La evolución y los cambios de la normativa, la eliminación progresiva de los refrigerantes HFC y el desarrollo continuo de la tecnología de refrigeración hacen que el dióxido de carbono (_CO2) se utilice cada vez más como refrigerante en una amplia variedad de aplicaciones. Esto incluye aplicaciones como:

• Supermercados
• Tiendas de conveniencia
• Cámaras frigoríficas
• Congeladores
• Cámaras frigoríficas industriales
• Fabricación de alimentos
• Procesado de alimentos

_{El CO2} tiene un potencial de calentamiento global (PCG) significativamente menor que los refrigerantes HFC, por lo que es menos perjudicial para el medio ambiente que muchos de los gases utilizados anteriormente en estas aplicaciones de refrigeración. La mayoría de estos gases, como el R134a y el R404A, están empezando a dejar de utilizarse debido a su impacto medioambiental. Esto se debe a las normativas establecidas para reducir drásticamente el uso de HFC y su impacto asociado en el clima de la Tierra. En Europa, el Reglamento sobre gases fluorados (UE) 2024/573 tiene el ambicioso objetivo de reducir la cantidad de HFC comercializados en un 98% para 2050 (en comparación con 2015).

En Estados Unidos, el sector de la refrigeración se aborda directamente en la Ley de Innovación y Fabricación de Estados Unidos. En palabras de la propia EPA estadounidense:

«Los hidrofluorocarburos (HFC) son potentes gases de efecto invernadero (GEI). La Ley de Innovación y Fabricación Estadounidense (AIM) autoriza a la EPA a ocuparse de los HFC: reduciendo progresivamente su producción y consumo, maximizando la recuperación y minimizando las emisiones de los equipos, y facilitando la transición a tecnologías de nueva generación mediante restricciones sectoriales a los HFC».

El objetivo general del programa es reducir progresivamente la producción y el consumo de HFC en un 85% respecto a los niveles de referencia para 2036.

Esto crea un gran impulso para que_{el CO2} se convierta en una opción de uso cada vez más atractiva, si se compara con los requisitos y limitaciones derivados de la aplicación de la normativa. Además, los fabricantes de sistemas de refrigeración siguen desarrollando una gama creciente de opciones de sistemas de refrigeración de_CO2 cada vez más eficientes y rentables, lo que permite su adopción más amplia en aplicaciones comerciales.

¿Por qué son necesarios los detectores de_CO2?

Aunque comparativamente es beneficioso para el medio ambiente en comparación con los HFC, en concentraciones elevadas,_{el CO2} puede ser peligroso para los seres humanos porque es un gas tóxico y asfixiante. Los sistemas de refrigeración que utilizan_CO2 también funcionan a altas presiones, a veces de hasta 2.000 psig, lo que significa que si se produce una fuga el gas puede escapar a gran velocidad, creando rápidamente una atmósfera peligrosa.

Los efectos del_CO2 se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1

Concentración deCO2 en el aire (ppm)	Efectos
370	Nivel atmosférico
5,000	Límite de exposición a largo plazo – 8 horas TWA
15,000	Límite de exposición a corto plazo – 15 minutos, algunas molestias físicas
30,000	Dificultades respiratorias, dolor de cabeza, mareos, náuseas
40,000	Límite IDLH (Peligro Inmediato para la Vida y la Salud)
100,000	Pérdida de conciencia, muerte
300,000	Muerte rápida

Las normas de seguridad de los refrigerantes, como la EN 378-1:2016+A1:2020 y la ASHRAE 34-2022, establecen niveles de exposición críticos para evaluar la seguridad de los sistemas de refrigeración y determinar los casos en que se hace necesaria la detección de fugas de refrigerante. Estas normas suelen abarcar escenarios que requieren detección en salas de máquinas y espacios refrigerados como cámaras frigoríficas y congeladores. Además, los mayores tamaños de carga de refrigerante del tipo que suele haber en un gran supermercado aumentan la probabilidad de que sea obligatoria la detección de fugas en zonas amplias, como los congeladores de almacenamiento.

