Por: Ilana Koegelenberg
La refrigeración industrial está experimentando su mayor transformación en décadas, a medida que los sistemas de dióxido de carbono (CO2 / R744) superan los límites tradicionales, desafían el prolongado dominio del amoníaco en el mercado y aumenta la presión normativa contra las alternativas fluoradas. ¿Qué impulsa este cambio y qué lo frena?
Se acelera la adopción industrial
La adopción industrial de sistemas transcríticos de CO2
se está acelerando rápidamente en los principales mercados. Según el informe de mercado 2024 de ATMOsphere, Refrigerantes naturales: estado de la industria, Europa alberga actualmente aproximadamente 4.900 instalaciones industriales que utilizan tecnología de refrigeración con CO2, lo que representa un notable aumento del 48% respecto de las 3.300 instalaciones registradas en diciembre de 2023. Estas instalaciones industriales representan el 5,1% del total estimado de 95.600 instalaciones transcríticas de CO2 en Europa.
América del Norte presenta tasas de crecimiento aún más pronunciadas, con 870 instalaciones industriales que utilizaban CO2 transcrítico en 2024, un aumento del 74% frente a las 498 instalaciones de 2023. Esto incluye 380 instalaciones en EE. UU. (frente a 208) y 490 en Canadá (frente a 290). Las aplicaciones industriales representan ahora el 17% del total de instalaciones de CO2 de América del Norte, una proporción significativamente superior al 5,1% de Europa.
La trayectoria de crecimiento muestra una aceleración constante. Las instalaciones industriales de CO2 en Europa se han triplicado desde marzo de 2021, cuando solo 1.640 instalaciones utilizaban esta tecnología, mientras que su adopción en América del Norte ha cobrado un impulso especial en los últimos años.
Competencia con tecnologías consolidadas
En el mercado de la refrigeración industrial, el CO2
desafía cada vez más al amoníaco, un refrigerante natural que ha dominado durante mucho tiempo las aplicaciones industriales a gran escala.
El continuo dominio del amoníaco
Según los expertos del sector, este dominio tiene fundamentos sólidos. Jeffrey Hinson, vicepresidente para EE. UU. de CIMCO Refrigeration, el mayor contratista de refrigeración industrial de América del Norte, confirma que el amoníaco sigue siendo el refrigerante más común en las aplicaciones industriales de EE. UU. «Es un refrigerante conocido y consolidado en la industria. Su operación es muy eficiente y ofrece el alcance necesario para aplicaciones de gran tonelaje y distintos rangos de temperatura», explica.
Wynand Groenewald, presidente de Future Green Now, consultora de ingeniería de CO2 con sede en EE. UU., refuerza esta valoración: «El amoníaco sigue prevaleciendo como el refrigerante más utilizado, ya que las instalaciones en EE. UU. son sencillamente enormes. Las plantas centrales de amoníaco siguen siendo la solución preferida para instalaciones de procesos y de gran capacidad».
Además, Groenewald señala que las preferencias de los contratistas suelen reforzar este statu quo más allá de los méritos puramente técnicos: «Si dependiera de los contratistas industriales, todo sería amoníaco».
Expansión del CO2 en el mercado
A pesar de este dominio consolidado del amoníaco, el CO2 está logrando una penetración significativa en diversas aplicaciones industriales. Andre Patenaude, director de Estrategia de Soluciones de Copeland, señala que «el CO2 continúa desempeñando un papel cada vez más decisivo en la refrigeración industrial, con muchas tendencias que reflejan lo que está sucediendo en los mercados comerciales. Los objetivos ESG [ambientales, sociales y de gobernanza] impulsan la toma de decisiones sobre refrigerantes, y la transición desde los HFC se considera inevitable».
Los factores que impulsan la expansión del CO2 van más allá de las iniciativas corporativas de sostenibilidad e incluyen consideraciones prácticas relacionadas con la seguridad, el cumplimiento normativo y la dinámica del mercado. Este cambio también está transformando el panorama competitivo. Hinson observa cómo está evolucionando la propia estructura del mercado: «Contratistas mecánicos más pequeños están entrando en el negocio, lo que está creando un mercado de productos estandarizados».
Segmentación del mercado por escala
Esta expansión del CO2 no se está produciendo de manera uniforme en todas las aplicaciones industriales. Hinson observa que los almacenes frigoríficos de CO2 son cada vez más frecuentes en el segmento de menor escala, de 200.000 pies cuadrados o menos. Sin embargo, las plantas de procesamiento no son tan comunes debido a la capacidad requerida del sistema o a otras complejidades.
