Más allá de la refrigeración: los sistemas de CO₂ como centro energético del comercio alimentario moderno

Por Sergei Mukminov, editor jefe de Refindustry

El Smart Store ADC de Danfoss en Nordborg. Fuente: Danfoss A/S.

Una tienda de conveniencia danesa cubrió el 100 por ciento de su demanda de calefacción con calor residual de la refrigeración durante el invierno más frío en más de una década. A lo largo de dos años de funcionamiento, el mismo establecimiento exportó 36 MWh de calor excedente a la red urbana de calefacción de su ciudad y ahorró cerca de €8.800 en el calor que, de otro modo, habría comprado a esa misma red. La penalización eléctrica por suministrar ese calor fue, en palabras del operador, marginal.

El establecimiento es el Smart Store ADC de Danfoss en Nordborg, equipado con instrumentación y monitorizado desde mayo de 2023.

La cuestión que esto plantea ya no es si la refrigeración con CO₂ puede calentar un edificio, porque puede hacerlo. Las verdaderas preguntas son hasta qué punto el modelo puede reproducirse, cuánto cuesta y dónde falla. Cuando un sistema transcrítico de CO₂ enfría, calienta un edificio, produce agua caliente y exporta calor excedente a una red urbana de calefacción de forma simultánea, ¿qué parte de ese rendimiento se mantiene fuera de una instalación de demostración y modifica esto la justificación de la inversión? Este análisis de mercado plantea esas preguntas a operadores, fabricantes, un consultor independiente y un especialista independiente en formación de Europa y Norteamérica. Sus respuestas no son idénticas. En conjunto, describen una tecnología que se aproxima a su inclusión por defecto en las nuevas construcciones en Europa, mientras que en Norteamérica todavía está pasando de los proyectos piloto a la adopción estratégica.

Por qué el CO₂ proporciona un calor diferente

El atractivo del CO₂ como fuente de calor no es teórico. En un ciclo transcrítico, el enfriador de gas rechaza calor a lo largo de un deslizamiento de temperatura, en lugar de hacerlo en un único punto de condensación, lo que significa que el fluido de trabajo sale del enfriador a una temperatura superior a la que tendría a la salida de un condensador de HFC. Lo que esto representa en instalaciones reales queda documentado por cuatro fabricantes en este análisis de mercado.

Jeffrey Gingras, director de Crecimiento de Evapco Systems LMP en Laval, Quebec, ofrece la gradación más explícita: «en operación comercial, los sistemas de CO₂ pueden suministrar de manera fiable temperaturas de agua de entre 35–45°C en la mayoría de las condiciones, 50–60°C con un diseño y unos controles adecuados, y hasta 60–70°C cuando se prioriza la recuperación de calor». Como comparación, señala Gingras, los sistemas de HFC están «en gran medida limitados a la recuperación de calor de baja calidad», con temperaturas de salida habituales de 30–40°C sin penalización de eficiencia. Gingras también señala que la recuperación de calor funciona en ambos sentidos: una estrategia optimizada de recuperación aporta un beneficio cuantificable de subenfriamiento, mejora la eficiencia del enfriador de gas y reduce la carga de trabajo del compresor.

La experiencia de Modine coincide con la parte superior de ese intervalo. «En instalaciones transcríticas de CO₂ reales, no en condiciones de laboratorio, pueden alcanzarse de forma fiable temperaturas del agua recuperada de 60–70°C, con temperaturas más altas durante periodos breves en función de la configuración del sistema», afirma Umberto Di Barbora, director global de Producto y Marketing de Enfriadores de Refrigeración de Modine. La consecuencia, en sus palabras, es que el calor recuperado permite «la producción directa de agua caliente sanitaria sin bombas de calor de refuerzo» y «la sustitución directa de calderas de gas en muchos entornos comerciales e industriales».

Andre Patenaude, director de Desarrollo de Negocio y Estrategia de Soluciones de Copeland, sitúa los sistemas de rack en un nivel superior: 60–88°C a partir de racks booster de CO₂ y 35–60°C a partir de unidades condensadoras scroll de CO₂. Patenaude explica claramente la diferencia técnica: «A diferencia de los sistemas de HFC, la refrigeración con CO₂ permite un verdadero aprovechamiento de la recuperación de calor, lo que la convierte en una posible fuente de energía primaria».

