Conclusiones del Congreso sobre Tecnologías de Refrigeración Tecnofrío’ 20 por Arcadio García Lastra

Nuevamente esta quinta edición del Congreso ha puesto en relieve la importancia de este sector económico. No vienen tiempos malos, pese a la pandemia en la que nos encontramos, según quedó reflejado en la ponencia de apertura. Además, están planteadas una serie de medidas de reactivación económica para este sector que avivarán su actividad.

Frio y sociedad

Es en la primera sesión plenaria donde se refleja la importancia que el sector del frío tiene en la sociedad. Lógicamente, al inicio, para producir frio, se utilizaron focos fríos naturales, no controlables. El inicio de la revolución industrial permitió tomar el mando de temperatura de estos focos fríos; se consigue gobernar su temperatura, pero al necesitar de un medio mecánico, de una instalación frigorífica, existe un consumo de recursos y generación de residuos que no se producían con los focos naturales.

Aunque los desarrollos tecnológicos han conseguido una viabilidad técnica del ciclo de compresión de vapor desde su origen en 1834 por Perkins, el problema medioambiental asociado a la instalación hoy sigue existiendo.

En esta plenaria se describieron las aplicaciones de la producción de frio. Parece mentira, pero desde que uno se levanta hasta que se acuesta, el frio siempre se encuentra entre nosotros. Nos levantamos, consultamos el móvil con una conexión ya 5G que requiere de unos servidores que deben estar refrigerados, acudimos a la nevera para poder coger un zumo o lácteos, no duchamos y necesitamos agua caliente sanitaria que nos produce una bomba de calor, cogemos el transporte público que está refrigerado, nos sentamos en la oficina con aire acondicionado, acudimos a almorzar, donde por prisa tomamos comida preparada que debe estar conservada en unas condiciones correctas, regresamos a casa, no sin antes pasar por el supermercado donde compramos algo de fruta y congelados, y, si aún tenemos fuerzas, paramos un ratito en el bar a tomar una cervecita bien fría.

Un pilar fundamental de este sector es garantizar la cadena alimenticia a todas las personas y para esto, esta debe mejorar, máxime con la proyección que existe de población en el 2050. El 20% de los alimentos que se produjeron en 2019 se perdieron por no asegurar la cadena de frio o producirse fugas de frio. Esto tiene un doble enfoque; en países subdesarrollados es un verdadero drama, pues supone que no llegan estos alimentos a las personas más necesitadas; y en los países desarrollados supone generar más residuos no potenciando una economía circular. Mejorar y evitar estas pérdidas, tiene por tanto también dos enfoques. Primero medioambiental, pues se optimiza la producción de los alimentos, el pescador que sale a faenar consume un combustible fósil, el agricultor o ganadero necesita de maquinaria pesada para la realización de sus labores, y se elimina al máximo los residuos. Segundo, una componente social y humano, al intentar que lleguen alimentos básicos a toda la población.

En la mesa se quiso desatacar el papel que en la sociedad tiene en la industria del congelado. Está demostrado que el producto congelado conserva mejor sus propiedades que cuando permanece fresco y por tanto puede garantizar una mayor salud para los consumidores.

La importancia del frio en la salud es evidente. La refrigeración impide la proliferación de virus y bacterias en alimentos y muchas medicinas deben estar conservadas a temperaturas cercanas a los 8 grados Celsius.

En la industria es evidente también su presencia, la logística de distribución de gas natural no sería posible si no se licuara enfriándolo, los materiales superconductores no se utilizarían si no trabajan a temperaturas bajas. La criogenia es esencial como proceso para obtener oxígeno en las acerías.

La ultima exposición de la evidencia del frio entre nosotros, fue el deporte; muchos deportes de invierno se practican sobre superficies y medios artificiales como pueden ser pistas de hielo y pistas de esquí.

