Por:&nbsp;Ing. Germ&aacute;n Parola. Gerente de ingenier&iacute;a y proyectos de Frio-Raf S.A. Fotos:&nbsp;Fr&iacute;o-Raf En frigor&iacute;ficos faenadores de aves, porcinos y vacunos, la demanda de energ&iacute;a el&eacute;ctrica para refrigeraci&oacute;n representa entre el 65 y 85 % del total consumido por la planta. Esta porci&oacute;n depende mucho del tipo de proceso que se realiza y de la eficiencia de los mismos. Es por ello que un sistema de refrigeraci&oacute;n eficiente contribuir&aacute; notoriamente al ahorro energ&eacute;tico de la planta, en reducciones de costos del producto y adicionalmente contribuir&aacute; con el medioambiente en la reducci&oacute;n de la huella de carbono. En refrigeraci&oacute;n industrial, eficiencia energ&eacute;tica significa cumplir los requerimientos t&eacute;rmicos, eventualmente de humedad y merma de producto, en procesos de enfriamiento / congelado, consumiendo la menor energ&iacute;a posible. El indicador de eficiencia m&aacute;s utilizado es el C.O.P. (Coeficient of Performance) y se puede calcular mediante la siguiente ecuaci&oacute;n:&nbsp;C.O.P. = Capacidad horaria de refrigeraci&oacute;n (kW) / Potencia de compresi&oacute;n requerida (kW).&nbsp;Mayor C.O.P., significa mayor eficiencia y menor consumo de energ&iacute;a. Como primera apreciaci&oacute;n importante debo decir que la eficiencia es una filosof&iacute;a de dise&ntilde;o que nace con un buen proyecto de ingenier&iacute;a y se sostiene con la correcta operaci&oacute;n y mantenimiento. Si no se aplican desde el inicio los criterios correctos de eficiencia, es muy probable que tengamos de por vida un sistema con excesivo consumo de energ&iacute;a y, lo m&aacute;s grave, es que ser&aacute; muy dif&iacute;cil revertir posteriormente esta situaci&oacute;n de ineficiencia.&nbsp; Desde las primeras etapas de proyecto, se requerir&aacute; que interact&uacute;en especialistas en diferentes &aacute;reas: proceso, arquitectura, refrigeraci&oacute;n, electricidad, automatizaci&oacute;n, etc. Esto ser&aacute; determinante para poder tomar decisiones acertadas, que garanticen la m&aacute;xima eficiencia del proceso y del sistema de refrigeraci&oacute;n.&nbsp; Enfoc&aacute;ndonos estrictamente en el sistema de refrigeraci&oacute;n, enunciaremos aspectos importantes para garantizar la eficiencia: &nbsp; Elecci&oacute;n del refrigerante A partir del grave impacto ambiental causado por la mayor&iacute;a de los refrigerantes sint&eacute;ticos, muchos pa&iacute;ses han tomado compromisos medioambientales, generando restricciones legales e impositivas y prohibiciones en el uso de los refrigerantes m&aacute;s da&ntilde;inos. Paralelamente, los ingenieros y las empresas m&aacute;s importantes volvieron a enfocarse en nuevas soluciones y usos de los refrigerantes naturales m&aacute;s eficientes: amon&iacute;aco (R717) y di&oacute;xido de carbono (R744) y establecieron nuevas estrategias y tecnolog&iacute;as para poder emplearlos en forma totalmente segura. Definir correctamente el refrigerante impacta en ahorros energ&eacute;ticos importantes, ya que &eacute;sta sola decisi&oacute;n asegura ahorros entre el 15% y el 40%.&nbsp; El amon&iacute;aco, es el refrigerante con mayor eficiencia en un amplio rango de temperaturas y es pr&aacute;cticamente irremplazable en la industria alimenticia. Es por ello que nos centraremos exclusivamente en sistemas de compresi&oacute;n que utilizan amon&iacute;aco como refrigerante.&nbsp; Elecci&oacute;n de la Temperatura de evaporaci&oacute;n:&nbsp;En&nbsp;tabla 1, podemos apreciar diferentes procesos y &aacute;reas a refrigerar; en cada caso se ha asignado una temperatura de evaporaci&oacute;n t&iacute;pica o sugerida. En la misma tabla podemos observar que a mayores temperaturas de evaporaci&oacute;n, la eficiencia de compresi&oacute;n aumenta significativamente. No obstante, muchas veces, los proyectistas, seg&uacute;n su propio criterio pueden elegir diferentes temperaturas para una misma soluci&oacute;n. A los fines de optimizar eficiencia, es muy com&uacute;n que en una misma planta tengamos m&uacute;ltiples sistemas de evaporaci&oacute;n y un &uacute;nico sistema centralizado de condensaci&oacute;n. <p style="text-align: center;">Tabla 1: Eficiencia de compresi&oacute;n para diferentes temperaturas de evaporaci&oacute;n. <p style="text-align: center;"> Por ejemplo, suponiendo el caso de un t&uacute;nel de congelado, que se requiere aire a -30 &deg;C, se podr&iacute;an elegir diferentes temperaturas de evaporaci&oacute;n de amon&iacute;aco para conseguirlo, dentro de un rango de -35&deg;C a -40&deg;C. Si elegimos una temperatura de evaporaci&oacute;n de -40&deg;C, resultar&aacute; una baja eficiencia de compresi&oacute;n (C.O.P.=1,52), aunque el tama&ntilde;o del evaporador y la inversi&oacute;n inicial ser&aacute;n relativamente peque&ntilde;os. En cambio, si adoptamos una temperatura de evaporaci&oacute;n de -35&deg;C, la eficiencia de compresi&oacute;n aumentar&aacute; m&aacute;s del 20% (C.O.P.