Massimiliano Sfragara, director de Gestión de Producto de Enex Technologies, lleva el límite aún más lejos. Según afirma, es posible obtener agua recuperada a 80–90°C, dependiendo del tipo de unidad. Esa temperatura abre aplicaciones fuera del comercio alimentario. Sfragara cita las bodegas, donde se utiliza agua caliente recuperada a 80°C para limpiar los depósitos de vino, sustituyendo las calderas de combustibles fósiles en una etapa del proceso que, de otro modo, resulta difícil electrificar de forma limpia.

La conclusión acumulativa es que el CO₂ desplaza la recuperación de calor desde la categoría del precalentamiento, en la que operan los HFC, hasta el ámbito de la sustitución directa de quemadores. Ese cambio cualitativo es lo que hace viable el modelo integrado de centro energético.

De una función a muchas

Los usos reales del calor recuperado se han ampliado de forma constante. Sergio Girotto, fundador y presidente honorario de Enex Technologies y uno de los primeros desarrolladores de la refrigeración con CO₂, describe la jerarquía en la base instalada de Enex: «En primer lugar está el agua caliente sanitaria. En segundo lugar, la calefacción de espacios, en torno al 50 por ciento. La refrigeración en verano se utiliza con menos frecuencia. Es una lástima, porque gracias al eyector puede implementarse de una forma que la hace muy rentable». La exportación de calor a redes urbanas sigue siendo poco frecuente en el sur de Europa. Girotto señala que Enex la ha implementado en proyectos en Finlandia, donde existe una alta densidad de infraestructura de calefacción urbana.

El extremo más pequeño del espectro de casos de uso puede ser el más revelador. En Irún, España, una tienda de conveniencia de 100 metros cuadrados cubre toda su carga de refrigeración y calefacción mediante una única unidad condensadora Panasonic iCO2RE OCU-CRC150A08-D (15 kW MT). Según Piotr Jabłoński, gerente sénior de Producto de Refrigeración para Europa de Panasonic Heating & Cooling Solutions Europe, el calor recuperado del circuito R744 alimenta directamente un casete DX de calefacción, lo que elimina la necesidad de un sistema de calefacción independiente en la tienda. «La recuperación de calor de la unidad de refrigeración es una fuente de calefacción primaria que permite que la tienda funcione sin un sistema de calefacción adicional», afirma Jabłoński.

A mayor escala, el mismo principio funciona mediante agregación. La Cuisine Centrale de Puellemontier, en Francia, una cocina central que produce 5.000 platos al día, utiliza dos unidades condensadoras Panasonic iCO2RE OCU-CR1000 que funcionan en paralelo, junto con una tercera unidad (OCU-CR400) para una cámara frigorífica de congelación. El calor recuperado de las unidades de media temperatura precalienta aproximadamente 524 litros por hora de agua caliente sanitaria hasta 55°C, proporcionando a la cocina un promedio anual de 2.871 litros al día. Jabłoński caracteriza el resultado como una «recuperación de calor sustancial y estable» en una arquitectura descentralizada de CO₂.

La Cuisine Centrale de Puellemontier en Francia. Fuente: Panasonic Heating & Cooling Solutions Europe

El operador mayorista alemán de alimentación METRO ha llevado la integración aún más lejos. En su nueva tienda Hamburg-Rahlstedt, inaugurada el 11 de noviembre de 2025, el calor recuperado es la única fuente de calefacción por suelo radiante, sin bomba de calor ni respaldo mediante combustibles fósiles. «En aperturas de nuevas tiendas como la de Hamburgo, la recuperación de calor es la única fuente para la calefacción por suelo radiante, sin bomba de calor ni fuentes fósiles», afirma Olaf Schulze, vicepresidente de Gestión Energética de METRO Properties Holding GmbH en Düsseldorf. La misma arquitectura está prevista para la nueva tienda METRO de Düsseldorf-Ulmenstraße, cuya apertura está programada para 2027. En MAKRO Opole, Polonia, el calor recuperado se utiliza durante todo el año para precalentar el agua de los lavavajillas industriales, lo que responde a la cuestión estacional de qué hacer con la recuperación de calor cuando no se necesita calefacción de espacios.

Hamburg Rahlstedt METRO Deutschland. Fuente: METRO 

En Norteamérica, el panorama se define con mayor claridad en Canadá, donde los climas anuales más fríos dan lugar a una temporada de calefacción más prolongada. Andre Patenaude informa de que los equipos de servicios de campo de Copeland en Norteamérica observan que «una abrumadora mayoría de los minoristas canadienses que utilizan CO₂ como refrigerante también lo aprovechan para la calefacción de espacios», con una adopción cercana al 95 por ciento entre los minoristas que utilizan CO₂. Son habituales tres arquitecturas de integración: recuperación directa del calor del gas de descarga hacia una unidad de techo, un circuito de glicol que conecta el rack de CO₂ con una o varias unidades de techo, y precalentamiento de agua caliente mediante intercambiadores de calor instalados en el rack que alimentan depósitos de almacenamiento.

