Por: Ilana Koegelenberg
La refrigeración con amoníaco (NH3/ R717) continúa dominando las aplicaciones industriales en Estados Unidos y la Unión Europea, pero el sector está experimentando una transformación significativa a medida que los operadores equilibran sus ventajas tradicionales con la evolución de los requisitos de seguridad, los desafíos laborales y la competencia de refrigerantes alternativos. Aunque el amoníaco mantiene su posición dominante en las instalaciones a gran escala, las nuevas tecnologías y las presiones regulatorias están redefiniendo la manera en que la industria aborda el diseño y la implementación de los sistemas. ¿Cómo está cambiando el panorama?
El dominio del mercado afronta nuevas presiones
En Estados Unidos (EE. UU.), el amoníaco mantiene una presencia abrumadora en la refrigeración industrial, con una cuota estimada de entre el 80% y el 90% del mercado, según Kurt Liebendorfer, vicepresidente de Desarrollo de Negocio de Refrigeración Industrial de Evapco. Sin embargo, este dominio ha disminuido ligeramente durante la última década, a medida que la adopción de sistemas de refrigeración con dióxido de carbono (CO2/ R744) se extiende desde el sector de los supermercados y el comercio minorista hacia el sector industrial. “Este descenso se ha producido principalmente en el sector de las nuevas cámaras frigoríficas, donde se han construido muchas instalaciones nuevas durante el mismo periodo de 10 años y algunos usuarios finales se han sentido atraídos por soluciones sin amoníaco”, explica Liebendorfer.
El panorama competitivo está evolucionando a medida que los sistemas de CO2 ganan terreno, especialmente en aplicaciones industriales de menor tamaño. Bernhard Blaeser, responsable de Refrigeración Industrial de Bitzer, señala que, en el sector de la refrigeración industrial de menor capacidad, el CO₂ parece estar ganando terreno en la Unión Europea (UE) debido a las subvenciones y a las ventajas iniciales de precio para determinadas aplicaciones, así como a la expansión de los fabricantes de equipos originales (OEM) tradicionales de CO₂ comercial hacia el ámbito de la refrigeración industrial. Sin embargo, explica que el amoníaco sigue teniendo una presencia muy sólida en el sector industrial de mayor capacidad debido a sus propiedades termodinámicas, ambientales y económicas altamente eficientes. “Esta situación se mantendrá en el futuro previsible, ya que la diferencia de inversión de capital entre estos dos refrigerantes se reduce a medida que aumenta el tamaño de la instalación”.
Una parte de la pérdida de cuota de mercado del amoníaco también ha sido absorbida por sistemas industriales compactos con HFC y mezclas de HFC/HFO en nuevas instalaciones frigoríficas, explica Liebendorfer. Sin embargo, ante la próxima entrada en vigor en EE. UU. de las restricciones a los HFC derivadas de la American Innovation and Manufacturing (AIM) Act de la Environmental Protection Agency (EPA), señala que se está produciendo una reversión parcial de este aumento de los HFC, lo que beneficia tanto al amoníaco como al CO₂.
A pesar de estas presiones competitivas, las ventajas fundamentales del amoníaco siguen siendo convincentes. “El amoníaco ha tenido y seguirá teniendo una presencia dominante en las aplicaciones de refrigeración industrial, incluso mientras se adoptan y abandonan otras opciones de refrigerantes”, afirma Mike Sansom, gerente de Ingeniería de Superior Industrial Refrigeration (SIR). “El amoníaco está presente de forma natural en el medioambiente, es abundante y económico. Sus riesgos están bien documentados y comprendidos, y son relativamente fáciles de minimizar”.
Cómo abordar las barreras del sector
Aunque el amoníaco mantiene una sólida presencia en el mercado, varias barreras continúan influyendo en sus patrones de adopción. Sansom identifica las ideas erróneas y las interpretaciones equivocadas como los principales obstáculos, aunque señala que, desde el punto de vista legislativo, el uso del amoníaco como refrigerante continúa recibiendo un fuerte respaldo gracias a organizaciones como el International Institute of All-Natural Refrigeration (IIAR, anteriormente conocido como International Institute of Ammonia Refrigeration), que establece normas para el diseño y la operación de los sistemas. Existe una campaña continua para educar e informar al público y a los funcionarios electos acerca de los beneficios de los refrigerantes naturales.
