09 Dic CÓMO OPTIMIZAR EL RENDIMIENTO DE INSTALACIONES CON CO₂: MANTENIMIENTO, EFICIENCIA Y SEGURIDAD
El dióxido de carbono (CO₂) se ha consolidado como uno de los refrigerantes naturales más utilizados en sistemas de refrigeración industrial y comercial, especialmente en sectores como la alimentación, la logística frigorífica y la climatización de grandes superficies. Sin embargo, su uso conlleva retos técnicos que exigen una gestión muy precisa del mantenimiento, la eficiencia energética y la seguridad operativa.
Este artículo presenta un enfoque práctico y aplicable para optimizar instalaciones que operan con CO₂.
Particularidades del CO₂: Lo que no se debe pasar por alto
Antes de aplicar mejoras, es clave entender las características que hacen único al CO₂ como refrigerante:
- Alta presión de trabajo (hasta 120 bar en régimen transcrítico).
- Baja viscosidad → alta eficiencia de intercambio térmico, pero también mayor riesgo de fugas.
- Necesidad de equipos y componentes específicos (válvulas, compresores, intercambiadores de calor).
- Excelente comportamiento térmico, pero dependiente de condiciones ambientales.
Mantenimiento Preventivo y Predictivo: Claves para instalaciones estables
La estabilidad de una instalación con CO₂ depende de un plan de mantenimiento adaptado a sus particularidades, incluyendo:
a) Rutinas de revisión diaria/semanal
- Comprobación de presiones en alta y baja.
- Inspección de válvulas de expansión electrónica.
- Limpieza de filtros deshidratadores (suelen saturarse con mayor frecuencia).
- Verificación del buen estado de los sensores de presión y temperatura.
b) Mantenimiento mensual y trimestral
- Pruebas de estanqueidad en líneas de alta presión.
- Control de la calidad del aceite en compresores.
- Calibración de sondas y dispositivos de control.
- Revisión del sistema de recuperación de calor (si lo incluye).
c) Predictivo basado en datos
- Implementación de sensores y software de supervisión para anticipar desviaciones.
- Análisis de rendimiento mediante curvas de eficiencia real vs teórica.
- Integración con sistemas SCADA o plataformas IoT de mantenimiento industrial.
Eficiencia energética: Mejoras prácticas para reducir consumo
Optimizar una instalación con CO₂ no es solo mantenerla funcionando, sino hacerlo con el menor consumo posible. Estas son algunas acciones funcionales con alto retorno:
a) Gestión avanzada del gas Cooler
- Usar ventiladores con control inverter y variación en función de la temperatura ambiente.
- Aplicación de control flotante de presión de descarga.
- Limpieza periódica del gas cooler (incrustaciones = pérdida de rendimiento inmediata).
b) Recuperación de calor
- En instalaciones industriales o supermercados, el calor del CO₂ puede aprovecharse para ACS, calefacción o climatización.
- Esto reduce el coste energético global hasta un 15% en muchos casos.
c) Control y modulación precisa
- Optimizar la apertura de válvulas de expansión electrónica y bypass en compresores.
- Adaptar las consignas dinámicamente: por ejemplo, aumentar la presión de aspiración en función de la carga térmica.
Seguridad: Prevención técnica y operativa en sistemas con CO₂
Aunque el CO₂ es no inflamable y no tóxico a niveles bajos, la alta presión y el potencial de asfixia en recintos cerrados hacen necesaria una gestión rigurosa:
a) Componentes críticos de seguridad
- Válvulas de seguridad calibradas y certificadas.
- Manómetros con rangos adecuados (mínimo 0–160 bar).
- Separadores de aceite y acumuladores dimensionados correctamente.
- Alarmas visuales y acústicas de sobrepresión y fugas.
b) Detección de fugas (ppm) según la UNE-EN 378-1
- Sensores de CO₂ en cámaras, salas de máquinas y zonas técnicas.
- Ventiladores de extracción conectados a detección automática.
- Control de concentración (ppm) según la UNE-EN 378-1.
c) Formación operativa
El personal de mantenimiento y los técnicos deben conocer:
- El protocolo de actuación ante sobrepresión.
- Cómo actuar ante una fuga.
- Maniobras seguras de arranque/parada.
Estrategias de mejora continua
Las instalaciones más avanzadas están aplicando ya estrategias integradas que aseguran un rendimiento sostenible:
- Auditorías termodinámicas anuales con balance de masas y energía.
- Optimización de ciclos según condiciones ambientales (estrategia climatológica).
- Migración a controladores inteligentes y algoritmos predictivos.
- Indicadores clave (KPI): COP estacional, consumo kWh/m³ refrigerado, ratio de fugas, presión media de descarga.
Conclusión: Eficiencia, control y anticipación
Optimizar una instalación con CO₂ no es una tarea puntual, sino un proceso técnico continuo. Requiere entender la dinámica del refrigerante, aplicar mantenimiento riguroso, usar datos para mejorar la eficiencia y mantener siempre un nivel alto de seguridad.
Las empresas que han integrado este enfoque han reducido consumos entre un 10% y un 25%, disminuido paradas no programadas y mejorado sus condiciones de seguridad, cumpliendo con las normativas europeas y anticipándose a futuras exigencias medioambientales.
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