Dada la naturaleza de los sistemas de refrigeración, con el tiempo pueden producirse fugas debido a diversos factores, como un mantenimiento inadecuado, desgaste mecánico, daños accidentales o una instalación incorrecta. Los sistemas altamente presurizados (como los que utilizan_CO2) son especialmente susceptibles a estos problemas, lo que aumenta significativamente el riesgo de fugas.

Los peligros potenciales del_CO2 en una aplicación de venta al por menor de alimentos son muy reales. Por ejemplo, en un sistema de refrigeración que utilice_CO2 como refrigerante, en una cámara frigorífica típica con un volumen de ²⁵ m3 y una tasa de intercambio de aire de una vez por hora, podemos calcular que una tasa de fuga de 500 g/h creará una atmósfera con 40.793 ppm de_CO2 en sólo 250 segundos.

Esto supera el nivel de 40.000 ppm en el que_{el CO2} representa un peligro inmediato para la vida y la salud, según las directrices de la OSHA.

Además de los problemas de seguridad, las fugas de refrigerante_{de CO2} plantean importantes riesgos económicos, ya que pueden provocar una refrigeración inadecuada que no cumpla las normas esenciales de seguridad alimentaria o, en casos extremos, el fallo completo del sistema. Estos sucesos pueden provocar el deterioro de los alimentos, con el consiguiente desperdicio y profundas consecuencias económicas. En el caso de productos de gran valor, como la carne de vacuno madurada en seco o los helados de lujo, una sola fuga de refrigerante no tratada puede acarrear costes de decenas de miles de dólares.

Selección de un detector de fugas de_CO2 adecuado

La detección de dióxido de carbono sirve para multitud de propósitos en diversos ámbitos, desde garantizar la Calidad del Aire Interior (CAI) hasta salvaguardar los entornos laborales y controlar los sistemas de refrigeración. Sin embargo, la idoneidad de los dispositivos de monitorización de_CO2 varía significativamente en función de la aplicación prevista, sobre todo cuando se trata de la detección de fugas en entornos de refrigeración.

En el proceso de selección de un detector de fugas de CO2, hay dos factores fundamentales que deben considerarse con especial atención: el tiempo de respuesta y la temperatura de funcionamiento.

Dado el potencial de las fugas de_CO2 para aumentar rápidamente y crear condiciones peligrosas, la capacidad de respuesta de un detector de gas refrigerante es primordial. Los instrumentos diseñados para controlar continuamente los cambios graduales en los niveles atmosféricos_{de CO2}, utilizados habitualmente en contextos de IAQ, pueden carecer de la rápida respuesta necesaria para la detección eficaz de fugas.

En los escenarios de detección de fugas, en los que es crucial actuar con rapidez para evitar el inicio de situaciones peligrosas, un tiempo de respuesta rápido no sólo es indispensable, sino que es obligatorio según las normas de seguridad de los refrigerantes. En consecuencia, corresponde a los operadores evaluar a fondo no sólo el tiempo de respuesta estipulado del sensor integrado en un detector de fugas, sino también, y quizá de forma más significativa, el tiempo de respuesta global del instrumento como unidad cohesionada.

Cabe destacar que las complejidades del diseño de los dispositivos de detección pueden influir significativamente en la velocidad a la que el gas llega al sensor de_CO2. Por ejemplo, las configuraciones que permiten la exposición directa del sensor a la atmósfera controlada suelen ofrecer tiempos de respuesta más rápidos. Por el contrario, en ciertos diseños de instrumentos en los que el gas debe atravesar un tubo capilar antes de llegar al sensor, el tiempo de respuesta puede prolongarse considerablemente, lo que puede socavar la eficacia de la capacidad de respuesta inherente al sensor.

Por tanto, garantizar una alineación total entre el tiempo de respuesta del detector de gases y los requisitos específicos de la aplicación es de vital importancia para aprovechar plenamente las ventajas previstas del dispositivo. Esto requiere una evaluación matizada del diseño y las capacidades del instrumento para determinar su idoneidad para el uso previsto.

Además, más allá de las consideraciones sobre el tiempo de respuesta, el rango de temperatura de funcionamiento del detector de_CO2 justifica un escrutinio cuidadoso. Dados los diversos entornos operativos que se encuentran en los entornos de refrigeración, incluidas las temperaturas extremas, es imprescindible seleccionar un detector capaz de funcionar con fiabilidad dentro del intervalo de temperatura designado.