El sector del frio en números también se expuso en esta mesa. A nivel mundial, las ventas totales de equipos de refrigeración, aire acondicionado y bombas de calor, ascendieron a 500.000 millones de $. Esto supone, a modo comparativo, tres cuartas partes de los ingresos por ventas en supermercados. El número total de sistemas de refrigeración, aire acondicionado y bombas de calor que actualmente se encuentran operativos en todo el planeta es de prácticamente 5.000 millones, de los cuales 2.600 millones son equipos de AC (móviles y estacionarios), y 2.000 millones son frigoríficos domésticos y congeladores.

Fielmente, se expuso el papel que la industria del frio tiene en la protección medioambiental, en concreto, con el problema del cambio climático. Aunque el frio no es un actor principal, se debe corregir sus actuaciones en este sentido pues su actividad tiende a crecer, máxime cuando se prevén 10.000 millones de personas para el 2050. Aquí se puntualizó que se están logrando los objetivos pactados para este sector y que para ellos se ha trabajado en mejorar la eficiencia en el uso final de la energía y la utilización de refrigerantes con bajo o nulo calentamiento atmosférico. 

Durante la mesa redonda se destacaron varias conclusiones relacionadas con el frio y la sociedad. Los intervinientes confirman que el frio contribuye al bienestar de nuestra sociedad y que el problema del cambio climático no es un problema para el desarrollo de nuestro sector, pues se está produciendo una verdadera revolución sin antecedentes, cambiando fluidos, mejorando las tecnologías y reciclándose con una formación continua muy consolidada. Se quiso dejar constancia del papel ejemplar que España ha llevado durante el estado de alarma, asegurando el abastecimiento de todos los productos esenciales a la población y al construcción y operación de los hospitales de campaña. Además, se han desarrollado productos específicos en un entorno como las salas refrigeradas para asegurar una correcta calidad de aire interior con el fin de prevenir el contagio frente al SARS CoV 2 de los usuarios.

También se indicó que la industria del frio está muy estructurada en PyMEs y que, para ser más competitivos, debe existir una cooperación y colaboración entre todos para poder llegar a desarrollar proyectos más complejos. También se puso de manifiesto que hay que apostar más por la digitalización de la industria y la conectividad del sector.

Finalmente se reflejó la necesidad de utilizar más el calor excedentario como un subproducto muy abundante en este sector. En definitiva debiera estar más integrado en la industria y en los edificios.

Conclusiones:

1. El frio es un bien esencial que debe ser garantizado. El aumento de población proyectada en el futuro no sobrevirá sin esta industria.
2. Debe optimizarse la cadena del frio para reducir la perdida de alimentos por solidaridad con los que más lo necesitan y respeto al medio ambiente.
3. Existe una verdadera revolución tecnológica en el sector para eliminar al máximo el calentamiento atmosférico que está originando el cambio climático
4. Es fundamental la mayor conectividad y digitalización del sector de la refrigeración
5. Nuestro sector crecerá y evolucionara, es fundamental una formación continua.

El reto de la refrigeración ante las energías renovables, la eficiencia energética y la bomba de calor

La segunda plenaria trató sobre el reto de la refrigeración ante las energías renovables, la eficiencia energética y la bomba de calor. La eficiencia energética y la implantación de energías renovables son una palanca de cambio para dinamizar el sector y cumplir con nuestros compromisos de descarbonización a 2050.

En cuanto a la incorporación de energías renovables, la protagonista principal fue la fotovoltaica. Ninguna otra fuente de energías renovables que nos sea esta, está teniendo actualmente una penetración clara. No se ven instalaciones de aerogeneradores en la industria, los combustibles utilizados siguen siendo bastante convencionales y la energía solar térmica no es considerada como un vector energético. En cuanto a la instalación de energía solar fotovoltaica no es una instalación que se solicite en un proyecto de refrigeración. Generalmente son instalaciones conectadas a la red de distribución o transporte de electricidad y no están conectadas directamente al generador de frío. Se mencionó que pocos tejados de la industria del frio quedan sin el sombrerete fotovoltaico y el propietario de la industria aun así sigue buscando sitio para colocar más paneles fotovoltaicos. Luego, esta fuente de energía natural, aunque sea de forma indirecta, está muy instaurada en este sector. Las inversiones son recuperables en 2/4 años y el utilizar otra fuente de energía, puede requerir de periodos superiores a los 15 años que el empresario no está dispuesto a afrontar. De cualquier forma, la incorporación de otras energías renovables que no sea la fotovoltaica se está produciendo más en pequeñas potencias que en elevadas potencias. Existen ciertas instalaciones que están condensando contra el terreno, pero están casi en fase de proyecto de desarrollo. En definitiva, fotovoltaica conectada a red es muy habitual, pero al resto de renovables todavía les queda camino por recorrer.