Según Liebendorfer, los riesgos para la vida y la seguridad asociados con la toxicidad del amoníaco representan el principal obstáculo, junto con los costos adicionales de las soluciones técnicas relacionadas. Un obstáculo secundario es el costo de los sistemas de amoníaco para instalaciones más pequeñas, ya que cuanto mayor es un sistema de refrigeración industrial, mayor es el “punto óptimo” para que el amoníaco sea la solución preferida, afirma.
El entorno regulatorio determina la estrategia
El panorama regulatorio continúa influyendo en los patrones de adopción del amoníaco, aunque el impacto varía considerablemente según la región y la aplicación. En EE. UU., la AIM Act de la EPA ha generado durante los últimos 18 meses un aumento reciente en la aplicación de sistemas de amoníaco de baja carga y sistemas transcríticos de CO₂, afirma Liebendorfer.
Sin embargo, la incertidumbre regulatoria sigue siendo un factor. Liebendorfer señala que, dado que la actual administración estadounidense busca reducir algunas regulaciones federales, existen partes interesadas en los HFC que abogan por una revisión de la AIM Act que aumentaría el potencial de calentamiento global (GWP) permitido para las instalaciones frigoríficas desde el límite actual de 150 hasta 700 GWP. El resultado de este esfuerzo determinará si continúa la presión regulatoria favorable a los refrigerantes naturales.
En la UE, una legislación local más estricta está dificultando cada vez más la operación de plantas de amoníaco más pequeñas en determinados países, lo que facilita la transición hacia el CO₂, explica Blaeser. Sin embargo, el sector del amoníaco está respondiendo con medidas compensatorias, entre ellas la instalación de más soluciones de amoníaco de baja carga y expansión directa (DX) para cumplir con esta legislación.
Los sistemas de baja carga impulsan la innovación
La tendencia más significativa que está transformando el sector de la refrigeración con amoníaco es la rápida adopción de sistemas de baja carga que utilizan menos refrigerante que los sistemas tradicionales. Este cambio responde tanto a las preocupaciones de seguridad como a los requisitos regulatorios, al tiempo que mantiene las ventajas termodinámicas del amoníaco.
Los sistemas de amoníaco de baja carga, tanto compactos y fabricados en planta como construidos en campo, son cada vez más frecuentes en las nuevas instalaciones frente a los sistemas históricos de amoníaco con una “carga mayor”, afirma Liebendorfer. Fabricantes de equipos originales como Evapco están fabricando y comercializando activamente sistemas compactos de amoníaco de baja carga, junto con numerosos contratistas de refrigeración industrial especializados en diseño y construcción que los instalan, algunos de los cuales también fabrican sus propios equipos compactos.
El impulso hacia los sistemas de baja carga representa mucho más que una simple mejora de la seguridad. Hernan Hidalgo, director de Ventas de Refrigeración Industrial de Danfoss Climate Solutions, explica que los innovadores sistemas de amoníaco de baja carga, como NeoCharge de Danfoss, pueden generar mejoras de eficiencia de hasta el 20% y reducir la carga de amoníaco hasta en un 50%. La tecnología es adecuada tanto para instalaciones nuevas como para reacondicionamientos y ofrece algoritmos de aprendizaje automático que aportan eficiencia y reducen la intervención del operador.
Liebendorfer enumera las mejoras tecnológicas recientes en los equipos compactos de amoníaco de baja carga, entre ellas controles avanzados, configuraciones innovadoras de los sistemas, métodos de alimentación de refrigerante como inyectores y expansión directa, y la disponibilidad de tecnologías alternativas de condensación. Estos avances están haciendo que los sistemas de baja carga sean cada vez más atractivos para los operadores que buscan equilibrar el rendimiento con la seguridad y el cumplimiento regulatorio.
Hidalgo también señala que una mayor atención a la integridad mecánica de las tuberías y los componentes ha llevado a la adopción de válvulas de acero inoxidable y otros equipos pertinentes.
