Historia de la Refrigeracion

REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO
PROF. ROBERTO RODRÍGUEZ RAMÍREZ


HISTORIA DE LA REFRIGERACIÓN

Desarrollo de la refrigeración
La refrigeración moderna tiene muchas aplicaciones. La primera, y probablemente la más importante, es la preservación de los alimentos.

La mayoría de los alimentos que se mantienen a temperatura ambiente se descomponen rápidamente. Esto es debido al desarrollo de bacterias. A temperaturas de refrigeración de aproximadamente 40º F, las bacterias se desarrollan lentamente. Los alimentos a estas temperaturas se mantendrán por más tiempo. La refrigeración preserva los alimentos manteniéndolos fríos.

Otra aplicación importante de la refrigeración incluye el acondicionamiento del aire, el enfriamiento de bebidas y el control de humedad. Muchos procesos de manufactura también utilizan la refrigeración.

La industria de la refrigeración se vuelve importante en el siglo 18. La refrigeración en sus inicios era obtenida por el uso de hielo. Hielo de lagos y estanques era cortado y almacenado en invierno en cuartos de almacenaje insulados para su uso en verano.
El uso de hielo natural requería contenedores insulados o cajas de hielo para tiendas, restaurantes y hogares. Estas unidades aparecieron en gran escala durante el siglo 19.
El hielo fue hecho artificialmente la primera vez para 1820 como un experimento. No es hasta 1834 que la fabricación de hielo artificial se hace práctica. Jacobo Perkins, un ingeniero americano, invento la máquina que sería la precedora de los sistemas de compresión modernos. Michael Faraday descubrió el principio de la refrigeración por absorción para 1824. No fue hasta 1855 que un ingeniero alemán construye el sistema.
Poco hielo artificial fue producido hasta 1890. Durante 1890, un invierno caliente resulto en una escasez de hielo natural. Esto aceleró el desarrollo de la industria mecánica de la fabricación de hielo.

La refrigeración mecánica doméstica apareció por primera vez para 1910. J.M. Larsen produjo para 1913 una máquina doméstica operada manualmente. Para 1918 Kelvinator produce el primer refrigerador automático doméstico para el mercado americano. Ese año vendieron 67 máquinas. Hoy día millones de unidades son vendidas cada año.

El primero de los sistemas sellados o herméticos de refrigeración fue fabricado por la General Electric en 1828. Éste fue llamado el monitor en el tope.

Para comienzo de los 1920s, la refrigeración doméstica se volvió una industria importante. La Electrolux, que fue una de las unidades automáticas de absorción, apareció en 1927.

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La congelación rápida para la preservación de alimentos por periodos prolongados comenzó para 1923. Esto marcó el inicio de la industria moderna para alimentos congelados. Las unidades automáticas para confort de aire acondicionado aparecieron para 1927.

Los sistemas mecánicos de refrigeración fueron conectados a plantas de calefacción para proveer enfriamiento en verano para finales de los 1920s. Para 1940, prácticamente todas las unidades domésticas eran del tipo hermético. Unidades comerciales exitosamente han sido desarrolladas y utilizadas. Estas unidades son capaces de refrigerar grandes almacenes de almacenamiento de alimentos. Pueden proveer enfriamiento para confort de grandes auditorios. También pueden producir bajas temperaturas para uso de muchas aplicaciones comerciales.

En 1935, Frederick McKinley Jones produjo un sistema de refrigeración automático para vagones de arrastre. De un lento comienzo a finales de los 1930s, la industria del acondicionamiento de aire de autos ha tenido un gran desarrollo.

Comenzando en los 1960s, el mercado del acondicionamiento de aire ha experimentado un tremendo desarrollo. La energía era barata y de ahí que los acondicionadores de aire se volvieron comunes en muchos hogares. La energía solar y otras fuentes de energía alterna se han vuelto fuentes adicionales de energía para trabajar los sistemas de calefacción y enfriamiento.

Debido a un tremendo crecimiento en la tecnología para 1990, todas las áreas relacionadas a la refrigeración y aire acondicionado utilizan microprocesadores para controlar sus funciones de operación. El propósito de estos sistemas es mejorar su eficiencia y funcionamiento. Para 1990, el acondicionador de aire en los automóviles se volvió un equipo estándar como la transmisión automática.


Calor

Calor es una forma de energía. Ésta tiene una relación con el átomo, la parte más pequeña indivisible de un elemento. Indivisible implica que si el átomo se rompe en sus componentes, dejara de ser ese elemento. Toda sustancia está compuesta de pequeños átomos, los cuales combinados, forman la molécula. Todo átomo está en estado de rápido movimiento.

