Este proyecto integrador se centra en el análisis de un ciclo de refrigeración en cascada que emplea CO2 como refrigerante para abastecer a un supermercado, con el objetivo de comparar dos configuraciones mediante cálculos teóricos y simulaciones. Además, busca dimensionar el sistema elegido para reemplazar las instalaciones convencionales, evaluando cargas, eficiencia energética e impacto ambiental. La iniciativa busca promover la sostenibilidad ambiental al reducir emisiones y disminuir costos de energía, contribuyendo a la mitigación de gases de efecto invernadero. El proyecto se desarrolló siguiendo los estándares de ASHRAE y ANSI/AHRI, garantizando el cumplimiento de especificaciones técnicas para materiales y equipos con los refrigerantes CO2 y NH3. La configuración resultante del ciclo en cascada, con una combinación de CO2 y NH3, exhibió un coeficiente de rendimiento de 3.51, superando a la alternativa con doble CO2. La inversión inicial ascendió a $63,462.56, con una tasa interna de retorno del 80% en los primeros 3 años de operación del sistema. Este proyecto marca un hito significativo en la investigación de sistemas de refrigeración en cascada al enfocarse en la aplicación del dióxido de carbono (R744) como refrigerante, combinado con NH3. Este enfoque no solo representa un avance en la mitigación de impactos medioambientales, sino que también demuestra la viabilidad económica del proyecto. Palabras Clave: Sostenibilidad, Eficiencia Energética, Impacto Ambiental, Análisis Térmico.