Ahorro y Eficiencia Energética en Supermercados: Refrigeración Comercial

La importancia del ahorro en términos de eficiencia energética en un supermercado es un factor determinante tanto en la rentabilidad económica como en la sostenibilidad ambiental de estos establecimientos, dado que la refrigeración comercial representa aproximadamente el 50% del consumo energético total. 

Este porcentaje está respaldado por la «Guía de Auditorías Energéticas en Supermercados» de la Comunidad de Madrid y en el ámbito técnico internacional, por ASHRAE que también indica asimismo que la refrigeración puede representar aproximadamente la mitad del consumo eléctrico de un supermercado típico. Estas referencias justifican que la instalación frigorífica sea una de las primeras áreas que deben analizarse en cualquier estrategia energética, aunque el reparto real debe determinarse mediante mediciones en cada establecimiento.

Sin embargo, este porcentaje no es idéntico en todos los casos. Depende, entre otros factores, del tamaño del establecimiento, la proporción de superficie destinada a productos refrigerados y congelados, el tipo de mobiliario frigorífico, las condiciones climáticas, el horario de apertura y el estado de conservación de la instalación.

Este artículo ofrece una guía técnica y estratégica para diseñar, ajustar y mantener instalaciones frigoríficas eficientes, alineadas con las mejores prácticas del sector y las tendencias actuales en optimización energética, todo ello orientado a reducir el porcentaje anterior.

Evaluación de las necesidades frigoríficas de la instalación comercial

En esta fase de planificación se detallan aquellos factores que afectan al diseño previo de la instalación frigorífica, realizando un análisis detallado de las necesidades específicas del supermercado. Los factores clave incluyen:

• Eficiencia del mobiliario frigorífico: Selección de equipos con alta eficiencia energética.
• Aislamiento de las cámaras frigoríficas: Calidad del aislamiento en cámaras y vitrinas para minimizar pérdidas de frío.
• Distribución del espacio: Ubicación estratégica de las áreas de refrigeración para optimizar el flujo de aire y reducir la carga térmica.
• Condiciones climáticas locales: Consideración de la temperatura y humedad del entorno para dimensionar adecuadamente los sistemas.
• Horarios de funcionamiento: Evaluación de los periodos de apertura, reposición, limpieza y cierre.
• Cantidad y tipo de producto: Determinación de las temperaturas de entrada, rotación, embalaje y condiciones de almacenamiento.
• Apertura de puertas y accesos: Estimación de las infiltraciones de aire exterior en cámaras y zonas de carga.

Una evaluación precisa permite dimensionar correctamente la instalación, evitando tanto la falta de capacidad como el sobredimensionamiento. Una potencia excesiva puede aumentar la inversión, favorecer ciclos de funcionamiento poco estables y dificultar una regulación eficiente a carga parcial.

Diseño de la instalación frigorífica del supermercado

El diseño de la instalación frigorífica debe basarse en los datos de partida anteriores, la normativa vigente y en criterios técnicos y económicos.

Elección del tipo de sistema de la instalación:

En la elección del sistema de refrigeración, se deben considerar múltiples factores, incluyendo:

1. Facilidad de mantenimiento: Sistemas accesibles y con componentes estandarizados.
2. Fiabilidad operativa: Equipos con bajo índice de fallos y alta disponibilidad.
3. Adaptabilidad: Capacidad para ajustarse a variaciones en la demanda de refrigeración.
4. Coste de implementación y retorno de la inversión.
5. Plazos de amortización de la instalación.
6. Disponibilidad de repuestos y asistencia técnica.
7. Capacidad de ampliación o modificación futura.
8. Nivel de redundancia necesario para proteger el producto.

Después de considerar todos estos factores, se puede elegir el tipo de instalación que mejor se adapte a las necesidades específicas. Por ejemplo: Expansión seca; Servicios individuales; Servicios centralizados; Sistemas inundados individuales o centralizados; Bombeo / gravedad; Sistemas indirectos; Compresión centralizada / diferenciada; Variantes de bombeo; Sistemas mixtos (frío-clima) o recuperación de calor (ACS, calefacción, etcétera).

Elección de los componentes de la instalación:

Para una correcta elección de los elementos que componen la instalación debemos seleccionarlos calculando de forma óptima las condiciones de trabajo en las que estos van a funcionar. La eficiencia energética de la instalación, depende en gran medida de la calidad y adecuación de estos componentes. Algunos de estos elementos son:

• Compresores: Selección basada en: Coeficiente de rendimiento (COP), temperaturas de evaporación y condensación, sub-enfriamiento de liquido.
• Condensadores y evaporadores: Dimensionados para operar en condiciones óptimas, con superficies de intercambio térmico adecuadas. Tipo, capacidad necesaria, presión disponible.
• Automatismos y sistemas de control: Condensación flotante. Válvulas de expansión electrónicas. Variadores de velocidad en compresores. Variadores de velocidad en condensadores.
• Refrigerantes: Elección de fluidos con bajo Potencial de Calentamiento Global (GWP) y alta eficiencia energética.
• Sensores e instrumentación.
• Recipitentes, separadores e intercambiadores.