Según la temperatura de una sustancia aumenta, los átomos se mueven más rápidamente. Si todo el calor de una sustancia es removido, todo movimiento molecular se detiene.
La unidad de medida de calor en el sistema inglés es la unidad térmica Británica conocida por sus siglas en inglés como Btu (¨British termal unit¨). La unidad métrica es el julio (¨joule¨) o la caloría.

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Si una sustancia es calentada, el calor es añadido; si es enfriada, el calor es removido.
La cantidad de calor en una sustancia es igual a la masa de la sustancia multiplicada por su temperatura. La cantidad de calor en una sustancia puede afectar grandemente la naturaleza de la sustancia. Añadiendo calor causa que la mayoría de las sustancias expandan. Removiendo calor causa que éstas se contraigan.

La mayoría de las sustancias cambian su estado físico con la adición o la remoción de calor. Por ejemplo, el hielo es sólido. Si se le añade calor al hielo, éste se derretirá y se volverá agua que es líquido. Añadirle más calor puede causar que se vuelva en vapor de agua. El ciclo de refrigeracion del tipo por compresión hace uso de este principio en su operación.

Flujo del calor

El calor siempre viaja de una sustancia caliente a una sustancia fría. Los átomos de rápido movimiento ceden su energía a los átomos de movimiento lento. De aquí, que cada átomo en rápido movimiento lo disminuyen y los lentos lo aceleran.
El calor causa que algunos sólidos se vuelvan líquidos o gases, o que algunos líquidos se vuelvan gases. Enfriarlos puede revertir el proceso. El átomo que compone la molécula de esta sustancia actúa en diferente manera con la temperatura.

Frío

Frío significa ausencia de calor o lo que se conoce como baja temperatura. Frío es el resultado de la remoción de calor. Un refrigerador produce frío sacando el calor del interior de su gabinete.
El refrigerador no destruye el calor. Lo bombea del interior de su gabinete hacia el exterior de éste. El calor siempre viaja de una sustancia a alta temperatura hacia una sustancia de más baja temperatura (segunda ley de la termodinámica). El calor no puede viajar espontáneamente de un cuerpo frío a un cuerpo caliente.

El frío preserva los alimentos

La descomposición de los alimentos se debe al desarrollo de bacterias en estos. Según la molécula se mueve lentamente, tiene un efecto importante en la presencia de las bacterias presentes en la mayoría de los alimentos. Disminuyendo el movimiento por enfriamiento de la molécula hace más lento el organismo. El frío o las bajas temperaturas disminuyen el desarrollo de las bacterias. De aquí que los alimentos no se descomponen tan rápidamente. Si las bacterias se pueden controlar el que aumenten, el alimento estará más tiempo conservado. Frecuentemente, un pequeño cambio de temperatura puede hacer una gran diferencia en el desarrollo de las bacterias.


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La mayoría de los alimentos contienen una cantidad considerable de agua. Por eso los alimentos deberán mantenerse por encima de la temperatura de congelación (32º F).

Si los alimentos son congelados lentamente o cercanos a la temperatura de congelación del agua, los cristales que se formarán serán grandes. Su desarrollo romperá el tejido del alimento. Cuando sea descongelado, éste se descompondrá rápidamente; su apariencia y sabor se podrán ver afectados.

La congelación rápida a bien bajas temperaturas, 0 a -15º F, forma unos pequeños cristales que no dañan el tejido del alimento. Los congeladores de alimentos son mantenidos a temperaturas que están a 0º F o por debajo. Los alimentos colocados en los congeladores se congelarán rápido. Existe una diferencia entre refrigerar y congelar. La temperatura correcta para refrigerar alimentos frescos es de 35º F a 45º F. Para producir hielo, una temperatura más baja de 32º F es necesitada.

Temperatura y medidas de temperatura

Temperatura mide la intensidad de calor o el nivel de calor de una sustancia. La temperatura sola no da la cantidad de calor en una sustancia. Esta indica le grado de caliente, cuan caliente o frio la sustancia o cuerpo están. En la teoría molecular del calor, la temperatura indica la velocidad de movimiento de las moléculas. Es importante no utilizar la palabra calor y temperatura descuidadamente.
La temperatura mide la velocidad del movimiento del átomo. Calor es la energia termal del átomo multiplicada por el numero de átomos (masa) así afectada.
La unidad convencional americana de medida de temperatura es el grado Fahrenheit (°F). La unidad internacional métrica de temperatura es el Celsius (°C). Los intervalos de temperatura (espacios entre grados) en la escala Kelvin son los mismos que en la Celsius.