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Máquina de hielo

Bloques de hielo manufacturado en la fábrica de hielo de Grimsby antes de ser triturados, 1990. Una máquina de hielo puede referirse a un dispositivo doméstico para fabricar hie...

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Bloques de hielo manufacturado en la fábrica de hielo de Grimsby antes de ser triturados, 1990.

Una máquina de hielo puede referirse a un dispositivo doméstico para fabricar hielo , que se encuentra dentro de un congelador , a un aparato independiente para hacer hielo o a una máquina industrial para producir hielo a gran escala. El término "máquina de hielo" generalmente se refiere al aparato independiente.

El generador de hielo es la parte de la máquina de hielo que produce el hielo. Esto incluye el evaporador y cualquier sistema de accionamiento, control o subchasis asociado que participe directamente en la fabricación y descarga del hielo para su almacenamiento. Cuando la mayoría de la gente habla de un generador de hielo, se refiere únicamente a este subsistema de fabricación de hielo, sin incluir la refrigeración.

Una máquina de hielo , sobre todo si se describe como «compacta», suele ser una máquina completa que incluye refrigeración, controles y dispensador, y que solo requiere conexión a la red eléctrica y al suministro de agua. El término «fabricador de hielo» es más ambiguo, ya que algunos fabricantes describen sus máquinas de hielo compactas como tales, mientras que otros utilizan este término para sus generadores.

Historia

Patente de máquina de hielo de Andrew Muhl, con fecha del 12 de diciembre de 1871.

En 1748, William Cullen demostró en la Universidad de Glasgow la primera refrigeración artificial conocida. [ 1 ] El Sr. Cullen nunca utilizó su descubrimiento con fines prácticos. Esta podría ser la razón por la que la historia de las máquinas de hielo comienza con Oliver Evans , un inventor estadounidense que diseñó la primera máquina de refrigeración en 1805. En 1834, Jacob Perkins construyó la primera máquina de refrigeración práctica que utilizaba éter en un ciclo de compresión de vapor. Este inventor, ingeniero mecánico y físico estadounidense recibió 21 patentes estadounidenses y 19 inglesas (por innovaciones en máquinas de vapor, la industria de la imprenta y la fabricación de armas, entre otras) y hoy se le considera el padre del refrigerador. [ 2 ]

En 1844, el médico estadounidense John Gorrie construyó un refrigerador basado en el diseño de Oliver Evans para producir hielo y enfriar el aire para sus pacientes con fiebre amarilla. [ 3 ] Sus planes datan de 1842, lo que lo convierte en uno de los padres fundadores del refrigerador. Desafortunadamente para John Gorrie, sus planes de fabricar y vender su invento se toparon con la feroz oposición de Frederic Tudor , el "Rey del Hielo" de Boston. Para entonces, Tudor enviaba hielo desde Estados Unidos a Cuba y planeaba expandir su negocio a la India. Temiendo que el invento de Gorrie arruinara su negocio, inició una campaña de desprestigio contra el inventor. En 1851, John Gorrie recibió la patente estadounidense 8080 para una máquina de hielo. [ 4 ] Tras luchar contra la campaña de Tudor y la muerte de su socio, John Gorrie también murió, arruinado y humillado. Sus planos originales de la máquina de hielo y el prototipo se conservan hoy en el Museo Nacional de Historia Americana, Instituto Smithsonian en Washington, D.C. [ 5 ]

En 1853, Alexander Twining recibió la patente estadounidense número 10221 para una máquina de hielo. Los experimentos de Twining condujeron al desarrollo del primer sistema de refrigeración comercial, construido en 1856. También estableció el primer método artificial para producir hielo. Al igual que Perkins antes que él, James Harrison comenzó a experimentar con la compresión de vapor de éter. En 1854, construyó con éxito una máquina de refrigeración capaz de producir 3000 kilogramos de hielo al día y, en 1855, recibió una patente para una máquina de hielo en Australia, similar a la de Alexander Twining. Harrison continuó sus experimentos con la refrigeración. Hoy en día, se le reconocen sus importantes contribuciones al desarrollo de los diseños y estrategias de funcionamiento de los sistemas de refrigeración modernos. Estos sistemas se utilizaron posteriormente para transportar carne refrigerada por todo el mundo.

En 1867, Andrew Muhl construyó una máquina de hielo en San Antonio, Texas , para dar servicio a la creciente industria cárnica, antes de trasladarla a Waco en 1871. [ 6 ] En 1873, la patente de esta máquina fue adquirida por Columbus Iron Works, [ 7 ] que produjo las primeras máquinas de hielo comerciales del mundo. William Riley Brown fue su presidente y George Jasper Golden su superintendente.