Una correcta selección y dimensionamiento de estos componentes es crucial para lograr un ahorro y eficiencia energética en supermercados.

Ajuste y Puesta en marcha de la instalación frigorífica

Para completar la realización frigorífica, y una vez ejecutada según los parámetros de diseño, se ha de realizar el ajuste de la instalación para conseguir un óptimo rendimiento y cumplir así las expectativas de ahorro estimadas. Los parámetros de ajuste más usuales serán:

• Calibración de parámetros: Ajuste de temperaturas de evaporación y condensación, subenfriamiento y sobrecalentamiento.
• Programación de ciclos: Configuración de ciclos de desescarche y control de arranques y paradas de compresores para evitar consumos innecesarios.
• Verificación de automatismos: Comprobación del correcto funcionamiento de sensores, controladores y sistemas de monitorización.
• Secuenciación de compresores. Adaptación de la potencia producida a la demanda real.
• Regulación de ventiladores. Ajuste de los variadores y de los puntos de consigna.
• Comprobación de temperaturas. Verificación de la uniformidad térmica en vitrinas, cámaras y productos.
• Ensayo de alarmas. Comprobación de avisos por temperatura, presión, fallo eléctrico o pérdida de comunicación.

Estos ajustes permiten adaptar la operación del sistema a las condiciones reales de funcionamiento, contribuyendo al ahorro y eficiencia energética en supermercados. 

Mantenimiento de la instalación frigorífica

Sin un adecuado mantenimiento de la instalación frigorífica difícilmente se alcanzarán los resultados esperados de ahorro y eficiencia energética en supermercados. Para conseguirlo, es requisito mínimo fundamental, realizar un mantenimiento preventivo, que incluye, entre otros:

• Eliminación de suciedad y obstrucciones en condensadores y evaporadores.
• Sustitución de filtros.
• Control de humedades en la instalación.
• Sugerencias para la ubicación de los productos.
• Ajustes necesarios por cambios de uso de alguna parte de la instalación.
• Verificación de sondas y elementos de regulación.
• Control de la carga y del funcionamiento del circuito.
• Detección de fugas: Monitoreo de posibles fugas de refrigerante que puedan afectar el rendimiento y el medio ambiente.

Un programa de mantenimiento bien estructurado previene fallos, prolonga la vida útil de los equipos y mantiene bajos los costes operativos.

También es importante diferenciar entre mantenimiento preventivo y optimización energética. Una instalación puede no presentar averías evidentes y, sin embargo, consumir más de lo necesario debido a consignas incorrectas, sensores descalibrados, condensadores sucios o estrategias de control inadecuadas.

Análisis de datos y mantenimiento predictivo: + Ahorro y Eficiencia Energética en Supermercados

La implementación de sistemas inteligentes permite:

• Detección temprana de anomalías: Identificación de desviaciones en el rendimiento que puedan indicar problemas incipientes.
• Optimización operativa: Ajustes basados en datos reales para mejorar la eficiencia energética.
• Informes de rendimiento: Generación de informes que faciliten la toma de decisiones y la planificación de mejoras.
• Comparación entre establecimientos: Detección de supermercados con consumos anómalos dentro de la misma cadena.
• Priorización de intervenciones: Clasificación de los avisos según su impacto energético y operativo.

El análisis de datos y el mantenimiento predictivo son herramientas poderosas para mantener y mejorar la eficiencia energética a lo largo del tiempo. 

La calidad de los datos es determinante. Una plataforma de monitorización no generará ahorros si las sondas están mal ubicadas, las variables no están correctamente definidas o no existe un procedimiento para analizar las desviaciones y ejecutar acciones correctivas.

Integración de energías renovables y recuperación de calor

Para maximizar el ahorro y eficiencia energética en supermercados y avanzar hacia una mayor sostenibilidad, se recomienda:

• Integración de energías renovables: Uso de energía solar fotovoltaica para alimentar parcialmente los sistemas de refrigeración.
• Recuperación de calor: Aprovechamiento del calor residual de los compresores para calefacción de espacios o producción de agua caliente sanitaria.
• Coordinación de cargas: Adaptación de los consumos a periodos de mayor disponibilidad de generación renovable, siempre que no se comprometa la conservación del producto.

Estas estrategias no solo reducen el consumo energético, sino que también mejoran la eficiencia global del supermercado.

La implementación de sistemas de refrigeración eficientes es una estrategia clave para lograr el ahorro y eficiencia energética en supermercados. Desde la planificación y diseño hasta el mantenimiento y la integración de energías renovables, cada etapa ofrece oportunidades para optimizar el consumo energético y reducir el impacto ambiental.

Adoptar estas prácticas no solo mejora la sostenibilidad del negocio, sino que también contribuye a su rentabilidad y competitividad en el mercado.

Desde el punto de vista empresarial, la decisión no debe basarse únicamente en el periodo simple de retorno. También deben valorarse el coste total de propiedad, la reducción de averías, el riesgo de pérdida de producto, la disponibilidad de la instalación y la posibilidad de estandarizar soluciones en varios establecimientos.