Soluciones sostenibles, desde el diseño hasta la operación

Por: VMC

En la industria frigorífica, la sostenibilidad y la eficiencia energética se han convertido en pilares ineludibles para garantizar procesos responsables, competitivos y alineados con las exigencias regulatorias y ambientales del presente. La refrigeración industrial, como servicio esencial en múltiples sectores, debe adoptar un enfoque sistémico que contemple estos principios desde la concepción del proyecto hasta su operación cotidiana.

Se deben diseñar e implementar soluciones frigoríficas trabajando sobre las condiciones preliminares para un diseño básico sustentable, considerando aspectos técnicos que impactan directamente en la eficiencia energética, la seguridad de los procesos y el respeto por el entorno.

Todo proyecto de refrigeración debe contemplar:

• Tecnologías amigables con el ambiente, que usen materiales seguros y no representen riesgos para la salud humana ni para el entorno.

• Selección de componentes y sistemas seguros que minimicen el impacto ambiental

• Eficiencia energética, buscando siempre consumir menos energía sin perder rendimiento.

• Impacto económico controlado, diseñando sistemas que no disparen los costos de operación.

• Durabilidad y bajo mantenimiento, eligiendo equipos confiables y de larga vida útil.

¿Qué hace que un sistema de refrigeración sea sostenible?

Para que una instalación sea verdaderamente sustentable, hay varios factores clave a tener en cuenta. Uno de los aspectos más importantes es la elección del refrigerante. Se priorizan aquellos con bajo Potencial de Calentamiento Global (GWP) y sin Potencial de Agotamiento de la Capa de Ozono (ODP). Hoy, los más recomendados son los refrigerantes “naturales”, como el amoníaco (NH?) y el dióxido de carbono (CO?). Ambos tienen cero impacto sobre la capa de ozono, un bajo o nulo potencial de calentamiento global y ofrecen excelente rendimiento energético. Las propiedades de estos gases los hacen energéticamente inobjetables, compatibles en todos los rangos de temperaturas deseadas para los procesos y ecológicamente sustentables.

¿Por qué elegir refrigerantes naturales?

• Dióxido de carbono (CO? o R744)

No daña la capa de ozono (ODP = 0).

Tiene un impacto climático casi nulo (GWP = 1).

Es seguro (baja toxicidad y no inflamable).

Tiene buena disponibilidad y bajo costo.

El CO? se está usando cada vez más en sistemas de refrigeración comercial y en instalaciones medianas o pequeñas. También se lo utiliza en combinación con el amoníaco en sistemas de cascada para lograr temperaturas muy bajas.

• Amoníaco (NH? o R717)

Tampoco daña la capa de ozono ni contribuye al calentamiento global (ODP = 0, GWP = 0).

Tiene una eficiencia energética superior a la mayoría de los refrigerantes sintéticos.

Es económico y su producción es abundante y constante.

Aunque es más tóxico y ligeramente inflamable, su uso está muy extendido en la industria gracias a su alta eficiencia y bajo impacto ambiental. Incluso hoy se lo estudia como posible fuente de energía renovable.

Selección del equipamiento

Definido el gas refrigerante, se procede a la elección del tipo y características de los equipos y componentes de la instalación, según la aplicación, características de la planta, condiciones económicas y particulares del proyecto y la satisfacción del principio de sustentabilidad.

• Componente básico: compresores

Los más usados son los de tornillo con variador de frecuencia, que se ajustan automáticamente a la demanda optimizando el consumo. Junto con la selección de compresores, se debe definir el sistema de enfriamiento del aceite lubricante: el sistema más eficiente y confiable es el llamado termosifón.

• Condensadores

Su función fundamental es liberar el calor al ambiente y permitir el funcionamiento del ciclo frigorífico. Es importante poner el foco en ahorros de energía mediante utilización de variadores de velocidad; y de ahorro de agua a través del uso de diferentes tecnologías. Hay distintas opciones: 

- Evaporativos: constituyen la solución más frecuente por ser el sistema más eficiente. Para asegurar la sustentabilidad y eficiencia del sistema, se deben considerar amplias superficies de intercambio, ventiladores y motores eléctricos de eficiencia máxima con variación de velocidad, al igual que las bombas de agua y sus motores. 