En el caso de los buques, sí que existen desarrollos para que puedan aprovechar la energía mareomotriz para poder alimentar parte del suministro del buque. 

En cuanto a la eficiencia energética, a diferencia del uso de energías renovables, es una técnica muy presente en cualquier diseño y explotación de una instalación. Las medidas de mejora de eficiencia energética son múltiples, pero las más populares están relacionadas con la utilización de variadores de frecuencia, reducción al máximo las cargas de los procesos y forzar la simultaneidad de consumos energéticos cuando la energía eléctrica es más barata (desplazar los consumos a las horas valle). Una medida muy tradicional, y que se quiso dejar resaltada en la mesa, es aislar térmicamente al máximo que se pueda las instalaciones.

Otras de las tecnologías que se resaltaron como frecuentes es la condensación flotante. Los intervinientes dejaron claro que mejorar la eficiencia tiene un coste inicial por lo que cuando se presentan a la propiedad siempre debe ir acompañado de análisis de viabilidad económica que justifique la inversión.

Otro aspecto fundamental para mejorar la eficiencia es diseñar bien las configuraciones de los ciclos para que puedan ser gestionados a cargas parciales con el menor consumo.

También se comentó la penetración de las lámparas LED, que sí que han llevado a consumos energéticos en iluminación mucho más bajos manteniendo la calidad lumínica.

De cara a mejorar aún más la eficiencia energética se debe trabajar en nuevos materiales que mejoren el intercambio térmico y monitorizar mucho más las plantas. La gestión de los datos de una planta, aparte de mejorar en su mantenimiento predictivo al conocer sus huecos de parada, permite conocer de forma exacta su comportamiento energético permitiendo plantear su conexión con las futuras comunidades locales de energía.

No es un tema directo con la eficiencia, pero también se indicó en esta mesa el gran paso que el sector de la industria del frio esta realizando para cambiar a refrigerantes naturales en usos donde habitualmente no se está utilizando.

En cuanto a la bomba de calor, se propuso que en el sector del frio no está aún maduro en este tema, al no existir una demanda clara y constante para este suministro. Se debería trabajar primero en aprovechar al máximo la recuperación de calor de los condensadores y luego considerar este tipo de generado térmico.

La incorporación de la bomba de calor requiere homogenizar muchos los consumos y potencias, que salvo en grandes mataderos o grandes centros logísticos, generalmente no se produce.

Sí que se están instalando y produciendo, casi en serie, bombas de calor con amoniaco a alta presión para grandes instalaciones. Estas suelen estar pensadas para aprovecha un calor residual (torres de refrigeración, productos de la combustión, condensadores de clima, aire caliente del metro, aguas residuales, geotérmica) en calor útil y calentar ciertos procesos como el secado de jamones o pasterizado en industrias lácteas. El calor producido también se está integrando en redes de calor.

En general puede concluirse que es un producto al que todavía se le está buscando sitio dentro de los procesos de refrigeración.

Esta mesa finalizó con unas reflexiones sobre los efectos del COVID-19 sobre el sector de la refrigeración y los cambios estructurales que se prevén van a producirse.

El primer problema que se citó es que los técnicos no pueden viajar, y esto es más grave de lo que parece, porque la actividad de muchas de las empresas del frío esta distribuida por la geografía española.

Por otro lado, la industria ha seguido produciendo incluso durante el confinamiento. Podemos decir que ha dado el do de pecho y ha realizado un esfuerzo ejemplar.