= 1,86). En contrapartida, se requerir&aacute; mayor superficie de evaporador y una mayor inversi&oacute;n inicial, la cual tendr&aacute; un r&aacute;pido repago por ahorro energ&eacute;tico. Elecci&oacute;n del sistema de compresi&oacute;n: Para relaciones de compresi&oacute;n moderadas, es decir temperatura de evaporaci&oacute;n entre 0&deg;C y -25&deg;C, los sistemas de compresi&oacute;n en simple etapa logran una buena eficiencia. En cambio, en sistemas con baja temperatura de evaporaci&oacute;n y relaciones de compresi&oacute;n altas, es mucho m&aacute;s eficiente una compresi&oacute;n en doble etapa, con enfriamiento entre ambas etapas de compresi&oacute;n. Una soluci&oacute;n aceptable en eficiencia se logra utilizando compresores de tornillos sobrealimentados con economizador. En&nbsp;tabla 2&nbsp;se muestran valores comparativos. <p style="text-align: center;">Tabla 2: Eficiencia para diferentes sistemas con altas relaciones de compresi&oacute;n.&nbsp; <p style="text-align: center;"> Sistemas de enfriamiento de aceite: por confiabilidad, eficiencia y bajo mantenimiento, en compresores de tornillo, se utiliza mayoritariamente el sistema termosif&oacute;n por amon&iacute;aco. Los sistemas de enfriamiento de aceite por expansi&oacute;n directa son menos confiables y menos eficientes (10 a 20% menos de eficiencia que un sistema termosif&oacute;n). Ver&nbsp;tabla 3. <p style="text-align: center;">Tabla 3: Eficiencia de compresi&oacute;n para diferentes sistemas de enfriamiento de aceite. <p style="text-align: center;"> Eficiencia de compresi&oacute;n a cargas parciales: En&nbsp;tabla 4, podemos observar que la m&aacute;xima eficiencia de un compresor se logra cuando opera a plena carga (100% de capacidad). Al operar a cargas parciales, los compresores de tornillo pierden mucha eficiencia.&nbsp; El sistema m&aacute;s empleado para parcializar capacidad en los compresores de tornillo, es mediante una v&aacute;lvula deslizante de corredera. Es un m&eacute;todo muy preciso y permite un ajuste fino de parcializaci&oacute;n de carga (entre 10% y 100% de capacidad), aunque resulta muy ineficiente energ&eacute;ticamente, sobre todo a baja carga parcial. Un m&eacute;todo de parcializaci&oacute;n de capacidad m&aacute;s eficiente es utilizar variadores de frecuencia, aunque deben utilizarse solamente con mucho criterio y en aplicaciones donde se requiera parcializar capacidad durante gran parte de la jornada. Pocas veces se tienen en cuenta las p&eacute;rdidas de energ&iacute;a intr&iacute;nsecas a la electr&oacute;nica,&nbsp; que se atribuyen a p&eacute;rdidas de disipaci&oacute;n de calor del sistema electr&oacute;nico y a que la onda de salida no es una sinusoide perfecta y afecta al rendimiento del motor accionado. Ambos efectos hacen que, al incorporar un variador de frecuencia, tengamos un consumo adicional entre 3,5 y 4,5%. La mayor eficiencia se logra cuando disponemos de un sistema de multicompresores en paralelo. En este caso, para ajustarse en forma eficiente al perfil de demanda instant&aacute;neo, uno o m&aacute;s compresores operar&aacute;n al 100% de su capacidad y una de las m&aacute;quinas estar&aacute; accionada por un variador de frecuencia para un ajuste de capacidad m&aacute;s eficiente. <p style="text-align: center;">Tabla 4: Eficiencia de compresi&oacute;n a cargas parciales. <p style="text-align: center;"> Sistema de condensaci&oacute;n: En&nbsp;tabla 5, se visualiza que, al dise&ntilde;ar un sistema de refrigeraci&oacute;n con menores temperaturas de condensaci&oacute;n, se logra un importante aumento de la eficiencia (C.O.P.). <p style="text-align: center;"> Los condensadores evaporativos pueden lograr una baja presi&oacute;n y temperatura de condensaci&oacute;n, que depender&aacute; de la condici&oacute;n ambiental y de los par&aacute;metros de selecci&oacute;n que se adopten. Pueden conseguir aproximaciones de 4&deg;C entre la temperatura de condensaci&oacute;n y la temperatura de bulbo h&uacute;medo.&nbsp; Dise&ntilde;os descentralizados, mediante sistemas frigor&iacute;ficos compactos:&nbsp;Estos modernos sistemas conjugan mayor flexibilidad, eficiencia y seguridad operativa. Principales caracter&iacute;sticas:&nbsp;&nbsp; Sistema descentralizado en la generaci&oacute;n de refrigeraci&oacute;n y permiten instalarse m&aacute;s cerca de los centros de carga. Esto significa ca&ntilde;er&iacute;as m&aacute;s cortas, con menor p&eacute;rdida de carga y mayor eficiencia. Cabinas autoportantes, aptas para instalarse en intemperie. No requiere obra civil: solo platea de hormig&oacute;n. Incorporan rack multicompresores y condensadores evaporativos. Dise&ntilde;o compacto con baja carga de refrigerante, lo que aumenta notablemente la seguridad. Menores costos y tiempos de montaje. Si bien existen otros aspectos a tener en cuenta, lo tratado hasta aqu&iacute; son algunos puntos importantes que hacen a la eficiencia energ&eacute;tica en el dise&ntilde;o de un sistema de refrigeraci&oacute;n.&nbsp; M&aacute;s informaci&oacute;n: https://frioraf.com.ar/&nbsp;