Capacitación y Formación, Guías Técnicas

Manual de Refrigeración | Refrigerantes Industriales – Amoníaco y Dióxido de Carbono

Manual de Refrigeración Ceridono · Parte III · Capítulo 18 de 96 · Ficha 4 de 5

Refrigerantes naturales industriales — CO₂, amoníaco

Los dos refrigerantes naturales de mayor peso en refrigeración industrial y comercial de gran escala, cada uno exigiendo respeto por una razón muy distinta: el CO₂ por su presión, el amoníaco por su toxicidad.

Esta es la ficha 4 de 5 de la Parte III. El dióxido de carbono (R744) y el amoníaco (R717) son los dos refrigerantes naturales de mayor peso en refrigeración industrial y comercial de gran escala: cámaras frigoríficas, plantas de proceso, supermercados, plantas de hielo. Ambos son inorgánicos, ambos tienen un GWP prácticamente nulo, y ambos exigen respeto por razones muy distintas: el CO₂ por sus presiones de trabajo extremas, el amoníaco por su toxicidad.

Este capítulo presenta sus propiedades técnicas principales. Su tratamiento en profundidad —diseño de instalaciones, normativa específica y equipos— excede el alcance de un manual de formación general y corresponde a especializaciones posteriores; aquí se sientan las bases que todo técnico frigorista debe conocer.

RefrigeranteComposiciónGWP aprox.Presión sat. aprox. a 25 °CClasificación de seguridad
R744 (CO₂)Compuesto inorgánico, dióxido de carbono1~64 bar (930 psi) — crítico a 31,1 °C / 73,8 barA1 (no tóxico, no inflamable; riesgo de asfixia en espacios confinados)
R717 (amoníaco)Compuesto inorgánico, NH₃0~10 bar (145 psi)B2L (tóxico, inflamabilidad baja)
Presión de trabajo aproximada a 25 °C 0 20 bar 40 bar 60 bar ~15,5 bar HFC típico (ref. R410A) ~10 bar Amoníaco (R717) ~64 bar CO₂ (R744)
El CO₂ trabaja a una presión varias veces mayor que un HFC convencional o que el amoníaco; su punto crítico (31,1 °C / 73,8 bar) obliga a muchos sistemas comerciales a operar en ciclo transcrítico.

R744 — Dióxido de carbono

El CO₂ es un refrigerante inorgánico, no tóxico y no inflamable (clasificación A1), con un GWP de referencia igual a 1 —es literalmente la sustancia contra la que se mide el GWP de todos los demás refrigerantes—. Su característica distintiva es su presión de trabajo, muy superior a la de cualquier HFC: por eso los equipos de CO₂ usan componentes, tuberías y herramientas específicamente diseñados para esas presiones, no compatibles con los de un sistema HFC convencional. Otro rasgo particular es su punto crítico, a apenas 31,1 °C: por encima de esa temperatura el CO₂ no puede condensar como líquido normal, por lo que en climas cálidos muchos sistemas comerciales operan en ciclo transcrítico, con el lado de alta presión funcionando por encima del punto crítico. Se usa en refrigeración comercial (supermercados, muchas veces en sistemas en cascada combinados con HFC o amoníaco en la etapa de baja temperatura), en refrigeración industrial y en algunas bombas de calor. Requiere aceites POE o PAG de formulación específica, capaces de trabajar a esas presiones y temperaturas.

R717 — Amoníaco

El amoníaco es, desde el punto de vista termodinámico, uno de los mejores refrigerantes conocidos: alto calor latente, buena eficiencia energética, presión de trabajo moderada (similar a la del R22 o el R404A) y GWP igual a cero. Se usa desde fines del siglo XIX y sigue siendo el refrigerante dominante en refrigeración industrial de gran escala: cámaras frigoríficas, frigoríficos, plantas de proceso alimentario, pistas de hielo. Su limitación principal es la toxicidad: está clasificado B2L, con «B» indicando toxicidad alta y «2L» una inflamabilidad baja con velocidad de combustión reducida. Tiene un olor extremadamente penetrante que actúa como alarma natural ante fugas mínimas, mucho antes de alcanzar concentraciones peligrosas, lo cual es a la vez una ventaja de detección y una señal de que hay que evacuar y ventilar de inmediato. No es compatible con el cobre ni sus aleaciones —ataca estos materiales—, por lo que las instalaciones de amoníaco usan acero. El aceite (mineral o sintético, no POE) no es miscible con el amoníaco, por lo que se separa y se acumula en el fondo de los recipientes, requiriendo separadores de aceite y purgas periódicas. Por su toxicidad, su uso queda casi siempre reservado a instalaciones industriales con personal específicamente capacitado.

⚠ Seguridad

Una fuga de amoníaco en un espacio cerrado es una emergencia real: puede causar quemaduras químicas en piel y vías respiratorias y, en concentraciones altas, ser letal. Una fuga de CO₂ en un espacio confinado sin ventilación desplaza el oxígeno del aire y puede provocar asfixia sin ningún aviso sensorial (el CO₂ no tiene olor perceptible en las concentraciones de riesgo). Ningún técnico sin capacitación específica en refrigerantes industriales debe intervenir en un sistema de amoníaco o CO₂ de gran carga.

Resumen

  • CO₂ (R744) y amoníaco (R717) son refrigerantes naturales inorgánicos con GWP prácticamente nulo.
  • El CO₂ trabaja a presiones muy superiores a las de un HFC y tiene un punto crítico bajo (31,1 °C), lo que obliga a diseños transcríticos en muchas aplicaciones.
  • El amoníaco tiene excelente eficiencia termodinámica y presión moderada, pero es tóxico (clasificación B2L) y ataca al cobre.
  • Ambos se usan principalmente en refrigeración industrial y comercial de gran escala, con personal capacitado.

Capítulos relacionados

  • Capítulo 14 — Qué es un refrigerante
  • Capítulo 17 — Refrigerantes naturales e inflamables — R290, R600a
  • Capítulo 19 — Otros refrigerantes actuales y tendencias — HFO, mezclas de reemplazo (próximo capítulo)
  • Capítulo 29 — Refrigerantes naturales
  • Capítulo 82 — Sistemas de refrigeración comercial
  • Capítulo 89 — Seguridad en trabajos de refrigeración

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