En Prointer hemos rediseñado el sistema de climatización de una chocolatería industrial en Levante, logrando un 32% de ahorro energético y eliminando los defectos de producción por variaciones térmicas. Este artículo revela:
- Los desafíos únicos del clima mediterráneo para el HVAC industrial
- Cómo seleccionamos la tecnología más adecuada (bombas de calor R-290, UTAs con recuperación entálpica…)
- El estricto cumplimiento de la normativa española 2025 (RITE modificado, Reglamento UE 2024/573)
- El retorno de inversión demostrado: 2.7 años
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Introducción y Contexto Industrial
Table of Contents
La costa mediterránea española, con sus características climáticas particulares (veranos calurosos con humedad relativa elevada e inviernos suaves), plantea desafíos únicos para la industria alimentaria. En el caso concreto de la fabricación de chocolate, las exigencias termohigrométricas son especialmente críticas. Durante el proceso de templado; variaciones de incluso ±0.5°C pueden alterar la estructura cristalina de la manteca de cacao, provocando defectos de aspecto y textura que derivan en importantes pérdidas económicas.
En este contexto, nos enfrentamos al reto de rediseñar completamente el sistema de climatización de una chocolatería industrial. La fábrica, con una superficie de 5,000 m² distribuidos en tres naves de producción y presentaba problemas crónicos de:
- Inestabilidad térmica: las zonas de templado mostraban fluctuaciones de hasta ±3°C entre el día y la noche
- Control deficiente de la humedad: valores que oscilaban entre el 40% y 70% en función de la época del año
- Eficiencia energética pobre: un consumo específico de 85 kWh por tonelada de chocolate producida
El diagnóstico inicial reveló que el sistema existente, instalado en 2012, había quedado obsoleto tanto tecnológicamente como en cuanto al marco normativo.
Especificaciones Técnicas del Nuevo Sistema HVAC
Unidades de Tratamiento de Aire (UTAs)
Se implementaron 18 unidades de tratamiento de aire con las siguientes características:
- Capacidad: 8,000 m³/h cada una
- Filtración:
- Filtros absolutos HEPA H13 en zonas de envasado
- Filtros F9 en áreas de producción general
- Sección de recuperación de calor:
- Recuperador entálpico con eficiencia del 72%
- Material: Fibra de vidrio con tratamiento antibacteriano
Motivo de selección: Las UTAs con recuperación entálpica permiten mantener condiciones estables con menor consumo energético, especialmente importante en un clima con las variaciones estacionales descritas
Bombas de Calor para Control de Temperatura
El sistema incorpora cuatro bombas de calor agua-agua con las siguientes especificaciones:
- Refrigerante: R-290
- Potencia térmica nominal: 280 kW cada una
- Temperatura de trabajo: 35°C a 55°C
- COP estacional: 4.8
Aspectos normativos del R-290:
- Ventajas:
- PCA (Potencial de Calentamiento Atmosférico) = 3
- Cumple con el Reglamento (UE) 2024/573 sobre gases fluorados
- No está sujeto a las restricciones previstas para 2030
- Limitaciones:
- Carga máxima permitida por normativa: 150 gramos por circuito
- Requiere instalación de detectores de gas certificados en sala de máquinas
Red de Distribución
- Tuberías:
- Material: Acero inoxidable AISI 316L (resistente a la corrosión por cloruros)
- Diámetros: Desde DN150 hasta DN250
- Normativa aplicable: UNE-EN 10217-7:2024
- Aislamiento:
- Espesor: 80 mm
- Conductividad térmica: 0.035 W/m·K
- Certificación: Reacción al fuego B-s1,d0 según UNE-EN 13501-1
Cálculos hidráulicos
Se realizan verificando:
- Pérdidas de carga < 200 Pa/m
- Velocidades máximas de 2.5 m/s
Desafíos Técnicos y Soluciones Implementadas
Control de la Humedad en Verano
El clima mediterráneo, con humedades relativas que pueden superar el 80% en julio y agosto, exigió una solución innovadora y eficiente energéticamente, evitando el enfriamiento adiabático directo:
- Sistema de Deshumidificación por Rueda Desecante con Recuperación de Calor:
- Tecnología: Rueda de sílice gel con regeneración mediante calor residual de las bombas de calor (55°C)
- Capacidad: 45 litros/hora
- Consumo específico: 0.6 kWh por litro de agua removida (30% más eficiente que sistemas convencionales)
- Ventajas:
- Precisión: Mantiene 50% HR ±2% incluso con carga térmica variable
- Eficiencia: Aprovecha el calor residual del proceso de refrigeración
- Normativa: Cumple con UNE-EN 13053:2025 para ventilación industrial
- Refrigeración por Chiller de Absorción con Energía Solar:
- Fuente energética: Campo de colectores solares térmicos (120 m²) + apoyo de gas natural
- Capacidad: 350 kW frigoríficos
- Temperatura de agua fría: 6°C para deshumidificación previa
- Integración: Prioriza el uso de energía renovable (cumpliendo DB-HE 2025)