El Smart Store se encuentra en el extremo superior del espectro de integración. A lo largo de dos años de funcionamiento, informa Hans Ole Matthiesen, director sénior de Global ADC en Danfoss A/S, el calor recuperado ha cubierto el 100 por ciento de la demanda de calefacción de la tienda y de un edificio de laboratorio adyacente, con dos tercios destinados a la tienda y un tercio al laboratorio. Los 36 MWh exportados a la red urbana local representan únicamente el excedente generado durante los meses más cálidos. «En 2025, solo vendimos calor durante los periodos más cálidos, pero nos estamos preparando para exportarlo en función de las señales de precios en el futuro», afirma Matthiesen.

Smart Store ADC, Nordborg: calor recuperado mensualmente, demanda cubierta en el establecimiento y calor exportado a la red urbana, 2025. Fuente: Danfoss A/S.

Cuándo funciona realmente la justificación de la inversión

La recuperación de calor añade un coste incremental a un sistema booster de CO₂. Tres estimaciones independientes de fabricantes sitúan ese incremento en aproximadamente un 5–10 por ciento. A partir de ahí, el resultado depende de los costes locales de calefacción, el clima, las horas de funcionamiento y el uso que se haga del calor recuperado.

Los periodos de amortización más rápidos se observan en el mercado europeo, donde los precios actuales del gas y el impulso regulatorio hacia la descarbonización favorecen la inversión. Andre Patenaude informa de que las unidades condensadoras scroll de CO₂ de Copeland con el módulo de recuperación de calor vendidas en Europa suelen lograr la amortización en un plazo de 0,8 a 2,5 años, dependiendo del tamaño del sistema y de la capacidad de calefacción. Los sistemas más grandes se amortizan antes porque su capacidad de recuperación de calor es mayor.

Massimiliano Sfragara ofrece un orden de magnitud similar: un coste incremental del 5–10 por ciento y un periodo de amortización inferior a dos años cuando el calor recuperado sustituye a una caldera de combustibles fósiles. La cifra exacta depende de los precios locales del combustible.

El intervalo de Modine es más amplio y explícitamente regional. «Dados los precios actuales de la energía y las presiones relacionadas con el carbono, son realistas periodos de amortización de 2–5 años cuando el calor sustituye a calderas de combustibles fósiles» en Europa, afirma Di Barbora. En Norteamérica, los periodos de amortización son más largos, normalmente de 4–7 años, «como reflejo de los precios más bajos del gas y de unos marcos de incentivos desiguales, aunque programas estatales como CARB FRIP en California están acortando los plazos de retorno en determinados mercados».

Un caso comercial documentado se encuentra dentro de ese intervalo. La instalación de Cuisine Centrale de Puellemontier, con 30 kW de capacidad de recuperación de calor procedente de dos unidades de CO₂ de media temperatura, alcanzó la amortización en dos años y dos meses sin subvenciones, calculada sobre 310 días de funcionamiento al año y ocho horas diarias.

El Smart Store presenta un panorama financiero más complejo, porque una parte del calor se vende en lugar de autoconsumirse. Hans Ole Matthiesen describe una asimetría estructural en el mercado danés de calefacción urbana: «en nuestra red local existe una gran diferencia entre el precio de un MWh de calor vendido (~€32) y un MWh de calor comprado (~€100)». A lo largo de dos años, el Smart Store exportó 36 MWh a la red urbana local y ahorró cerca de €8.800 en el calor que no tuvo que comprar. El aumento del consumo eléctrico del rack para suministrar ese calor fue marginal. Matthiesen es directo acerca del modelo de negocio: «vender calor tiene sentido si ya existe una conexión a la red y si el calor recuperado se obtiene con un coste bajo o nulo».

La perspectiva independiente modera las cifras destacadas de amortización. Jonas Schoenenberger, responsable de Investigación y Desarrollo de Frigo-Consulting Ltd. en Berna, Suiza, expone las variables que determinan los resultados: «los factores clave de decisión son las horas anuales de funcionamiento, la simultaneidad de la demanda de calefacción y refrigeración, las temperaturas de retorno alcanzables y la proporción del calor recuperado que puede utilizarse en el propio establecimiento». Schoenenberger se opone a las suposiciones generales en cualquiera de los dos sentidos. «Un modelo de simulación específico para el proyecto que evalúe la carga de refrigeración, la demanda de calefacción y los datos climáticos locales proporciona una base para la toma de decisiones mucho más fiable que las estimaciones subjetivas».

