CIAR 2015: "El Amoniaco es el pasado, el presente y el futuro en las plantas de refrigeración y frío industrial argentinas"

La importancia de la refrigeración industrial y comercial en la conservación de alimentos, la cadena de frío y las ventajas del amoniaco como principal refrigerante para los ciclos de refrigeración industrial son algunos de los puntos de la ponencia que transcribimos a continuación. 

 

Las plantas frigoríficas Argentinas cuentan con la más alta tecnología. Tienen que cumplir requerimientos muy estrictos porque gran parte de la producción se destina a la exportación por lo que cubrimos requerimientos de la UE. Nos hacen cumplir más requerimientos que las plantas locales. Por lo tanto, tenemos tecnología punta en nuestras plantas. 

También tenemos una refrigeración doméstica, que esa sí que podemos definirla como de “países en desarrollo” porque el dueño quiere gastar lo menos posible y lo quiere para un mercado pequeño muy local. 

 

Tenemos plantas en las que medimos remotamente a 2.500 km de distancia o más temperaturas de descarga, temperaturas de los sectores, humedades… incluso uso de cámaras para controlar los operarios que entran por seguridad, así que utilizamos la última tecnología, sí. 

 

La refrigeración es una técnica ampliamente utilizada en la conservación de alimentos. Es el uso principal de la refrigeración. Tenemos también plantas muy grandes en la industria petrolera, pero el gran número de instalaciones frigoríficas se refiere a la aplicación en alimentos. ¿Por qué? Porque el uso de la refrigeración sirve para evitar deterioros y pérdidas. Según datos de la FAO, alrededor de 360 mill de toneladas de alimentos perecederos se pierden en el mundo por uso insuficiente de sistemas de conservación. Y la refrigeración es uno de los sistemas más económicos para conservar productos perecederos. 

 

 

Desde el punto de vista del consumo, los sistemas de refrigeración son responsables del 15% de la energía total generadas sobre el planeta (cuando hablo de refrigeración me refiero a ciclos de refrigeración en este caso, incluidos los sistemas de aire acondicionado). En algunos países llegan a tener valores de hasta un 22%. Si dividimos entre la refrigeración para el confort (el AA) tenemos un 60% de ese total es aire acondicionado y la cadena de frío para alimentación doméstica un 40%. 

 

 

Cuando hablamos de cadena de frío, tendríamos que diferenciar las distintas etapas de la cadena de frío en cuanto al equipamiento frigorífico.

Las plantas de producción van a tener grandes equipos y van a tener que bajar la temperatura del producto de la temperatura de producción hasta la temperatura de almacenamiento. La reducción de calor implica una gran carga térmica que es la carga principal de estos sistemas. Y mucho más si hablamos de congelación. Una planta que congela va a tener una potencia y por lo tanto un consumo 4 veces superior a una planta que sólo conserve. Por lo tanto, las plantas de congelación son las que requieren de un equipamiento más grande. 

 

El transporte es un caso particular. Probablemente el eslabón más débil de la cadena. No tanto por la tecnología de los equipos, son equipos envasados que vienen fabricados de cualquier parte del mundo. El tema es el manejo de esa cadena de transporte. Muchas veces al chofer le molesta ese sistema y lo apaga o se queda sin gasolina y deja de funcionar… 

 

El centro de distribución también requieren grandes potencias incontroladas. Generalmente esas grandes potencias están referidas al movimiento del equipo y a la entrada y salida del producto. En el punto de venta las potencias pueden ser grandes. No tan importantes como en la planta pero sí potencias relativamente grandes. 

 

Aquí se debería diferenciar entre refrigeración industrial y refrigeración comercial. Generalmente en las plantas de producción decimos que tenemos refrigeración industrial, con grandes compresores abiertos, cañerías de hierro porque el amoniaco es el refrigerante de esas plantas. 

 

La refrigeración comercial se trataría de un equipamiento más ligero aunque a veces de potencias importantes y generalmente utilizan refrigerantes halogenados. 

 

Las plantas de producción van a usar equipos de refrigeración industrial. Hablamos de plantas que algunas pueden ser pequeñas con potencias de 200 Hp hasta plantas que superan los 10.000 Hp instalados con cámaras refrigerantes realmente importantes. 