En lugar de una sustitución generalizada, esta adopción segmentada genera un posicionamiento estratégico en el que el CO2 y el amoníaco atienden aplicaciones distintas. Groenewald ofrece una visión integral de esta evolución del mercado: «El CO2 ha tenido un impacto significativo en el ámbito industrial. Existe claramente una tendencia a sustituir las instalaciones que habrían utilizado predominantemente HFC por sistemas de CO2, por lo que la adopción del CO2 en el ámbito industrial resulta evidente».
Es fundamental señalar que este crecimiento se orienta a sustituir los HFC, no a desplazar el amoníaco, lo que refleja una segmentación del mercado en lugar de una competencia directa entre refrigerantes naturales.
Groenewald señala que las instalaciones en EE. UU. son sencillamente tan grandes que el amoníaco sigue siendo ideal para muchas aplicaciones, pero el CO2
está encontrando su nicho: «En mi opinión, el amoníaco de baja carga ha perdido impulso. Considero que el CO2 está ocupando una mayor parte del espacio en el que se habría considerado el amoníaco de baja carga, mientras que las plantas centrales de amoníaco siguen siendo la solución preferida para instalaciones de procesos y de gran capacidad».
Los factores normativos están transformando el mercado
El notable crecimiento de la adopción industrial del CO2
se debe en gran medida a una presión normativa que varía significativamente entre el enfoque integral de la UE y la implementación estado por estado en EE. UU. Comprender estos marcos normativos es esencial para explicar los patrones de segmentación del mercado en las distintas regiones.
Normativa de la UE: un marco integral
El Reglamento F-gas revisado de la UE, que entró en vigor el 11 de marzo de 2024, establece el marco más completo del mundo para eliminar los gases fluorados.
Giacomo Pisano, director de Ventas del fabricante italiano de compresores Dorin, explica el impacto de la normativa: «Gracias al nuevo Reglamento F-gas, los refrigerantes sintéticos se enfrentan ahora a muchas más restricciones en aplicaciones industriales pequeñas y medianas, lo que abre la puerta a los refrigerantes naturales, especialmente al CO2».
Principales hitos normativos industriales:
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2027: se prohíbe que las nuevas enfriadoras de hasta 12 kW de capacidad utilicen gases fluorados con un potencial de calentamiento global (GWP) ≥150; las enfriadoras de mayor tamaño quedan limitadas a un GWP ≤750
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2032: prohibición total de los refrigerantes fluorados en todas las enfriadoras de hasta 12 kW de capacidad
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2050: eliminación total de los gases fluorados
La normativa incluye excepciones importantes para los «equipos necesarios para cumplir los requisitos de seguridad en el lugar de operación», reconociendo las complejas consideraciones de seguridad de las aplicaciones industriales.
La normativa de la UE también vincula explícitamente los gases fluorados con las PFAS (sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas), al indicar que se «ha demostrado o se sospecha que algunos gases fluorados de efecto invernadero se degradan en PFAS». Esta conexión añade urgencia a la transición desde los refrigerantes HFO hacia alternativas naturales como el CO2 y el amoníaco.
La normativa revisada también exige que los Estados miembros establezcan programas de certificación para los técnicos que trabajan con refrigerantes naturales, abordando una carencia crítica de competencias en el sector industrial, donde la tecnología de CO2 es menos conocida que los sistemas consolidados de amoníaco.
Normativa de EE. UU.: innovación liderada por los estados e incertidumbre federal
EE. UU. opera bajo un enfoque normativo fragmentado que genera tanto poderosos incentivos como dudas entre los operadores industriales. La certeza normativa, o su ausencia, desempeña un papel crucial en los patrones de adopción industrial del CO2, lo que genera diferentes niveles de adopción entre los estados.
Esta complejidad normativa crea un mercado de dos velocidades, en el que algunos estados impulsan una adopción rápida mientras otros mantienen una postura de espera, lo que convierte la preparación para futuras normativas en una consideración fundamental para los operadores industriales que planifican inversiones en refrigeración a largo plazo.
