El dióxido de carbono (CO2) ha ganado popularidad como refrigerante en diversas aplicaciones industriales, especialmente en sistemas de refrigeración y climatización. Gracias a sus características únicas y a su impacto ambiental reducido, el CO2 ofrece múltiples beneficios.

En este artículo actualizado, exploramos en profundidad las ventajas y desventajas del dióxido de carbono en comparación con otros refrigerantes, así como su creciente adopción en la industria.

Evolución del CO2 en la refrigeración

En los últimos años, la refrigeración ha tenido que adaptarse a estrictas normativas ambientales que buscan reducir el impacto de los gases de efecto invernadero.

El CO2 fue uno de los primeros gases utilizados en los primeros sistemas de refrigeración a principios del siglo XX, pero la constante búsqueda de elementos de mayor eficiencia dio paso a mediados de siglo a sustituir el uso de CO2 por gases que necesitaban menores presiones de funcionamiento, como los gases clorofluorocarbonados conocidos como CFC.

Sin embargo, los CFC, se han clasificado como elementos altamente contaminantes y que afectan directamente a la capa de ozono.

Esto llevó a los fabricantes, instaladores y empresas de servicios de refrigeración a buscar alternativas más amigables con el medio ambiente y que a su vez fueran eficientes, económicas y suficientemente disponibles en la naturaleza.

Es ahí donde el dióxido de carbono reapareció como el principal gas refrigerante de muchos sistemas de aire acondicionado y refrigeración.

Pero, ¿qué es el CO2?

El CO2 es una de las sustancias más abundantes en la naturaleza, pues se encuentra de manera libre en la atmósferaal ser el producto de desecho de la respiración animal. La nobleza de este gas radica en que permanece inalterable en los procesos de evaporación y condensación.

El uso de CO2 en sistemas de refrigeración y climatización ofrece numerosas ventajas gracias a sus propiedades termodinámicas favorables.

GWP (Potencial de calentamiento global): Casi nulo (GWP=1), lo que lo hace una opción ambientalmente segura.
No inflamable y no tóxico, lo que reduce los riesgos en su manejo.
Eficiencia en bajas temperaturas, ideal para aplicaciones de congelación.

Ventajas del dióxido de carbono como refrigerante

El dióxido de carbono ofrece una serie de beneficios tanto económicos como ambientales, haciendo que su uso sea cada vez más común en sectores como la industria alimentaria, farmacéutica y logística:

Seguridad: el CO2 es un gas inocuo en bajas concentraciones. No altera las propiedades de los alimentos, productos farmacéuticos y otras sustancias.
Sostenibilidad ambiental: a diferencia de otros refrigerantes, el CO2 no contribuye significativamente al calentamiento global ni a la destrucción de la capa de ozono, lo que lo convierte en una opción más ecológica.

Eficiencia energética: los sistemas que usan CO2 tienden a ser más eficientes en condiciones de bajas temperaturas, lo que los hace ideales para aplicaciones de refrigeración industrial, como cámaras frigoríficas y procesos de congelación.

Compatibilidad con nuevas normativas: el uso de refrigerantes con un bajo impacto ambiental, como el CO2, cumple con las regulaciones más estrictas a nivel global, como las incluidas en el Protocolo de Montreal y el Reglamento F-Gas de la Unión Europea.

Coste económico a largo plazo: aunque los sistemas de CO2 pueden tener un mayor coste inicial, los ahorros en energía y los menores costes de mantenimiento compensan esta inversión inicial. Además, al no estar sujetos a las mismas restricciones y precios fluctuantes de los refrigerantes sintéticos, su uso se está convirtiendo en una opción económicamente sostenible.

Versatilidad: el CO2 puede ser utilizado tanto en sistemas de refrigeración de supermercados como en transporte refrigerado, con adaptaciones eficientes para diferentes escalas industriales.
Mejor eficiencia de compresión: los sistemas CO2-NH3, son más eficientes en los intercambios térmicos. Requieren de una menor presión, por lo que se convierten en los sistemas de refrigeración y congelación ideales a nivel industrial.

Ventajas de la instalación y nuevas normativas

La instalación de sistemas de refrigeración con CO2 ha ganado popularidad por su simplicidad y longevidad operativa, y un factor clave para este aumento ha sido el cumplimiento de nuevas regulaciones ambientales.

A partir del 1 de enero de 2022, la normativa exigió la eliminación de los sistemas de refrigeración que utilizan CFCs en aplicaciones domésticas, comerciales e industriales. Esto ha impulsado la adopción de refrigerantes naturales como el CO2, que ofrece un alto rendimiento sin los inconvenientes asociados a los refrigerantes tradicionales.

Gracias a esta normativa, las empresas que instalan equipos de refrigeración basados en CO2 disfrutan de un mayor plazo de operatividad de sus sistemas, lo que se traduce en menores costos a largo plazo y una menor necesidad de actualizaciones constantes para cumplir con las normativas

Desventajas del dióxido de carbono como refrigerante

Aunque el CO2 tiene muchas ventajas, también presenta algunos desafíos que deben considerarse antes de su implementación en determinados entornos:

Inversión inicial: a pesar de los ahorros energéticos a largo plazo, la instalación de sistemas de CO2 puede implicar un coste inicial más elevado debido a la complejidad del equipo requerido.
Condiciones específicas: el CO2 no es adecuado para todas las aplicaciones, especialmente aquellas que operan en climas cálidos, ya que su rendimiento se reduce cuando las temperaturas exteriores son muy altas.

Aplicaciones industriales del CO2

El CO2 se está utilizando de forma cada vez más extendida en sectores donde la eficiencia energética y la sostenibilidad son primordiales. Algunos ejemplos incluyen:

Supermercados y grandes superficies: se ha convertido en el refrigerante preferido en muchos sistemas de refrigeración de supermercados debido a su baja huella ambiental y eficiencia.
Transporte refrigerado: la industria de la logística está adoptando sistemas de refrigeración basados en CO2 para la cadena de frío, ya que garantizan la conservación de alimentos y productos farmacéuticos a bajo coste.
Cámaras frigoríficas y congeladores industriales: empresas del sector alimentario y de procesamiento de carne están implementando CO2 para mejorar el control de la temperatura y reducir costes operativos.

¿Es el CO2 la mejor opción?

El CO2 como refrigerante industrial ha ganado popularidad en los últimos años gracias a sus múltiples beneficios ambientales, económicos y operativos.

Y aunque no es una solución libre de retos, sigue siendo una de las opciones más sostenibles en comparación con refrigerantes tradicionales, como los CFCs y HFCs, que tienen un impacto significativo sobre el calentamiento global y la destrucción de la capa de ozono.

Por tanto, las empresas que buscan cumplir con las normativas ambientales más estrictas, reducir su huella de carbono y optimizar sus costes a largo plazo, están cada vez más inclinadas a optar por el CO2 como refrigerante en un mercado que demanda sostenibilidad y eficiencia.