Dónde falla realmente

La tecnología está madura, pero los fallos se concentran en otros ámbitos. En las entrevistas realizadas para este artículo se repiten cuatro barreras.

La primera es una corrección técnica a un énfasis habitual del marketing. Los fabricantes tienden a anunciar las altas temperaturas de suministro que pueden proporcionar los sistemas de CO₂. Schoenenberger insiste en que la limitación vinculante se encuentra en el otro lado del circuito. «El factor individual más crítico es la temperatura del agua de retorno del circuito de calefacción. Si las temperaturas de retorno son superiores a las supuestas durante el diseño, la capacidad disponible de recuperación de calor y la eficiencia disminuyen de inmediato». Sfragara confirma el mismo efecto desde el lado de las bombas de calor de la gama de productos de Enex: «uno de los retos que afrontamos en las bombas de calor de CO₂ es la alta temperatura de retorno del agua caliente, que reduce la eficiencia del ciclo de CO₂». Dos voces independientes, un consultor y un fabricante, señalan el mismo cuello de botella físico. La experiencia de Evapco en la puesta en marcha apunta en la misma dirección: según Gingras, la razón más habitual por la que una instalación de recuperación de calor ofrece un rendimiento inferior al previsto no es la falta de calor, sino unos controles que no priorizan la recuperación frente a las demandas de calefacción, agua caliente y deshumidificación del edificio.

La segunda barrera es organizativa. Los contratistas de refrigeración y los diseñadores de climatización proceden de disciplinas diferentes y rara vez comparten una visión del sistema. Girotto define la brecha con precisión: «el equipo de “refrigeración” supone que el equipo de “HVAC” entiende cómo funcionan los sistemas de CO₂, por ejemplo, el deslizamiento de temperatura en funcionamiento transcrítico y su impacto sobre el circuito, o puede que no conozca la variabilidad de la carga térmica y del calor recuperable». Di Barbora llega a una conclusión similar a partir de la experiencia de Modine en la puesta en marcha: «desde el punto de vista tecnológico, el cuello de botella rara vez es el CO₂, sino la falta de una mentalidad compartida sobre el sistema energético».

Esa brecha no es solo una cuestión de diseño, sino que reaparece sobre el terreno. Trevor Matthews, fundador de la empresa independiente de formación Refrigeration Mentor, capacita a técnicos de CO₂ desde 2015. Según afirma, la recuperación de calor eleva considerablemente las exigencias de cualificación, porque «el sistema de refrigeración pasa a formar parte de la estrategia energética global del edificio» y el técnico debe integrar la refrigeración, la interacción con la climatización, los sistemas hidrónicos, la lógica de recuperación y los controles. Según su experiencia, la mayor parte del bajo rendimiento en la recuperación de calor tiene causas humanas y no mecánicas: «muchos problemas se deben a la puesta en marcha, la configuración de los controles, la ubicación de los sensores, las secuencias de funcionamiento, la falta de coordinación entre oficios o, simplemente, la falta de formación y experiencia». Cuando una tienda tiene insuficiente calor recuperado en invierno, rara vez se debe a un fallo del hardware. La causa suele ser una configuración incorrecta de los controles, una recuperación que nunca se priorizó, problemas de caudal de glicol o una coordinación deficiente durante el arranque. También señala una fragmentación estructural, ya que la instalación, la puesta en marcha, los controles y el servicio se reparten entre distintos contratistas y ninguna de las partes asume la responsabilidad del rendimiento integral.

La curva de aprendizaje se ralentiza aún más en dos frentes. Matthews señala que los fabricantes no siempre documentan por completo sus estrategias de control, por lo que los técnicos deben «leer entre líneas, aprender mediante la experiencia o asistir a programas de formación muy específicos del fabricante» para comprender cómo debe funcionar un sistema. Además, la competencia no puede adquirirse con rapidez: un técnico con fundamentos sólidos necesita entre uno y dos años para sentirse seguro con un booster de CO₂ estándar, y aún más tiempo para dominar la integración completa de la recuperación de calor. La curva también es regional. Los técnicos de Canadá llevan décadas trabajando con la recuperación de calor en sistemas de HFC y parten con una ventaja de la que carecen los mercados sin ese historial.