Aunque la ley federal American Innovation and Manufacturing (AIM) Act proporciona una estructura básica hasta 2028, los estados más avanzados están implementando calendarios mucho más exigentes que afectan directamente las decisiones sobre refrigeración industrial:
Nueva York ha establecido algunos de los requisitos más estrictos, con normativas definitivas sobre HFC que incluyen disposiciones industriales específicas:
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Pistas de hielo: gases fluorados con GWP20 >580 prohibidos a partir del 1 de enero de 2026; GWP20 >10 prohibidos a partir del 1 de enero de 2030
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Todas las enfriadoras: gases fluorados con GWP20 >20 prohibidos a partir del 1 de enero de 2030
El estado de Washington aborda directamente la refrigeración industrial mediante restricciones integrales para los equipos:·
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2025: los nuevos equipos de refrigeración comercial e industrial, excluidas las enfriadoras, deberán utilizar refrigerantes con GWP ≤150
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2029: requisitos de reacondicionamiento y limitación de las enfriadoras industriales a un GWP ≤750
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Estructura tarifaria: tasas anuales para sistemas industriales que utilicen refrigerantes de alto GWP con cargas superiores a 200lbs
California combina la presión normativa con incentivos financieros mediante su programa F-gas Reduction Incentive Program (FRIP), dotado con $65 millones y dirigido específicamente a aplicaciones industriales:
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Las instalaciones de refrigeración de procesos industriales y los centros de almacenamiento frigorífico con sistemas que utilicen refrigerantes con GWP >1.800 pueden optar a financiación para su sustitución
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$5 millones destinados a sustituir sistemas de refrigeración de procesos industriales
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$3 millones para almacenamiento frigorífico y otras aplicaciones de refrigeración
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Los requisitos de elegibilidad exigen, en la práctica, alternativas con GWP ultrabajo, como el CO2 (GWP de 1), para las sustituciones financiadas
Fuerzas del mercado: impulsores y barreras
Más allá de los marcos normativos, la adopción industrial del CO2
se enfrenta a fuerzas adicionales del mercado que generan tanto poderosos incentivos como barreras significativas.
Barrera: carencias de conocimientos
La industria afronta importantes desafíos de capital humano, y la falta de experiencia se manifiesta en múltiples niveles, desde los operadores hasta los contratistas. Patenaude explica que, aunque muchos operadores de EE. UU. conocen la refrigeración con CO2, «la mayoría no ha tenido la oportunidad de evaluar por sí misma el rendimiento de los sistemas de CO2 . Por ello, muchos tienen reservas ante el CO2 porque es algo nuevo para ellos».
La falta de conocimientos se extiende al conocimiento de los avances tecnológicos. Es posible que los operadores industriales tampoco sepan que «el panorama tecnológico ha avanzado para facilitar el uso del CO2 en la refrigeración industrial, incluidos los sistemas de compresión, controles, válvulas y componentes asociados», señala Patenaude.
Las limitaciones de fabricación agravan estos desafíos. Pisano señala las limitaciones regionales de capacidad, especialmente en EE. UU.: «La principal barrera es la falta de capacidad de fabricación. No hay suficientes OEM para satisfacer las necesidades actuales del mercado».
Al reconocer estas carencias de experiencia, los fabricantes están desarrollando programas integrales de apoyo para subsanar el déficit de conocimientos sobre las aplicaciones industriales de CO2. «Estamos comprometidos a ayudar a los contratistas industriales y diseñadores de sistemas a mejorar sus competencias en materia de CO2
», explica Patenaude. «Nuestros equipos de ingeniería colaboran activamente con ellos para diseñar e instalar sistemas, facilitando la curva de aprendizaje y preparando sus operaciones para alcanzar el éxito a largo plazo».
Este apoyo se extiende a estrategias de implementación diseñadas para reducir el riesgo de adopción. Patenaude recomienda un enfoque gradual: «A los operadores que deseen realizar la transición, les recomendamos familiarizarse con la refrigeración con CO2 mediante pruebas de campo a menor escala. Esta es una forma excelente de probar las últimas tecnologías de CO2 y obtener la validación necesaria para proceder a la instalación de una planta de refrigeración con CO2
de mayor tamaño».
Impulsor: preocupaciones por la seguridad y la urbanización
El principal factor impulsor en las aplicaciones industriales difiere considerablemente de las motivaciones comerciales. Mientras que la adopción comercial suele surgir de objetivos corporativos de sostenibilidad, la adopción industrial a menudo está impulsada por consideraciones prácticas de seguridad. Patenaude explica: «La urbanización ha acercado a más personas a instalaciones de almacenamiento frigorífico que antes se encontraban en zonas remotas, lo que ha llevado a las autoridades locales a expresar reservas sobre el uso de amoníaco. Al ser un refrigerante A1 no tóxico y no inflamable, el CO2
reduce las preocupaciones de seguridad».
Esta tendencia de urbanización está transformando las decisiones sobre refrigeración industrial en ambas regiones. Las instalaciones de amoníaco se enfrentan a requisitos normativos y documentales cada vez mayores, lo que complica su operación y hace que el perfil de seguridad del CO2 resulte cada vez más atractivo para las instalaciones situadas en zonas pobladas.
Impulsor: compresores de mayor tamaño
La expansión del alcance comercial del CO2 depende en gran medida de desarrollos tecnológicos que resuelvan las limitaciones de capacidad, y el desarrollo de compresores de mayor tamaño representa el avance más crítico para su viabilidad industrial. Los fabricantes de ambos lados del Atlántico están realizando importantes inversiones para aumentar la escala de los equipos y competir con el rango de capacidades ya consolidado del amoníaco.