La investigación y el desarrollo impulsan el progreso
La industria está presenciando una importante actividad de investigación y desarrollo centrada en optimizar el rendimiento de los sistemas de amoníaco y reducir su impacto ambiental. Las iniciativas de investigación de la UE son especialmente destacables, y de las recientes conferencias técnicas han surgido varias áreas clave de investigación.
Blaeser cita ejemplos de artículos técnicos y casos de estudio presentados por varios de los principales proveedores europeos de componentes durante la reciente Industrial Refrigeration Network Conference (IRN2025), celebrada en junio. La investigación de laboratorio está examinando los medios más eficientes desde el punto de vista energético para descongelar los serpentines evaporadores de amoníaco, incluida la optimización de los métodos, el momento, la duración, los ciclos de descongelación y la temperatura. Se están desarrollando sistemas más avanzados de control de la calidad del vapor para optimizar el rendimiento de los evaporadores y facilitar la operación de los sistemas de amoníaco de baja carga y expansión directa.
También se está avanzando en la reducción de la carga de los grandes sistemas de amoníaco mediante la disminución de la tasa de circulación en los sistemas de circulación por bomba, lo que permite aumentar la capacidad con la misma carga para futuras ampliaciones sin rediseñar el sistema. Además, se está investigando cómo reducir el consumo específico de energía en grandes instalaciones frigoríficas mediante bucles de control integrados en tiempo real que gestionan de forma interactiva los variadores de velocidad de todos los compresores, ventiladores de condensadores y evaporadores, y bombas, adaptándose constantemente a las demandas operativas.
Surgen soluciones híbridas y tecnologías competitivas
Un avance interesante en el sector es la creciente adopción de sistemas de refrigeración híbridos que combinan amoníaco con CO₂. Blaeser informa que observa “un número cada vez mayor de plantas en cascada de CO₂/amoníaco que entran en funcionamiento, en las que la etapa booster utiliza CO₂ subcrítico y la etapa de alta utiliza amoníaco. Esta combinación de refrigerantes ofrece al operador los mejores coeficientes de rendimiento dentro de sus respectivos rangos óptimos de operación”.
Este enfoque híbrido permite a los operadores aprovechar las fortalezas de ambos refrigerantes y, al mismo tiempo, responder a requisitos específicos de las aplicaciones y a las limitaciones regulatorias.
Mientras tanto, la tecnología de CO₂ continúa avanzando rápidamente. Hidalgo señala que los avances en el rendimiento y la fiabilidad de los compresores a alta presión, los controles basados en PLC y las válvulas y eyectores de alta presión más grandes y fiables están permitiendo diseñar sistemas de CO₂ de mayor tamaño, adecuados para capacidades superiores y capaces de ofrecer la seguridad y el rendimiento necesarios.
Liebendorfer observa que la “industrialización” de los equipos compactos de CO₂ transcrítico está transformando el mercado estadounidense de la refrigeración industrial. Los sistemas de CO₂, que llegaron al mercado industrial desde el sector del comercio minorista, están aumentando de escala para atender instalaciones mucho más grandes, al tiempo que incorporan controles, equipos eléctricos y sistemas de aislamiento “más industriales”, además de diversas funciones fáciles de utilizar que demandan los usuarios industriales.
Los desafíos laborales siguen siendo motivo de preocupación
Un desafío persistente para el sector de la refrigeración con amoníaco es la disminución del nivel de experiencia de la fuerza laboral capacitada. Sansom identifica este aspecto como una tendencia significativa de la industria y señala que le “gustaría ver un aumento de los programas de capacitación para técnicos y personal de servicio de refrigeración, con el fin de ayudar a cubrir los vacíos que dejan los veteranos de nuestra industria al jubilarse”.
Este desafío laboral va más allá de la simple cantidad de trabajadores y abarca los conocimientos especializados necesarios para los sistemas de amoníaco. La complejidad de los sistemas modernos de baja carga y las tecnologías avanzadas de control exige técnicos que cuenten tanto con experiencia tradicional en amoníaco como con familiaridad con las nuevas tecnologías.