En esencia, aunque las tecnologías de detección de_CO2 ofrecen conocimientos y capacidades inestimables en todo un espectro de aplicaciones, a la hora de seleccionar sistemas para la detección de fugas en sistemas de refrigeración, es indispensable adoptar un enfoque perspicaz en la selección de dispositivos, teniendo en cuenta factores como el tiempo de respuesta y la temperatura de funcionamiento, para garantizar un rendimiento óptimo y velar por la seguridad del personal que trabaja con el sistema de refrigeración y en sus proximidades.

Implantación de la Detección de_CO2: Buenas prácticas y consideraciones

Cuando se trata de detectar eficazmente_{el CO2}, es esencial comprender el comportamiento de este gas. El_CO2 es marginalmente más denso que el aire, lo que significa que tiende a descender hacia el suelo con el tiempo. En consecuencia, para una detección óptima, se recomienda instalar los detectores de gas a niveles más bajos, aproximadamente a 20 cm del suelo. Sin embargo, circunstancias específicas pueden justificar desviaciones de este planteamiento estándar.

Por ejemplo, en entornos como las cámaras frigoríficas, donde la dinámica del flujo de aire es diferente, colocar el detector de gas en una pared lateral dentro del flujo de aire de retorno al evaporador suele considerarse la estrategia más eficaz. Este posicionamiento garantiza que se detecte rápidamente cualquier presencia de_CO2, salvaguardando la integridad de los bienes almacenados.

La colocación estratégica de detectores de gas cerca de posibles fuentes de fugas es otro aspecto crítico de la detección eficaz de_CO2. Estas fuentes incluyen válvulas, bridas, juntas y reductores de presión, donde es más probable que se produzcan fugas. Además, colocar los detectores cerca de zonas con una alta concentración de refrigerante, como compresores, depósitos/cilindros de almacenamiento, tuberías y conductos, aumenta la sensibilidad de detección.

También es vital tener en cuenta los patrones de flujo de aire y ventilación. Los sistemas de ventilación, tanto naturales como mecánicos, pueden influir en la dispersión del gas fugado en el entorno. Dado que_{el CO2} se dispersa con relativa lentitud, especialmente en espacios confinados, la ventilación desempeña un papel crucial en el desplazamiento de las nubes de gas y la ayuda a la detección. Colocar detectores de gas dentro de las trayectorias del flujo de aire garantiza una cobertura completa y maximiza la probabilidad de detección precoz.

Merece la pena señalar que determinar el número óptimo de sensores y sus ubicaciones precisas para una aplicación determinada no se rige por reglas o normas universales. Por el contrario, requiere una cuidadosa consideración de los factores ambientales específicos y de los riesgos potenciales presentes. Por tanto, la orientación proporcionada sirve de marco para ayudar a los instaladores a tomar decisiones informadas y adaptadas a cada situación única.

En última instancia, el cumplimiento de todas las normativas locales, estatales y nacionales pertinentes es primordial. El cumplimiento garantiza no sólo la seguridad de las instalaciones, sino también la protección frente a posibles responsabilidades. Al implantar sistemas de detección de_CO2 de acuerdo con las mejores prácticas y normativas, las empresas pueden mitigar los riesgos con eficacia y mantener la continuidad operativa.

Detección Eficaz de Gas_{Refrigerante CO2}

El uso de_CO2 en aplicaciones de venta minorista de alimentos plantea retos a los operadores, algunos de los cuales son similares a los que se plantean cuando se utilizan refrigerantes HFC, y otros son nuevos. Una forma clara de mitigar el riesgo de seguridad que suponen las fugas de_CO2 es la implantación de un sistema de detección de gases refrigerantes bien diseñado y correctamente implementado.

Esto comienza con la selección de sensores adecuados integrados en un detector de gas refrigerante diseñado para la aplicación. Una instalación bien planificada, que tenga en cuenta el comportamiento y las características del_CO2 cuando se fuga, puede proporcionar un sistema de detección de fugas de refrigerante totalmente eficaz que forme parte del diseño más amplio del sistema de seguridad de refrigeración.