Las tecnologías emergentes en refrigeración y las tendencias en este campo responden a dos fenómenos concretos en la actualidad. Por un lado, el imparable desarrollo de las tecnologías de la información y la comunicación. Y, paralelo a ello, la necesidad de reducir efectivamente la amenaza del cambio climático mediante acciones que introducen cambios en los sistemas que nos ocupan. Estos últimos son esenciales para procesos productivos, conservación de alimentos y climatización.

En este artículo hablamos sobre cómo está evolucionando el sector de la refrigeración industrial y comercial, y de lo que podemos esperar a medio y largo plazo.

La refrigeración magnética entre las tecnologías emergentes en refrigeración

Cuando la refrigeración magnética logre su pleno desarrollo y empleabilidad práctica será un sistema revolucionario y totalmente ecológico. Hasta ahora, es una de las tecnologías emergentes en refrigeración que tiene como fundamento un sólido magnético que actúa haciendo las veces de refrigerante mediante un efecto magnetocalórico (MCE). Compuesto de un material ferromagnético, el MCE alcanza altas temperaturas cuando los pares magnéticos del átomo logran alinearse por la aplicación de un campo magnético. En este sentido, pueden ocurrir dos tipos de cambios de fase magnética en el punto de Curie, o temperatura por encima de la que un cuerpo ferromagnético pierde su magnetismo y se comporta como un material puramente paramagnético:

  • Una transición magnética de primer orden (FOMT).
  • O bien, una transición magnética de segundo orden (SOMT).

El ciclo de referencia para la refrigeración magnética es el AMR o ciclo activo de regeneración magnética por sus siglas en inglés. En esencia, es un proceso en el que la matriz de material magnético actúa como medio refrigerante y regenerador de calor al mismo tiempo; mientras, el fluido que circula en la matriz porosa funciona como medio de transferencia de calor. Entonces, la regeneración puede darse gracias al soplo de un fluido de transferencia de calor recíproco mediante el regenerador elaborado con material magnetocalórico. El mismo se magnetiza y desmagnetiza de forma alternativa.

Ventajas de la refrigeración magnética

Ciertamente, ya se han construido varios prototipos de refrigeración magnética con diversos diseños y modelos de software en diferentes partes del mundo. Hasta ahora, los avances logrados permiten afirmar que esta opción, entre las tecnologías emergentes en refrigeración, ofrece interesantes ventajas comparativas respecto a los sistemas actuales:

  • Es una tecnología respetuosa con el medio ambiente. Y esto es así ya que, al tratarse de un sistema magnético, no requiere de los refrigerantes que emplean los sistemas de compresión de vapor. En lugar de estos, emplea material magnético y un fluido de transferencia de calor como el agua o agua con etanol, que no afecta la capa de ozono.
  • Proporciona alta eficiencia termodinámica, pues el sistema magnético se aproxima a un ciclo Carnot invertido mucho mejor en comparación con los sistemas convencionales.
  • Es una tecnología silenciosa y sin vibraciones. A pesar de los avances logrados para disminuir el ruido y las vibraciones de los sistemas convencionales, estas desventajas aún persisten. Por el contrario, en la refrigeración magnética estos efectos desaparecen al operar mediante un imán.
  • Ahorra energía y costes de mantenimiento. De hecho, las instalaciones de refrigeración magnética reducen el consumo de energía entre un 30% y un 40% respecto a las convencionales. Además, sus requerimientos de mantenimiento son mínimos.

No obstante, para que los refrigeradores magnéticos sean comercialmente viables, los desarrolladores aún necesitan encontrar la forma de alcanzar temperaturas ideales; así como también, obtener imanes permanentes, capaces de generar campos magnéticos fuertes, del orden de 10-tesla. Igualmente, hace falta resolver problemas como el de la histéresis térmica, para incrementar la utilidad de los materiales empleados en el ensamblaje de estos sistemas.