Crecimiento del mercado y expansión de la infraestructura
A pesar de las presiones competitivas, el mercado general de la refrigeración industrial continúa expandiéndose, lo que crea oportunidades para los sistemas de amoníaco. Sansom informa que “la tendencia es hacia la expansión en lo que respecta al volumen de espacio industrial refrigerado; al menos eso es lo que estoy observando. Las instalaciones frigoríficas se están modernizando y ampliando, y la producción de alimentos está creciendo a medida que aumenta la demanda”.
Los datos estadísticos respaldan esta trayectoria de crecimiento. Según el informe de mercado 2024 de ATMOsphere, Refrigerantes naturales: estado de la industria, en diciembre de 2024 había 1.230 instalaciones industriales que utilizaban sistemas de amoníaco de baja carga en América del Norte, lo que representa un aumento del 17% respecto de 2023. Esto incluye 842 instalaciones en EE. UU. y 388 en Canadá. La tasa de crecimiento interanual de las unidades compactas fue especialmente sólida, con un 38%, frente al 15% de los sistemas centrales.
En Europa, el crecimiento ha sido aún más marcado. ATMOsphere estima que había 3.600 instalaciones industriales que utilizaban sistemas de amoníaco de baja carga en Europa, lo que representa una tasa de crecimiento del 7% respecto de 2023. Entre junio de 2021 y diciembre de 2024, el número de instalaciones industriales europeas que utilizaban amoníaco de baja carga creció un 47%, según el informe de mercado.
Perspectivas futuras
El sector de la refrigeración con amoníaco se encuentra en una encrucijada en la que las ventajas tradicionales deben equilibrarse con la evolución de los requisitos del mercado. Aunque el amoníaco mantiene su dominio en las aplicaciones industriales a gran escala debido a sus superiores propiedades termodinámicas, ambientales y económicas, la industria se está adaptando con éxito mediante la innovación tecnológica, mientras el CO2 gana terreno en algunas aplicaciones.
El desarrollo de sistemas de baja carga, controles avanzados y soluciones híbridas demuestra la capacidad del sector para evolucionar mientras mantiene sus ventajas fundamentales. Como concluye Hidalgo: “Es un momento emocionante para ayudar a impulsar la eficiencia, reducir los residuos y contribuir a crear una industria de refrigeración industrial más sostenible”.
El crecimiento continuo de las instalaciones de baja carga, junto con los esfuerzos de investigación en curso, indica que la refrigeración con amoníaco mantendrá su papel fundamental en las aplicaciones industriales. El éxito dependerá de la capacidad de la industria para atender las necesidades de capacitación de la fuerza laboral, continuar innovando y comunicar eficazmente la propuesta de valor a largo plazo del amoníaco a los usuarios finales que deben desenvolverse en un proceso de selección de refrigerantes cada vez más complejo.
Casos de estudio reales
A continuación se presentan casos de estudio seleccionados que demuestran la eficacia y la escalabilidad de las tecnologías de refrigeración con amoníaco.
Reacondicionamiento de SPX Technologies para Albertsons, Tracy, CA
Albertsons, uno de los mayores minoristas de alimentos de EE. UU., colaboró con SGS Refrigeration y Clauger US para modernizar su crítica instalación frigorífica de Tracy, California. El proyecto implicó sustituir 79 evaporadores obsoletos por unidades diseñadas a medida para mejorar la fiabilidad y la eficiencia. Gracias a una planificación meticulosa, una ejecución fluida y una estrecha colaboración, el reacondicionamiento se completó a tiempo, lo que mejoró el rendimiento del sistema y garantizó su preparación operativa a largo plazo.
Sistema de amoníaco/glicol de EVAPCO para una planta de alimentos congelados, Reino Unido
EVAPCO suministró una solución de refrigeración de alta eficiencia con amoníaco/glicol para una planta de productos de papa congelados en Scarborough, Reino Unido. El sistema, que incorpora cinco condensadores ATC-935E y una torre de glicol de circuito cerrado, presta servicio a túneles de congelación IQF e instalaciones frigoríficas, al tiempo que reduce la carga de amoníaco de 29.000 kg a 15.900 kg. Esta modernización redujo significativamente el consumo de energía y preparó la planta para futuras ampliaciones.
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Se incluyen en la edición especial de Refindustry Magazine 2025 / Número 3.