Resultado:
- Estabilidad garantizada: 50% HR ±2% en todas las condiciones exteriores
- Reducción del 40% en consumo eléctrico respecto a soluciones convencionales
- Cero riesgo de contaminación microbiana (eliminado el contacto aire-agua de los sistemas adiabático
Justificación Técnica para no emplear sistemas adiabáticos en el enfriamiento en esta planta
Inicialmente el departamento de Ingeniería del cliente proponía emplear enfriamiento adiabático indirecto pero los motivos para no apostar por esta solución son los siguientes:
Legionella
- Con el sistema implementado nos evitamos los riesgos que puede propiciar un sistema adiabático de legionella y contaminación cruzada (crítico en industria alimentaria según RD 865/2003)
- Evita el aumento de humedad absoluta que genera el adiabático en climas costeros
Innovación y normativa 2025
- La rueda desecante con recuperación de calor está siendo incentivada por el IDAE (Plan de Eficiencia Energética 2025)
- Refrigeración por absorción solar: alineada con Ley 7/2025 de Transición Energética
- Integración con el resto del sistema:
- Compatible con las bombas de calor R-290 (aprovecha su calor residual)
- Mantiene la coherencia con el SCADA y controles existentes
- Rentabilidad:
- Aunque con nuestra elección, la inversión inicial es un 15% superior, el ROI se mantiene en 2.9 años gracias a los ahorros operativos
Integración con los Procesos Productivos
El sistema debía coordinarse perfectamente con:
- Templadoras continuas (ciclos de 25 a 32°C)
- Túneles de enfriamiento (de 12°C a 18°C)
- Zonas de envasado (requerimiento de clase ISO 8)
La solución incluyó:
- Válvulas de equilibrado automático mediante cartuchos tarados
- Válvulas de control termostáticas con actuadores proporcionales
- Sensores de temperatura con precisión de ±0.1°C
- Interfaz con el SCADA de producción
Cumplimiento Normativo
El sistema cumple con:
- Real Decreto 178/2021 (RITE modificado):
- Eficiencia energética mínima del 82%
- Inspecciones periódicas cada 4 años
- Reglamento (UE) 2024/573:
- Uso exclusivo de refrigerantes con PCA < 150
- Limitación de carga de refrigerante según EN 378-1:2024
- UNE-EN 16798-3:2025:
- Calidad del aire interior
- Renovaciones mínimas de 4 volúmenes/hora
- Código Técnico de la Edificación (DB-HE 2025):
- Demanda energética límite para naves industriales
Resultados y Validación del Rendimiento
Datos Operativos
| Parámetro | Antes | Después | Mejora |
|---|---|---|---|
| Consumo específico | 85 kWh/ton | 58 kWh/ton | 32% |
| Estabilidad térmica | ±3°C | ±0.3°C | 90% |
| Humedad relativa | 40-70% | 50% ±3% | – |
| Emisiones CO₂ eq | 420 t/año | 285 t/año | 32% |
Impacto en la Producción
- Reducción del 95% en defectos por “fat bloom” (el fat bloom es un defecto superficial que se manifiesta como una capa blanquecina/grisácea en el producto final, dando apariencia de deterioro. Es un problema crítico en la industria, especialmente en climas como el mediterráneo, donde las condiciones termohigrométricas inestables lo agravan)
- Incremento del 18% en velocidad de producción
- Disminución del 75% en paradas por mantenimiento
Retorno de la Inversión
- Inversión total: €1.15 millones
- Ahorros anuales:
- Energía: €210,000
- Mantenimiento: €75,000
- Incremento producción: €350,000
- ROI: 2.7 años
Conclusiones y Perspectivas Futuras
Este proyecto ha demostrado que:
- La inversión en HVAC de precisión es estratégica para la industria alimentaria, donde las condiciones climáticas pueden comprometer la calidad del producto.
- El uso de refrigerantes naturales como el R-290, aunque requiere cuidados especiales en el diseño, es perfectamente viable y futuro-proof ante la evolución normativa (es decir, inmune a obsolescencia regulatoria):
- Reglamento (UE) 2024/573 sobre gases fluorados:
- Prohibición progresiva de HFCs con PCA >150 (ej. R-404A, usado aún en muchas instalaciones obsoletas).
- El R-290 tiene PCA=3, por lo que no está sujeto a restricciones ni en 2025 ni en las revisiones previstas para 2030.
- En línea con el Pacto Verde Europeo:
- Zero emisiones netas en 2050 → Refrigerantes naturales como el propano son la única opción garantizada a largo plazo.
- Eficiencia energética superior:
- COP estacional >4.8 (vs. 3.5-4.2 de HFOs sintéticos), reduciendo costes operativos futuros.
- Circuito simplificado:
- Menos componentes que sistemas de CO₂ transcrítico (evita inversiones en upgrades posteriores).
- La integración sistémica entre climatización y procesos productivos multiplica los beneficios, más allá del ahorro energético.
Próximos pasos previstos
- Implementación de monitorización predictiva mediante IA
- Estudio para incorporar energía solar térmica en el sistema
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