Una planta de producción se caracteriza por la gran cantidad de calor a remover. Una planta de congelación de alimentos es muy difícil que tengas menos de 800 a 1.000 hp instalados en una planta de congelación continua. 

En puntos de venta, al igual que en el transporte usas sistemas de refrigeración comercial. 

 

Cuando el moderador abrió la jornada clasificó las décadas de cada refrigerante halogenado. Hablando de éste podemos decir que es el refrigerante eterno: el amoniaco. A día de hoy, tenemos 160 años de uso. Las primeras plantas de amoniaco tanto en sistemas de compresión mecánica de vapores como en sistemas de absorción, se empezaron a utilizar en la década de los 50. Hoy en día seguimos utilizando el amoniaco. El pasado, el presente y sin duda alguna va a ser el futuro. 

 

En Sudamérica o refiriéndome al cono sur de Sudamérica que es lo que conozco bien, lo usan masivamente. Es el gas instalado en más cantidad de tonelajes. Antes les mostraba que tenemos la planta más grande que hemos hecho en Argentina en la que tenemos 80 T de amoniaco instaladas. Pero es normal enseñar plantas todos los años en las que la carga de amoniaco está en el orden de 15 a 20 toneladas. Fíjense a cuántas plantas de refrigeración comercial equivale eso. 

 

 

La tecnología del amoniaco está ampliamente probada. Tenemos componentes de altísima calidad que se han usado durante décadas con ahora tecnología electrónica que hacen que esos sistemas sean altamente eficientes. Es más, su eficiencia no es igual a la de ningún refrigerante. Por la norma estándar 24 de ASHRAE está clasificado por B2C. Ahora sería clasificado como muy ligeramente inflamable. Y B porque lo considera tóxico, pero quiero recordarles que los refrigerantes halogenados eliminan el oxígeno del lugar. Podría recordar el caso de dos personas que han muerto en Argentina ahogadas por un escape de refrigerante halogenado, aunque también puedo recordar dos personas fallecidas a causa de intoxicación con amoniaco.

 

El amoniaco tiene mala prensa. Puede ser peligroso si no se cumplen las normas de seguridad. Para que explote es muy difícil.  En mi 33 años de experiencia no conozco una sóla planta de amoniaco que haya explotado en un proceso de combustión. Los accidentes que se han producido han sido por presión. La explosión, rotura de caños ha sido por mal manejo de las válvulas cuando se está evacuando una planta de amoniaco vesiculado. 

 

Su límite de toxicidad está en las 700 partes por millón. Pero si aquí (en la sala de la conferencia) tuviéramos 30 partes por millón, ninguno de ustedes se vería afectado. Estarían todos saliendo para afuera. A 200 partes por millón es insoportable. Y es letal con 3.000 partes por millón. El riesgo de morir por inhalación sin darse cuenta es muy difícil. Por lo tanto, el amoniaco es un gas altamente utilizado por la industria. 

 

Con amoniaco utilizamos cañerías de hierro o también de inoxidable. La condensación se produce generalmente con agua pero el amoniaco tiene presiones de condensación inferiores al 404 –A por ejemplo. Normalmente como estamos hablando de sistemas grandes, sistema de control de flujos por recirculado. Hay válvulas termostáticas para amoniaco pero el amoniaco tiene una gran capacidad volumétrica entonces para capacidades pequeñas es muy difícil controlar el flujo de amoniaco. 

 

Para tener plantas seguras, hay que cumplir las normas de seguridad, que es uno de los grandes problemas que tenemos en Sudamérica. Podemos construir plantas con tecnología punta pero luego el mantenimiento no es puntero porque el que opera la planta no ve mucho de punta desde el punto de vista económico entonces el sistema sigue funcionando aunque se bloquee una orden de seguridad, no ve problema para que el sistema enfríe.  Y la planta sigue funcionando. No gastan el dinero para reponer ese sistema de seguridad. 