Es cierto que el canal HORECA se resentirá y que se han dilatado los mantenimientos preventivos y pospuesto ciertas inversiones ya programadas que está teniendo impacto económico en el sector.

Conclusiones:

1. La única energía renovable presente en el sector es la fotovoltaica conectada a la red, no directamente a la instalación.
2. La eficiencia energética es una práctica habitual en el sector; pese a lo cual se debe seguir investigando para encontrar materiales más eficientes en el intercambio energético.
3. La bomba de calor es un equipo que hoy requiere un análisis para ser integrado en un proceso industrial de refrigeración.
4. El sector ha logrado mantener todos los servicios y entrega de alimentos relacionadas con la industria de refrigeración incluso en momentos de confinamiento. Está suponiendo problemas de dificultan la labor comercial y de mantenimiento, de operarios y técnicos y el canal HORECA se verá más afectado.

Logística y transporte frigorífico

Se abordaron los aspectos fundamentales para un correcto desarrollo de la actividad del transporte y almacenamiento logístico de los productos que deben mantener unas condiciones determinadas de conservación. Para ello, se mostraron los distintos medios de transporte frigorífico que en la actualidad se están utilizando y las formas de almacenamiento existentes.

La mesa abordó, tanto el sector de la conservación alimentaria (frío y congelados), como el de los productos farmacéuticos.

Se puso en relieve que gracias al transporte frigorífico se pueden interconectar productores de productos perecederos y consumidores a miles de kilómetros (transporte puerta a puerta).

Se analizó la singularidad que tiene el transporte aéreo. Hay diferentes tecnologías, distinguiéndose dos campos, el producto farmacéutico y un producto perecedero, alimenticio o no. Con productos perecederos, el embalaje no requiere ser especial; se busca más que el transporte sea lo más corto posible. Si es cierto, que hay frutos rojos (arándanos, fresas) que requieren de un embalaje especial. El costo de este tipo de productos es bajo con respecto al producto farmacéuticos, por tanto, la tecnología que se utiliza es de calidad más baja. Se señaló un problema que puede suceder con el transporte aéreo para abastecer de vacunas a España, y es que se requerirá de ochenta a cien mil vuelos chárter que puedan mantener este medicamento entre 8-10 ºC.

Gran prate del transporte de larga distancia es para transportar materias primas, siendo lo más habitual utilizar el barco y la carretera. El avión es prohibitivo para este tipo de productos.

En congelados se debe mantener la temperatura por debajo de – 18ºC siempre; se comete el error de que sea esta la temperatura de transporte y en cuanto exista alguna fuga de frio se deteriora el producto. Existe un certificado para asegurar una mayor calidad en el transporte que se evalúa por ejemplo la formación de los técnicos y operarios que operan y manejan los productos durante el transporte; se valora, también, el control metrológico al que está sometido la instalación frigorífica, es decir, los termómetros deben estar calibrados por entidades certificadas por una entidad acreditada.

Se puso de manifiesto, que el transporte propio tiene el problema de que el camión va lleno y vuelve vacío; para ser más eficientes se plantea la subcontratación de este servicio a un proveedor para consiguuir mayor flexibilidad y menor coste, esto requiere asegurar la cadena de frío y la trazabilidad del producto.

Una de las principales preocupaciones del sector es asegurar la trazabilidad del mismo. En este sentido se expuso que se está utilizando la tecnología de radiofrecuencia para asegurar la calidad de la cadena de frio al poder conocer en todo momento la situación real del producto transportado.

El sector de la refrigeración también está buscando el poder realizar un transporte neutro en CO2, buscando su propulsión por combustibles o fuentes renovables. Es probable que la furgoneta del futuro sea eléctrica, que el camión de futuro sea con H2 y se está estudiando este combustible para propulsar aviones (proyecto realizado por Airbus). También se está migrando a refrigerantes con bajo PCA y ahora mismo el más utilizado es el 452 A. En el corto plazo, empezaremos a ver transporte híbrido.