- De casco y tubos: eficientes sobre todo para pequeños espacios. La salvedad es que conllevan un mantenimiento rutinario para no perder eficiencia con el uso. Permiten diversidad de materiales.

- Adiabáticos: equipos que por su construcción y, sobre todo por su tablero de control de operación, permiten reducir el consumo de agua combinando ciclos de condensación con agua y ciclos de condensación seca (sin uso de agua).

- Aerocondensadores secos, que sólo utilizan circulación de aire forzado (adecuados en zonas con escasez de agua y, preferentemente, de menor temperatura ambiente).

• Evaporadores, enfriadores, intercambiadores

Cualquiera sea el tipo de enfriadores, evaporadores, etc., una de las condiciones básicas para obtener la operación energéticamente eficiente y sustentable es la selección de equipos con amplia superficie de intercambio.

Esto permitirá la operación con la más alta temperatura de evaporación posible, lo que redunda en menor consumo de energía de los compresores e incremento en la capacidad/eficiencia de los mismos.

El valor de un buen sistema de control

Un sistema de control y supervisión moderno es esencial. Debe ofrecer monitoreo en tiempo real, alarmas, registro de datos y comunicación externa. Esto no solo mejora la eficiencia operativa, sino que también garantiza la seguridad de las personas y los equipos y permite tomar decisiones sobre la base de datos reales para optimizar el rendimiento. Ninguna planta operará en forma sustentable y eficiente si su sistema de supervisión y control no asegura que todos sus componentes están efectivamente integrados y controlados.

Configuraciones flexibles según cada necesidad

Cada planta es distinta, por eso los sistemas frigoríficos se diseñan a medida. Según el caso, puede elegirse una compresión en una etapa (para temperaturas medias), dos etapas (para congelación) o sistemas en cascada que combinen, por ejemplo, amoníaco con CO2 para lograr temperaturas aún más bajas.

La distribución del refrigerante también puede adoptar diferentes estrategias: recirculación con bombas (muy usado en grandes instalaciones), sistemas inundados individuales por gravedad, expansión directa (DX) o refrigeración secundaria con fluidos como CO2 líquido o soluciones de agua (salmueras, glicoles, etc.).

Además, se recomienda minimizar la carga de refrigerante, colaborar con arquitectos en el diseño para reducir cargas térmicas pasivas, realizar un análisis de costos que contemple todo el ciclo de vida de la instalación y buscar sistemas con bajo consumo de agua. La recuperación de calor desde los compresores puede integrarse para otros procesos o calefacción. También es posible climatizar oficinas o vestuarios utilizando el mismo sistema frigorífico mediante free cooling o ciclo inverso.

La implementación de soluciones sostenibles en sistemas de refrigeración para la industria es una necesidad imperante. Un diseño cuidadoso que considere la eficiencia energética, la seguridad, el impacto ambiental y la adaptabilidad a las necesidades específicas de cada planta es fundamental para lograr operaciones responsables y competitivas. La colaboración entre ingenieros, arquitectos y operadores es clave para desarrollar instalaciones que cumplan con los más altos estándares de sostenibilidad y eficiencia.

Hoy más que nunca, estamos ante el desafío de diseñar y proveer soluciones customizadas, sustentables en el tiempo, eficientes, seguras y sin impacto negativo sobre el medio ambiente. Los sistemas de frío deben adaptarse a las necesidades de cada demanda particular variable, garantizando la mejor relación económica costo-rendimiento operativo, la seguridad de las personas y del entorno en el que operan, preservando la ecología como eje fundamental.

La sustentabilidad ya no es solo una meta: es parte de cada decisión. Diseñar, construir y operar con esa conciencia es lo que nos permite estar a la altura de los desafíos actuales y de lo que viene.

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