Durante la última década, la empresa neozelandesa de refrigeración CoolLogic ha instalado muy pocos sistemas de F-gas para sus clientes industriales.
«Si nos vemos acorralados por cuestiones de cumplimiento normativo, o porque se trata de una instalación ya existente que estamos modernizando, introduciremos una cantidad mínima de refrigerante sintético, pero solo cuando no nos quede absolutamente ninguna otra salida», afirmó Troy Ireland, director general de Refrigeración. «Pero si se trata de una instalación nueva, se utilizará CO₂ [R744] o amoníaco [R717]».
El Gobierno de Nueva Zelanda ha adoptado un enfoque proactivo a la hora de regular los HFC y allanar el camino para los refrigerantes naturales. Es uno de los pocos países del mundo que grava las importaciones de productos que contienen HFC.
Ireland, con 38 años de experiencia en refrigeración industrial, habló con NaturalRefrigerants.com en la 17.ª Conferencia IIR-Gustav Lorentzen sobre Refrigerantes Naturales, celebrada del 23 al 26 de agosto en Hamilton, Nueva Zelanda.
Con sede en Christchurch, CoolLogic —anteriormente denominada Hawkins Refrigeration— se fundó en 1977 y fue vendida a Irlanda en 1999. Él la dirigió hasta 2014, cuando se vendió a Horizon Energy Group; en 2016 pasó a denominarse CoolLogic. A lo largo de la última década, la empresa ha realizado adquisiciones y se ha expandido por toda Nueva Zelanda.
CoolLogic presta servicio a una amplia gama de sectores: cárnico, lácteo, avícola, de almacenamiento en frío, vinícola, cervecero, de ocio y educativo. Entre sus numerosos clientes industriales de primer orden se encuentran Frontera, Silver Fern Farms, Alliance Group, Sealord y Talley’s Group.
«Nos enorgullece poder afirmar que hemos desarrollado soluciones en todas las disciplinas relacionadas con los refrigerantes naturales».
Troy Ireland, CoolLogic
«Así que, ya se trate de manzanas, kiwis, pescado, carne roja o cualquier otra cosa, sean cuales sean sus necesidades, diseñamos y construimos sistemas de refrigeración específicos para ellos», afirmó Ireland. CoolLogic trabaja para prácticamente todas las empresas de carne roja de Nueva Zelanda y «están avanzando con bastante rapidez». El sector del kiwi «ha sido increíble: probablemente hayamos instalado unos 25 megavatios de capacidad de refrigeración en este sector».
CoolLogic diseña una amplia gama de sistemas de refrigeración industrial, entre los que se incluyen los de amoníaco (sobrealimentación, DX de baja carga y enfriadores de glicol), amoníaco en combinación con CO₂ (secundario o en cascada) y CO₂ transcrítico. La empresa también ha diseñado sistemas que utilizan propano (R290). «Nos enorgullece mucho poder afirmar que hemos desarrollado proyectos en todas las disciplinas relacionadas con los refrigerantes naturales», afirmó Ireland.
Según Ireland, en los últimos dos años, CoolLogic ha instalado dos sistemas de amoníaco a gran escala que utilizan sobrealimentación por bomba. Una configuración de amoníaco más habitual para la empresa contratista es la de amoníaco de baja carga con CO₂ secundario o glicol, de la que se han realizado muchas más instalaciones.
Además, la empresa instaló el año pasado un sistema en cascada subcrítico de amoníaco/CO₂ a escala de megavatios (y hay otro en proyecto), así como varios otros sistemas en cascada en los últimos años. Asimismo, CoolLogic ha llevado a cabo múltiples instalaciones transcríticas en los últimos años.
CoolLogic diseña prácticamente todos sus proyectos de refrigeración, aunque uno o dos al año los lleva a cabo un consultor. La elección del refrigerante y del sistema suele basarse en la recomendación de Ireland. «Yo digo: “Esta es la dirección que creo que debemos seguir y estas son las razones por las que debo hacerlo”». Entre los factores que valora se incluyen la capacidad (400 kW/114 TR es el punto de partida para el amoníaco; para el CO₂, suele ser inferior a esa cifra), el coste, la eficiencia, la vida útil prevista del sistema, si es refrigerado por agua o por aire, la seguridad y si se trata de un proyecto de nueva construcción o de reconversión. «Es una cuestión de equilibrio; es como colocar todos los radios de una rueda para conseguir el equilibrio», afirmó.
Diseños con amoníaco
Ireland proporcionó detalles sobre sus sistemas de refrigerantes naturales. Por ejemplo, en un sistema de amoníaco con CO₂ secundario, el amoníaco podría evaporarse a -42 °C (-44 °F), lo que permitiría que el CO₂ circulase a -40 °C (-40 °F): un «enfoque de dos grados».
«El CO₂ secundario en esa aplicación es extremadamente adecuado porque no contiene aceite y es volátil», explicó. «Lo enviamos en estado líquido y vuelve al separador como vapor saturado. A continuación, lo recondensamos mediante un termosifón de nuevo en el separador. Funciona de maravilla». The Donut Factory es uno de los clientes que utiliza esta aplicación.
