dobla las bielas y destroza las válvulas de descarga. Es una de las formas más rápidas de convertir una intervención de servicio en una sustitución del compresor.

El sobrecalentamiento es el margen de seguridad que lo evita. Si el refrigerante que sale del evaporador está 6 K por encima de su temperatura de saturación, se sabe con certeza que se ha evaporado hasta la última gota, porque el líquido y el vapor no pueden coexistir por encima del punto de saturación. La lectura del sobrecalentamiento demuestra que hacia el compresor solo se dirige vapor.

También es importante mantener el equilibrio:

• Sobrecalentamiento demasiado bajo (o nulo): retorno de líquido, dilución del aceite, riesgo de golpe de líquido y un compresor que durará poco.
• Sobrecalentamiento demasiado alto: el evaporador recibe poco refrigerante, por lo que gran parte de la superficie de la batería no realiza ningún trabajo útil. La potencia frigorífica disminuye, la eficiencia cae y la temperatura de descarga aumenta hasta niveles capaces de degradar el aceite.

Un sistema de expansión directa bien ajustado suele funcionar con un sobrecalentamiento de unos 5–8 K a la salida del evaporador, controlado por una válvula de expansión termostática o electrónica que modula la alimentación de refrigerante.

El bulbo sensor de la VET, sujeto a la línea de aspiración, realiza exactamente la medición descrita, de forma mecánica y continua: la presión del bulbo tiende a abrir la válvula, mientras que la presión del evaporador y el muelle de sobrecalentamiento tienden a cerrarla. La válvula se estabiliza donde se equilibran esas fuerzas, es decir, en el sobrecalentamiento ajustado.

 

Por qué el subenfriamiento protege el dispositivo de expansión

En el otro extremo del circuito, se necesita exactamente lo contrario.

“El refrigerante debe llegar a la válvula de expansión únicamente en estado líquido. Solo así podemos obtener aire bien enfriado del evaporador.”

La válvula de expansión se dimensiona y sus prestaciones se especifican para dosificar líquido. Si junto con el líquido llegan burbujas de vapor —una situación conocida como gas flash—, por la válvula pasa una mezcla de densidad mucho menor, por lo que el caudal másico de refrigerante que entra en el evaporador se desploma. La batería recibe poco refrigerante, la potencia frigorífica disminuye y, para complicar el diagnóstico, el sobrecalentamiento aumenta al mismo tiempo.

El subenfriamiento garantiza una columna continua de líquido. Enfríe el líquido unos kelvin por debajo de su temperatura de condensación y dispondrá de un margen: podrá absorber algo de calor a través de la línea de líquido o perder algo de presión al atravesar un filtro deshidratador y un tramo vertical ascendente largo, sin que se produzca una evaporación instantánea.

El subenfriamiento también es uno de los indicadores más fiables de la carga en un sistema con VET. En términos generales:

Lectura de subenfriamiento	Interpretación habitual
Muy baja o nula	Carga insuficiente o restricción antes del punto de medición
Normal (habitualmente ~4–8 K)	Carga correcta y línea de líquido sin obstrucciones
Alta	Exceso de carga o problema en el condensador: batería sucia, ventilador averiado o gases no condensables

El visor de líquido permite una comprobación visual rápida de lo mismo: las burbujas suelen indicar que se ha agotado el margen de subenfriamiento. Sin embargo, una lectura numérica del subenfriamiento indica cuánto margen queda, algo que el visor de líquido nunca puede mostrar.

 

Interpretación conjunta de los dos valores

Ninguno de los valores dice mucho por sí solo. El diagnóstico se obtiene al combinar ambos:

1. Sobrecalentamiento bajo y subenfriamiento alto: exceso de carga o alimentación excesiva a través de la válvula de expansión.
2. Sobrecalentamiento alto y subenfriamiento bajo: carga insuficiente o una restricción que limita la alimentación del evaporador.
3. Sobrecalentamiento alto y subenfriamiento alto: una restricción entre el condensador y el evaporador, como un filtro deshidratador obstruido, una línea de líquido estrangulada por una doblez o una válvula bloqueada en posición cerrada.
4. Sobrecalentamiento bajo y subenfriamiento bajo: una válvula que alimenta en exceso o un compresor que no bombea correctamente.

La interpretación de los parámetros medidos en el sistema forma parte de la evaluación práctica del certificado A1 de gases fluorados de la UE. Debe saber utilizar los instrumentos de medida de forma segura y explicar qué significan las lecturas.

 

La relación con los gases fluorados

Estas mediciones contribuyen a cumplir los requisitos de prevención de emisiones del Reglamento (UE) 2024/573.

• El art. 4 exige que los operadores tomen todas las precauciones necesarias para evitar la liberación no intencionada de gases de efecto invernadero fluorados y garanticen que las fugas se reparen sin demora injustificada. Cargar únicamente según la presión manométrica, sin tener en cuenta el sobrecalentamiento ni el subenfriamiento, puede dar lugar a una carga incorrecta o a reposiciones repetidas que oculten una fuga.
• El art. 5 establece los requisitos de control de fugas mediante umbrales de equivalente de CO₂ para los gases del anexo I y umbrales de masa para los gases del anexo II, sección 1. El art. 7 exige mantener registros de los aparatos sujetos a estos controles, incluidas las cantidades añadidas y recuperadas.
• El art. 10 establece los requisitos de certificación, y el Reglamento de Ejecución (UE) 2024/2215 define los certificados y los requisitos de evaluación. El certificado A1 abarca el control de fugas, la recuperación, la instalación, la reparación, el mantenimiento, la revisión y el desmantelamiento de aparatos incluidos en su ámbito de aplicación que utilicen gases fluorados o hidrocarburos, sin límite de tamaño de la carga. Realizar e interpretar mediciones forma parte de las competencias exigidas.

Reponer refrigerante repetidamente porque “había burbujas en el visor de líquido”, sin comprender el subenfriamiento, no es solo una mala práctica técnica. Puede provocar pérdidas innecesarias de refrigerante, precisamente lo que el Reglamento pretende evitar.

Punto clave: Cargar un sistema según el sobrecalentamiento y el subenfriamiento, en lugar de hacerlo por intuición, es tanto una medida de prevención de fugas como una medida para mejorar el rendimiento.

 

Qué debe recordar para el examen

El vídeo termina con una breve lista que merece la pena memorizar:

• El sobrecalentamiento consiste en calentar un líquido más allá de su punto de ebullición (saturación).
• El subenfriamiento consiste en enfriar un vapor más allá de su punto de condensación (saturación).
• El sobrecalentamiento se produce en el evaporador (y en la línea de aspiración).
• El subenfriamiento se produce en el condensador (y en la línea de líquido).
• El refrigerante debe entrar en el compresor únicamente como vapor, porque solo el vapor puede comprimirse.
• El refrigerante debe entrar en el dispositivo de expansión únicamente como líquido, porque las prestaciones de la válvula se especifican para líquido.

Añada a esa lista el detalle que la analogía del agua deja en segundo plano: la temperatura de saturación depende de la presión, por lo que todo cálculo de sobrecalentamiento o subenfriamiento comienza con una lectura de presión convertida mediante una tabla P–T del refrigerante concreto del sistema.

 

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