 

Fíjense el Fundamental Album de Ashrae de la última versión y pueden ver el COP de varios refrigerantes. El COP del amoniaco es inigualable, es el más alto de todos. Por eso me extraña que en algunas plantas querer utilizar metano o propano. Me ha tocado usar propano en la industria petrolera, pero el propano es un gas ineficiente comparado con el amoniaco. Tiene mala transmisión, no es bueno en los intercambiadores. Pero la industria petrolera lo usa porque está reodeado de gases combustibles. A parte que cumplir los requisitos de seguridad que aumentan el costo de instalación frigorífica en sala de máquinas en orden de un 60-70% entonces, ¿por qué expandirlo a instalaciones comerciales con propano y no con amoniaco? Probablemente porque los compresores son herméticos y los fabricantes hasta ahora no han hecho ningún compresor para amoniaco, ya que el amoniaco come el cobre. Hay algún fabricante pequeño que ha hecho compresores con aluminio para trabajar con aluminio, pero no hay fabricantes masivos a nivel mundial. 

 

Los compresores de simple tapa estaría consumiendo 33,5 kW y y doble tapa 28,4 kW. Lo que hace que un sistema de doble tapa sea un 15% más eficiente que uno de doble tapa. Las plantas nuevas industriales han dejado de usar los sitemas de doble tapa porque son más caros. 

 

Es mejor un rendimiento de amoniaco a baja temperatura con un ciclo -30 +30 mejora su eficiencia en un 20%. El problema es que el cuerpo del economizador cuando el compresor de tornillo se descarga, o se bloquea o revierte su presión hacia la función principal con lo que estoy perdiendo eficiencia del economizador. 

En climas que tenemos variación de temperatura importante, como en Argentina, por más que tenga máxima carga en invierno yo voy a estar trabajando a menos del 50% de mi capacidad instalada. En ese momento probablemente el cuerpo del economizador esté bloqueando el motor de tornillo haciendo que empeore la eficiencia. 

 

 

Por útlimo, quiero referirme al sistema de instalaciones con propilenglicol como refrigerante secundario. Institucionalmente lo hemos estado impulsando desde la asociación desde hace más de tres o cuatro años. Las primeras plantas con refrigerante secundario en supermercados fueron en 2010. En 2014 el 80% de los grandes supermercados en Argentina se han hecho todos con refrigerante secundario. Queremos limitar la pérdida de refrigerante primario, pero mientras tengamos refrigerante primario siempre vamos a tener pérdidas. Porque un supermercado tiene 6 mil a 8 mil metros de cañerías de refrigerante distribuyéndose por todo el supermercado. Son inumerables puntos de fuga. En un sistema con refrigerante secundario reduzco ese número de fugas a menos de 40 metros. 

 

Hemos pasado en una cadena que lo hemos aplicado masivamente desde el año 2012, hemos pasado de un 27% de fugas de refrigerante a un 3% de fugas en instalaciones con refrigerante secundario. 

 

No podemos usar el propilenglicol a baja temperatura porque se pone muy viscoso para su bombeo. Por lo tanto, hemos mantenido sistemas de HFC. Hemos distribuido las cargas de congelados con unidades ubicadas prácticamente sobre el evaporador. Pasan a tener 4 kg de carga de 404-A y estoy condensando con el propilenglicol de media. Por lo tanto, como la condensación antes se hacían a 45 grados ahora se hace a 0 grados, la potencia del compresor se reduce en un 65%. 

 

Por útlimo, otra de las instalaciones con refrigerante secundario que hemos hecho es utilizando CO2. Hemos probado dos sistemas, instalaciones normales subcrítico con una presión de trabajo en la condensación en orden de las 450 PCI y también en el sur de país un transcrítico para poder trabajar en presiones de 1.400 PCI. Ésta se instaló en noviembre y hemos pasado todo el verano pero ha sido relativamente fresco en el sur de Argentina y el sistema, por el seguimiento del controlador, jamás entró en régimen transcrítico. Alcanzó presiones de condensación de 980 PCI. Ha funcionado bien en subcrítrico. 

No nos entusiasma mucho el CO2 por lo que comentaba antes de nuestra falta de buena tecnología de mantenimiento en el país, porque se busca el más barato.