Uno de los retos que plantea el sistema de amoníaco/CO₂ secundario es el desescarche. Para ello, CoolLogic utiliza un fluido de glicol caliente junto con grandes serpentines de evaporación y más circuitos, lo que aumenta el coste del sistema. «¡Es un sistema muy bueno, muy eficiente, que aprovecha el calor residual gratuito!», afirmó.
Los sistemas en cascada de amoníaco y CO₂, en los que el CO₂ se somete a compresión, se utilizan habitualmente en proyectos a gran escala y a baja temperatura. En una instalación en Auckland para Americold, un operador mundial de almacenamiento en frío, CoolLogic diseñó un sistema en cascada que empleaba glicol como fluido de condensación secundario entre el amoníaco y el CO₂; lo que evita la posibilidad de que el amoníaco y el CO₂ entren en contacto en presencia de agua, formando carbonato de amonio, un cristal que obstruiría el sistema.
«Va a haber un gran mercado para los compresores de tornillo semierméticos con una pequeña carga de amoníaco».
Troy Ireland, CoolLogic
Sin embargo, muchos sistemas de amoníaco en cascada utilizan un intercambiador de calor de placas y carcasa sin el intermediario de glicol, lo que mejora la eficiencia. «Es una cuestión de equilibrio», afirmó. «¿Prefiere ser conservador en aras de la seguridad o busca la eficiencia?»
La cascada directa de amoníaco y CO₂ sin glicol intermedio, junto con el desescarche por gas caliente, es el sistema preferido de Ireland. «Ese sistema funciona muy bien», afirmó. «Que yo sepa, somos los primeros en utilizarlo». Lineage Logistics, otro operador mundial de almacenamiento en frío, utiliza este sistema.
El glicol también puede servir como fluido secundario en enfriadores de amoníaco de temperatura media. Bakker Bulbs, un productor de plantas de lirios y tulipanes, emplea un enfriador de amoníaco y glicol diseñado por CoolLogic. El sistema cuenta con compresores de tornillo semierméticos sin juntas de eje, una capacidad de 750 kW (213 TR) y una carga de amoníaco de tan solo 65 kg (143 libras). Está instalado en una sala de máquinas de 4,9 por 12 m (16 por 39 pies) formada por dos contenedores de transporte unidos; la sala cumple con el código de seguridad neozelandés IL (nivel de importancia) 3, lo que significa que puede resistir desastres naturales como los terremotos.
Los compresores de tornillo semiherméticos constituyen un sistema sellado que minimiza el riesgo de fugas de amoníaco. «Va a haber un gran mercado para los compresores de tornillo semierméticos con una pequeña carga de amoníaco», afirmó el Sr. Ireland. «Eso es lo que he estado diseñando. Solo el año pasado instalamos tres de estas plantas».
En sus sistemas tradicionales de amoníaco puro con sobrealimentación de líquido, CoolLogic emplea un dispositivo de expansión, como una válvula Danfoss, para reducir la cantidad de amoníaco utilizada. «El amoníaco directo en el campo sigue siendo un refrigerante muy eficaz, y se utiliza a gran escala», señaló Ireland. «Tenemos una planta en la que procesamos 17 toneladas métricas [37 479 libras] de guisantes por hora, y en ella se utiliza amoníaco directo con sobrealimentación por bombeo en el circuito de refrigeración. Sin embargo, cada vez vemos menos instalaciones de este tipo debido a las preocupaciones en materia de salud y seguridad».
La empresa contratista ha comenzado a diseñar sistemas de amoníaco de expansión directa (DX), una configuración que se ha implantado ampliamente en Australia.
Sistema de CO₂ a gran escala
Uno de los proyectos más destacados de CoolLogic en Nueva Zelanda fue un sistema de refrigeración de CO₂ transcrítico de 5 MW (1.422 TR) para Maersk, una empresa naviera internacional, en su nueva instalación de almacenamiento en frío de 18.000 m² (193 750 pies²) cerca de Hamilton, que abrió sus puertas en 2024. Se trata de uno de los sistemas de CO₂ transcrítico más grandes del mundo. «Fue un gran logro para nosotros», afirmó Ireland.
Debido a la gran capacidad del proyecto, el señor Ireland recomendó utilizar al menos una parte de amoníaco, pero Maersk se mantuvo firme en su decisión de emplear únicamente CO₂ transcrítico, suministrado por el fabricante de equipos originales (OEM) Advansor. (Tanto Advansor como Maersk tienen su sede en Dinamarca.) CoolLogic diseñó un sistema de CO₂ con enfriadores de gas adiabáticos situados cerca de las cámaras frigoríficas, los congeladores rápidos y la zona de carga ambiental. «Funciona de manera eficiente», afirmó Ireland. «Quizá haya entrado en modo transcrítico una o dos veces».
Para otro cliente, CoolLogic diseñó un sistema de CO₂ transcrítico de 400 kW (114 TR) refrigerado por agua (utilizando agua subterránea) que nunca funciona en modo transcrítico.
En general, Nueva Zelanda, con sus temperaturas suaves, permite el funcionamiento del CO₂ en modo subcrítico. La Isla del Sur, en particular, «ofrece un clima ideal para el CO₂», señaló el señor Ireland.