Groenewald destaca que «están entrando en el mercado compresores transcríticos de CO2 de mayor tamaño, lo que abre el debate sobre instalaciones de CO2 de gran capacidad». Esto representa un cambio fundamental en el potencial industrial del CO2, como señala: «Las principales innovaciones son los compresores y componentes de mayor tamaño».
La disponibilidad de compresores de mayor tamaño ofrece nuevas posibilidades. Patenaude destaca los nuevos compresores de CO2 de tornillo único, subcríticos y transcríticos, de Copeland, que permiten construir plantas industriales de refrigeración con CO2. «Estas robustas soluciones de CO2 admiten capacidades de gran tonelaje y requieren menos compresores, lo que simplifica considerablemente el uso del CO2 en la refrigeración industrial».
Sin embargo, Groenewald señala que, aparte del aumento de escala, la innovación ha sido limitada: «Lamentablemente, la tecnología se ha mantenido casi sin cambios. Creo que EE. UU. se encuentra en una etapa en la que intenta hacerla funcionar y comprenderla, en lugar de centrarse en nuevas tecnologías».
Impulsor: disponibilidad de equipos modulares
Oliver Javerschek, director de Proyectos del fabricante alemán BITZER, aporta la perspectiva del mercado industrial maduro de CO2 en Europa y explica cómo los enfoques modulares benefician a las aplicaciones industriales: «El diseño modular de sistemas con varios compresores puede ofrecer ventajas en aplicaciones a escala industrial. Por una parte, para el concepto general resulta interesante dividir entre dos sistemas los distintos niveles de temperatura, como los correspondientes a la puesta en marcha y al almacenamiento. Por otra parte, la eficiencia a carga parcial de los sistemas modulares es elevada, ya que el control de capacidad puede modularse mejor con varios compresores que con un único compresor de gran tamaño».
Este enfoque responde a los perfiles de carga específicos de las instalaciones industriales. Javerschek explica que «los centros de distribución o las plantas de procesamiento de alimentos suelen caracterizarse por cargas elevadas en las etapas de media y baja temperatura durante la manipulación de existencias y la producción, pero durante el resto del tiempo se requiere una carga parcial de solo entre un tercio y un quinto de la capacidad nominal». Esta variación de carga hace que los sistemas modulares con un rendimiento superior a carga parcial resulten valiosos.
Sin embargo, a pesar de las oportunidades de eficiencia, Javerschek señala que «la industria prefiere utilizar soluciones estándar, como la tecnología de sistemas modulares con bypass de gas flash y evaporación por expansión directa. El aumento de la eficiencia se consigue utilizando intercambiadores de calor o compresores más eficientes, en lugar de tecnologías complejas para mejorar la eficiencia que incrementan el esfuerzo técnico».
Conclusión: en una encrucijada
El sector de la refrigeración industrial se encuentra en un momento decisivo. Aunque el crecimiento del 48% del CO2 en Europa y su aumento del 74% en América del Norte indican un impulso real, estas cifras ocultan una realidad con más matices: el CO2 no se limita a sustituir los refrigerantes sintéticos en las aplicaciones industriales, sino que está creando nuevos segmentos de mercado mientras coexiste con el continuo dominio del amoníaco.
El camino por delante depende de tres avances críticos. En primer lugar, la ampliación continua de la tecnología de compresores para alcanzar los umbrales de capacidad en los que actualmente domina el amoníaco. En segundo lugar, un desarrollo integral de la fuerza laboral para subsanar la falta de conocimientos que sigue siendo la principal barrera entre los contratistas. En tercer lugar, marcos normativos que reconozcan la complejidad de la refrigeración industrial y, al mismo tiempo, mantengan la presión para adoptar soluciones con menor GWP.
La trayectoria indica que la adopción industrial del CO2
seguirá un patrón diferente al de los mercados comerciales. En lugar de una sustitución generalizada, parece probable un crecimiento segmentado, en el que el CO2
se impondrá en las aplicaciones de escala media, especialmente en zonas urbanas donde el amoníaco afronta restricciones, mientras que el amoníaco mantendrá su posición dominante en las grandes instalaciones de procesamiento.
Para los operadores industriales, la cuestión no es si deben elegir CO2 o amoníaco, sino comprender dónde ofrece cada tecnología un rendimiento óptimo en un entorno cada vez más regulado.
Lea más sobre las tendencias comerciales del CO2 en la UE y EE. UU.
Lea nuestra guía: Aspectos esenciales de la tecnología de refrigeración con CO₂
Conozca cómo funcionan los ciclos transcríticos y subcríticos, por qué el CO₂ presenta un perfil termodinámico único y cómo se compara con los HFC, HFO, el amoníaco y los hidrocarburos.
Para consultar casos reales sobre CO2 y más tendencias tecnológicas, lea la edición especial sobre refrigeración con CO2 de Refrigeration Industry. Suscríbase gratuitamente:
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