La tercera barrera aparece específicamente en los reacondicionamientos. Las tiendas nuevas pueden diseñarse desde el principio en torno al calor recuperado, mientras que las existentes tienen una infraestructura de climatización dimensionada para una fuente térmica diferente. «En las tiendas existentes observamos un conflicto con las dimensiones del sistema de calefacción convencional existente», informa Olaf Schulze. En ocasiones, la solución es operativa en lugar de mecánica. Tras la apertura del Smart Store, el equipo de Matthiesen descubrió que el ingeniero responsable de la puesta en marcha había configurado la calefacción de los marcos para que funcionara al 100 por ciento y que esta era una práctica habitual. El cambio a una calefacción adaptativa de los marcos, controlada por humedad, redujo de un día para otro un 32 por ciento el consumo energético de los compresores de baja temperatura y de los expositores. La lección, en palabras de Matthiesen, se refería a la competencia en la puesta en marcha, no al equipo.

La cuarta barrera es contractual. Schoenenberger destaca una reticencia estructural entre los minoristas a comprometerse con acuerdos de suministro de calor a largo plazo con terceros, incluso cuando el argumento técnico es favorable. Los esquemas que implican a varias partes, estructuras jurídicas complejas o compradores externos afrontan fricciones adicionales. «En la práctica, unas estructuras de propiedad y de partes interesadas más sencillas tienden a favorecer una implementación más amplia», afirma Schoenenberger.

Perspectivas

Dos fabricantes y un consultor coinciden en que la trayectoria europea se dirige hacia la estandarización en un plazo de tres a cinco años. «En un plazo de 3–5 años, es probable que la recuperación de calor se convierta en un “estándar de facto” en las nuevas instalaciones de CO₂ para el comercio alimentario», afirma Di Barbora, quien cita como aceleradores la reducción progresiva de F-Gas de la UE, las posibles restricciones de PFAS que afectan a los HFO y la presentación de información conforme a CSRD. Schoenenberger añade que, en Suiza, la normativa ya obliga a los operadores a utilizar el calor residual cuando sea económicamente viable, y que los mercados de Europa del Este muestran una gran apertura a la tecnología incluso sin marcos regulatorios comparables.

Sin embargo, existe un desacuerdo útil sobre si «estándar» llegará a convertirse en «obligatorio». Sfragara se muestra escéptico: «no creemos que vaya a ser obligatorio, pero puede promoverse mediante programas de incentivos». Esa distinción es importante. Un mercado puede alcanzar una adopción prácticamente universal mediante la economía y las normas de adquisición, sin imposición legal.

La trayectoria de Norteamérica está determinada por factores diferentes. Andre Patenaude señala las normas de eficiencia energética de edificios Title 24 de California, que ya exigen la recuperación de calor en los sistemas de refrigeración independientemente del refrigerante, y espera que otros estados con objetivos climáticos comparables sigan el mismo camino. Modine destaca CARB FRIP como un programa que ya acorta los periodos de amortización en determinados mercados. La orientación federal es más difícil de predecir.

La regulación marca el ritmo y la fuerza laboral establece el límite. Matthews señala la integración de sistemas y los controles como la brecha de competencias que el sector debe cerrar con mayor urgencia a medida que la recuperación de calor se convierte en una práctica habitual. En su opinión, cerrarla es una responsabilidad compartida por fabricantes, contratistas y organizaciones de formación.

Para los minoristas que están evaluando ahora esta cuestión, el consultor citado en este artículo ofrece una respuesta directa. «En la mayoría de las aplicaciones del comercio alimentario, nuestra respuesta sincera sería sí», afirma Schoenenberger sobre si merece la pena asumir el coste adicional de la recuperación de calor.

La reflexión más amplia procede de Modine. «A medida que aumenta la adopción del CO₂, el verdadero valor ya no reside únicamente en la elección del refrigerante, sino en la eficiencia con la que el calor recuperado se integra en el sistema energético general del edificio».

Este artículo forma parte de la edición especial sobre refrigeración con CO₂ y recuperación de calor (Refrigeration industry 2026/2)

En esta edición:

• Migros Bellinzona (Eliwell), caldera eliminada, −20% de energía, 3.300 m³ de gas ahorrados al año

• Supermercado rumano (Enex × Frigotehnica), 127 kW de calor recuperado con tecnología de eyector de líquido

• BITZER Australia (SWEP), CO₂ transcrítico que mantiene la temperatura con 48°C de calor en Sídney

• Refra, sistemas de CO₂ en contenedores para un centro logístico de 44.129 m² en Londres

• Eurovent Certification, enfriadores de gas con un rendimiento hasta un 53% inferior a los datos declarados

• Entrevistas: Johnson Controls, Enex Technologies, Refrigeration Mentor

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