Un ingeniero de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) ha desarrollado un método que permite reducir hasta un 16,10% el consumo energético de los congeladores horizontales utilizados en los supermercados. La investigación también ha conseguido mejorar la conservación de los alimentos al disminuir la temperatura de los productos almacenados.
El responsable de este avance es Ricardo Soto Armendáriz, ingeniero en Tecnologías Industriales por la UPNA, que ha presentado los resultados en su tesis doctoral. El trabajo se ha desarrollado en Global and Local Solutions (GLS), la unidad de investigación y desarrollo del grupo empresarial EXKAL, dentro del programa de Doctorados Industriales del Gobierno de Navarra.
La tesis ha estado dirigida por los profesores Antonio Rodríguez García y Miguel Araiz Vega, del Departamento de Ingeniería de la UPNA. Este último también es investigador del Instituto de Smart Cities (ISC).
El estudio ha puesto el foco en un tipo de equipamiento muy habitual en los supermercados: los muebles frigoríficos horizontales, utilizados para conservar productos refrigerados y congelados. Su funcionamiento continuo supone un importante gasto de electricidad para los establecimientos comerciales.
Según explica el investigador, el sector de la refrigeración comercial representa alrededor del 20% del consumo eléctrico mundial. Por su parte, la conservación de alimentos en supermercados supone el 2,51% del consumo eléctrico nacional.
Estas cifras han adquirido especial relevancia ante el endurecimiento de las normativas europeas de eficiencia energética, impulsadas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, la contaminación y el impacto del consumo energético sobre el calentamiento global.
Hasta ahora, buena parte de las investigaciones científicas se habían centrado en mejorar los muebles frigoríficos verticales. Sin embargo, Ricardo Soto ha decidido estudiar las posibilidades de ahorro de los equipos horizontales, un ámbito con un importante margen de mejora.
Para ello, ha desarrollado una metodología basada en la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). Esta tecnología permite analizar mediante modelos informáticos cómo circula el aire dentro de los congeladores y cómo se distribuyen las temperaturas.
El investigador ha combinado estos modelos con ensayos experimentales para identificar los principales problemas que provocan pérdidas de eficiencia. Entre ellos destacan la entrada de aire caliente desde el exterior y las fugas de aire frío desde el interior de los equipos.
“Los desarrollos validados experimentalmente son capaces de reproducir la distribución de temperaturas y velocidades del aire dentro de los muebles”, ha explicado Soto.
A partir de estos resultados, la investigación ha permitido introducir modificaciones en el diseño de los congeladores para mejorar la circulación del aire y reducir las pérdidas energéticas.
Los resultados han sido especialmente significativos. Según el tipo de optimización aplicada, los equipos han conseguido reducir su consumo eléctrico hasta un 16,10% y disminuir 0,78 grados la temperatura de los alimentos expuestos.
“En función de la optimización planteada, se pueden alcanzar reducciones del 16,10% en el consumo energético del mueble, y reducciones de 0,78 grados en la temperatura del producto expuesto”, ha señalado el ingeniero.
Estas mejoras también han permitido mejorar en un nivel el etiquetado energético de los muebles frigoríficos estudiados, lo que supone un avance para los fabricantes que buscan adaptar sus productos a las exigencias europeas.
Además, la reducción de la temperatura máxima de los alimentos permite elevar la temperatura de evaporación del sistema frigorífico. Este ajuste puede generar ahorros energéticos adicionales y favorecer un funcionamiento más eficiente del equipo.
La metodología desarrollada por el ingeniero de la Universidad Pública de Navarra también presenta ventajas para la industria. Gracias a las simulaciones informáticas, los fabricantes pueden analizar diferentes diseños antes de construir prototipos físicos.
De esta manera, las empresas pueden reducir los tiempos y costes de desarrollo, limitar la necesidad de ensayos experimentales y acelerar la llegada al mercado de nuevos equipos de refrigeración más eficientes.
“Desde la perspectiva industrial, la metodología desarrollada se perfila como una herramienta eficaz para reducir los tiempos y costes vinculados al prototipado y a los ensayos experimentales, facilitando la toma de decisiones de diseño y acelerando la implantación de soluciones más eficientes en el mercado”, ha destacado Soto.
El investigador también ha señalado que la aplicación de la dinámica de fluidos computacional puede resultar fundamental para optimizar los armarios frigoríficos destinados a la venta directa. Los cambios en su geometría y en la circulación del aire tienen un efecto directo sobre el consumo eléctrico y la conservación de los productos.
La investigación se ha realizado en GLS, la unidad de I+D empresarial del grupo EXKAL, reconocida por el Gobierno de Navarra. Esta colaboración entre la universidad y la empresa ha permitido trasladar los resultados científicos a un ámbito de aplicación industrial.
Ricardo Soto Armendáriz cursó el Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales y el Máster en Ingeniería Industrial en la Universidad Pública de Navarra.
Desde 2022 trabaja como R&D Project Manager en GLS, donde ha desarrollado su tesis doctoral. En esta empresa es responsable técnico de proyectos relacionados con eficiencia energética, acumulación térmica, refrigeración adiabática, gestión energética y refrigeración termoeléctrica.
Además de dirigir proyectos de investigación y desarrollo tecnológico, el ingeniero ha participado con ponencias y comunicaciones en congresos científicos nacionales e internacionales y cuenta con publicaciones en revistas especializadas.