HyCool, un proyecto europeo, destaca entre las tecnologías emergentes en refrigeración

Actualmente, está en desarrollo el proyecto HYCOOL, término que abrevia la denominación “Refrigeración Industrial mediante sistema híbrido basado en calor solar”. Hablamos de una iniciativa de I+D impulsada por Veolia Serveis Catalunya y otros 16 socios de seis países europeos. Por otro lado, está cofinanciada por la Unión Europea, en el marco de su programa Horizon 2020. En resumen, el propósito de este proceso es validar un sistema de generación de frío industrial y vapor a partir de paneles solares de alta temperatura. Tales características la convertirían en una de las tecnologías emergentes en refrigeración más convenientes, en términos de sostenibilidad.

En concreto, HYCOOL busca incrementar el uso actual del calor solar en los procesos industriales. Con este objetivo, el proyecto plantea el acoplamiento de un nuevo colector térmico solar Fresnel CSP (FCSP) con bombas de calor híbridas (HHP) especialmente ensambladas para el proyecto. Básicamente, estas consisten en una combinación «dos en uno» de bombas de calor basadas en la concentración y el compresor. Con este se espera lograr un rango de temperatura de salida más amplio (Calefacción y Refrigeración Solar, SHC). Por igual, se prevé suministrar una amplia gama de configuraciones de diseño y funcionamiento para  lograr adaptarse mejor a cada caso.

El proyecto, que contó con un presupuesto de 7,7 millones de euros, comenzó en mayo de 2018 y culminará en octubre de este 2022. Finalizado este plazo, el sistema será probado en dos plantas industriales de sectores líderes seleccionadas en Cataluña.

El impacto de la transformación digital en las tecnologías emergentes en refrigeración

Sin duda, el Internet de las Cosas (IoT), Big Data y otras tecnologías de automatización tendrán un rol cada vez más determinante en la refrigeración. En este sentido, la electrónica del sistema ya está contribuyendo a gestionar tanto los ciclos de refrigeración, como las operaciones del sistema. Por su parte, la protección del compresor y las capacidades de diagnóstico están agilizando los procesos de mantenimiento y servicio.

En consecuencia, operadores y directores tendrán una visibilidad más amplia de los sistemas claves de la infraestructura que van más allá de la refrigeración. Esto permitirá incorporar a esta perspectiva factores como la iluminación, la calidad del aire y la gestión de la energía. Mediante el uso de plataformas de fácil operación que formarán parte de estos sistemas críticos, será factible gestionar y monitorizar con mayor eficiencia las instalaciones y su rendimiento energético.

Adaptación al cambio

Obviamente, la evolución de los sistemas actuales y el desarrollo de las tecnologías emergentes en refrigeración, así como el cambio a los refrigerantes de bajo impacto ambiental, están planteando una serie de exigentes desafíos a las empresas del sector.

En primer lugar, es indispensable adquirir nuevos conocimientos y prácticas sobre los procedimientos idóneos que permitan la operación y mantenimiento de las instalaciones de refrigeración nuevas y naturales. Particularmente, aquellas que emplean agua, agua + etanol, dióxido de carbono y amoniaco como refrigerantes. Más aún, es imprescindible para los contratistas ampliar su percepción del escenario actual para alinear los objetivos de los clientes con las opciones de sistemas disponibles. Es probable que esto exija inversiones iniciales más altas. Sin embargo, es factible amortizar tales costes a largo plazo, cuando las tecnologías emergentes se consoliden.

En Intersam estamos al día de las tecnologías emergentes en refrigeración

Como fabricantes de sistemas de refrigeración y climatización industrial y comercial, en Intersam estamos atentos a las innovaciones que influyen en nuestra área de negocio. Aparte de diseñar y desarrollar intercambiadores térmicos, condensadores, aeroenfriadores adiabáticos y otros productos a la medida de las necesidades de nuestros clientes, vamos más allá. Investigamos las tecnologías emergentes en refrigeración, para evaluar qué aspectos de éstas podemos incorporar a nuestros sistemas a medio y largo plazo. Prueba de ello es que los equipos que fabricamos cuentan con un avanzado software propio para facilitar su operatividad. ¿Necesita equipos de refrigeración y climatización a gran escala, ecológicos y energéticamente eficientes? En Intersam los fabricamos y los llevamos adonde se encuentre su empresa, dentro y fuera de España. ¡Contáctenos ahora!