Las pérdidas en destino con una buena gestión y logística del transporte frigorífico son aproximadamente del 3%; lo que indica que la tecnología puede ayudar a evitar ese 20% que se discutió en la primera plenaria, se puede reduzca notablemente a nivel mundial.

Entre los alimentos que más se transportarán en el futuro serán productos Premium y BIO. Para flores y vegetales, por ser perecederos, se utilizará el avión.

En los próximos años el reto del transporte frigorífico será ofrecer un servicio más sostenible, consiguiendo entregas sin huella de carbono. En el caso de aviones se está trabajando en construir aviones menos pesados, para aumentar sus autonomía y con mayor volúmen de carga.

Otro aspecto que se está intentando mejorar es reducir los residuos generados por los embalajes y utilizar materiales reciclados.

En la mesa se indicó que se debe aumentar el transporte refrigerado de paquetería en las ciudades.

Conclusiones

• Subcontratar el transporte tiene beneficios económicos y mejora la flexibilidad, pero se pierde la trazabilidad del producto (de su temperatura) y pueden aumentar las reclamaciones por pérdida de frio
• La mayor tecnología en el transporte frigorífico está siendo utilizada en el producto farmacéutico y no en el perecedero.
• El medio aéreo es mucho más costoso que el terrestre y el marítimo, lo que repercute en el precio del producto final. Depende de muchos factores, pero podemos hablar de un 20% como valor medio.
• Para asegurar la cadena de frio, se está trabajando en conectar virtualmente todos los agentes para conocer todos los datos (tiempos de espera, cargas y descargas realizadas, temperatura a tiempo real en todo el trayecto y tiempos de espera)
• Se buscan transportes que no dejen huella de CO2
• Se pueden lograr perdidas en destino de tan sólo un 3% si la infraestructura de logística y transporte es adecuada. Se puede lograr reducir por tanto el 20% de pérdida de alimentos a nivel mundial como se discutió en la primera plenaria
• El producto perecedero que más se transporta por avión son las flores
• Se está migrando a refrigerantes con bajo PCA y ahora mismo el más utilizado es el 452 A.

Refrigerantes y nuevas técnicas disponibles. Soluciones por sectores y uso

Se analizaron las tendencias actuales por sectores y servicios del uso de los diferentes refrigerantes, tanto naturales, como sintéticos.

En primer lugar, se mostró una evolución de los distintos refrigerantes que se han ido utilizando desde el inicio hasta nuestros tiempos. Se recordó por tanto la transición desde la primera generación de refrigerantes hasta la cuarta y actual generación:

1. El inicio del sector de la refrigeración comenzó con los refrigerantes naturales (1830-1930). Se atendía una demanda de refrigeración con los recursos naturales que existían. Eran refrigerantes típicos el amoniaco y dióxido de sulfuro.
2. Con el aumento de la demanda de refrigeración se buscó producir de forma sintética fluidos refrigerantes (1931-1990). Nacen así los clorofluorocarbonos (CFC) y hidroclorofluorocarbonos (HCFC) que eran refrigerantes seguros y que buscaban cubrir todas las necesidades de refrigeración del momento. No fueron refrigerantes concebidos para ser respetuosos con el medioambiente. Los refrigerantes más populares eran el R-12 y el R-22. Evidentemente sigue siendo utilizado el NH3 como refrigerante natural.
3. La tercera generación (1990-2010) de refrigerantes aparece porque los CFC y HCFC originan un grave daño a la capa de ozono (destruyéndola) que protege a la superficie terrestre de la radiación solar. Nacen así los hidroclorofluorocarbonos (HFC), que consisten en eliminar átomos de cloro a la molécula del refrigerante (el cloro es el causante del deterioro de la capa de ozono). Empieza ya a existir una gama más amplia de refrigerantes, R 134a, R-32, R 507,…. Se empieza a utilizar como refrigerante natural el CO2, y ciertos hidrocarburos. Evidentemente sigue siendo utilizado el NH3 como refrigerante natural.
4. La cuarta generación, en la que nos encontrarmos, nace para combatir el cambio climático. Se trata de conseguir refrigerantes con bajo potencial de calentamiento atmosférico (PCA). Aquí los refrigerantes naturales como amoniaco, dióxido de carbono e hidrocarburos tienen mucho camino ganado, en tanto que, no emiten gases de efecto invernadero de forma directa. Los fabricantes de refrigerantes están desarrollando nuevos refrigerantes sintéticos que tengan un bajo PCA. Aparte de refrigerantes HFC también se están desarrollando hidrofluoroolefinas (HFO) y mezclas de ambos. El problema del desarrollo de estos refrigerantes sintéticos con bajo PCA es que son ligeramente inflamables y se deben considerar en diseño, uso y mantenimiento de las instalaciones con estos refrigerantes, el riesgo de la inflamabilidad. Tanto es así, que se ha creado una nueva clasificación de los refrigerantes, la 2L, en la que se encuentran refrigerantes con baja inflamabilidad (velocidad de combustión menor a 10 cm/s).

El reglamento F-Gas está imponiendo a uso de refrigerantes con un PCA menor a 150 para la mayoría de usos industriales y comerciales. Durante la exposición se recordó que este reglamento está actualmente en consulta pública para que hasta el 29 de diciembre de este año se envíen las consideraciones que se deseen. Se ha adelantado un año su revisión, y se entiende que es para revisar el sistema de cuotas impuesto por el mismo.

A continuación, se analizó las distintas soluciones que actualmente se encuentra por sectores, distinguiendo:

• Aire Acondicionado
• Refrigeración comercial
  • Tiendas de conveniencia
  • Tiendas de barrio/mercados
• Refrigeración supermercados
• Refrigeración semi-industrial
  • Caterings
  • Pequeña/mediana industria agroalimentaria
  • Secaderos
• Refrigeración industrial
  • Gran industria agroalimentaria
  • Plataformas distribución
  • Industria química/farmacéutica

Para cada uno se analizó la instalación nueva y la existente (retrofit). En este sentido se indicó que los nuevos refrigerantes 2L no pueden ser sustitutos de los A1. El motivo es que el reglamento de equipos a presión considera los refrigerantes 2L como un fluido tipo 2, mientras que los A1 son de tipo 1. El paso de una instalación de tipo 2 a tipo 1 (de sus recipientes y equipos a presión) supone un costo desproporcional y económicamente inviable.

Una de las soluciones que puede ser muy utilizada en el diseño futuro de las instalaciones, para evitar introducir refrigerantes con cierta inflamabilidad donde están personas, es proyectar instalaciones hibridas con fluidos secundarios.

También se expuso, como novedad, que en ciertos mercados asiáticos y de Sudamérica, ya se está utilizando algún hidrocarburo directamente en unidades terminales de expansión directa. En Europa es un producto que todavía no se comercializa. El R-290 y el CO2 son refrigerantes muy utilizados en la refrigeración comercial. El amoniaco es un refrigerante indiscutible para grandes instalaciones de refrigeración.

Otra de las tecnologías que están penetrando más en este sector es el Water-loop.

Conclusiones

1. Los refrigerantes que hoy utilizamos desde luego que no serán los que existirán dentro de 10 años
2. Además de los refrigerantes naturales, debemos saber diseñar nuestras instalaciones con refrigerantes de bajo PCA, en tanto que serán, instalaciones con un mayor riesgo por su mayor inflamabilidad
3. No existe un único refrigerante como posible en el diseño de una instalación; se complica la elección del refrigerante adecuado.
4. Es un sector, en el caso español, en el que se aplica la regla europea de que quien contamina paga. Tasas de los refrigerantes.
5. Los refrigerantes inflamables nunca pueden ser utilizados en un retrofit. Inviable económicamente.
6. La instalación con circuitos primarios y secundarios se extenderá más.
7. Actualmente está en consulta pública el Reglamento F-Gas hasta el 29 de diciembre. Se ha adelantado un año su revisión para comprobar el sistema actual de cuotas.