En 1876, el ingeniero alemán Carl von Linde patentó el proceso de licuefacción de gas que posteriormente se convertiría en una parte importante de la tecnología básica de refrigeración ( Patente estadounidense n.° 1027862 ). En 1879 y 1891, dos inventores afroamericanos patentaron diseños mejorados de refrigeradores en los Estados Unidos ( Thomas Elkins – Patente estadounidense n.° 221222 y John Standard – Patente estadounidense n.° 455891, respectivamente ).

En 1902, la familia Teague de Montgomery compró el control de la empresa. Su último anuncio en Ice and Refrigeration apareció en marzo de 1904. [ 8 ] En 1925, el interés mayoritario en Columbus Iron Works pasó de la familia Teague a WC Bradley de WC Bradley, Co. [ 8 ] A Jurgen Hans se le atribuye la invención de la primera máquina de hielo para producir hielo comestible en 1929. En 1932 fundó una empresa llamada Kulinda y comenzó a fabricar hielo comestible, pero para 1949 el negocio cambió su producto principal del hielo al aire acondicionado central.

Las máquinas de hielo desde finales del siglo XIX hasta la década de 1930 utilizaban gases tóxicos como amoníaco (NH₃ ) , cloruro de metilo (CH₃Cl ) y dióxido de azufre (SO₂ ) como refrigerantes. Durante la década de 1920, se registraron varios accidentes mortales causados ​​por fugas de cloruro de metilo en los refrigeradores. En la búsqueda de refrigerantes alternativos, especialmente el cloruro de metilo, se inició una investigación conjunta entre empresas estadounidenses. El resultado de esta investigación fue el descubrimiento del Freón . En 1930, General Motors y DuPont fundaron Kinetic Chemicals para producir Freón, que posteriormente se convertiría en el estándar para casi todos los refrigeradores domésticos e industriales. El Freón original producido en ese momento era clorofluorocarbono , un gas moderadamente tóxico que provocaba el agotamiento de la capa de ozono. [ 9 ]

Principio de fabricación de hielo

Todos los equipos de refrigeración constan de cuatro componentes clave: el evaporador , el condensador , el compresor y la válvula de expansión . Las máquinas de hielo funcionan de la misma manera. La función del compresor es comprimir el vapor refrigerante a baja presión hasta convertirlo en vapor a alta presión y enviarlo al condensador. Allí, el vapor a alta presión se condensa en líquido a alta presión y se drena a través de la válvula de expansión para convertirse en líquido a baja presión. En este punto, el líquido se conduce al evaporador, donde se produce el intercambio de calor y se forma el hielo. Este es un ciclo completo de refrigeración.

Máquinas de hielo para el consumidor

Máquinas de hielo para congeladores

Máquina de hielo (para clientes del hotel)

Las máquinas de hielo automáticas para el hogar fueron ofrecidas por primera vez por la empresa Servel alrededor de 1953. [ 10 ] [ 11 ] Generalmente se encuentran dentro del compartimento congelador de un refrigerador . Producen cubitos de hielo en forma de media luna a partir de un molde de metal. Un temporizador electromecánico o electrónico abre primero una válvula solenoide durante unos segundos, permitiendo que el molde se llene con agua del suministro de agua fría doméstica . Luego, el temporizador cierra la válvula y deja que el hielo se congele durante unos 30 minutos. A continuación, el temporizador activa una resistencia eléctrica de baja potencia dentro del molde durante varios segundos para derretir ligeramente los cubitos de hielo y evitar que se peguen al molde. Finalmente, el temporizador acciona un brazo giratorio que extrae los cubitos de hielo del molde y los deposita en un recipiente, y el ciclo se repite. Si el recipiente se llena de hielo, este empuja un brazo de alambre , que apaga la máquina de hielo hasta que el nivel de hielo en el recipiente vuelva a bajar. El usuario también puede levantar el brazo de alambre en cualquier momento para detener la producción de hielo.

Los fabricadores de hielo automáticos más recientes de los refrigeradores Samsung utilizan un molde de plástico flexible. Cuando los cubitos de hielo se congelan, lo cual es detectado por un termistor , el temporizador activa un motor que invierte el molde y lo hace girar para que los cubitos se desprendan y caigan en un depósito.

Las primeras máquinas de hielo dejaban caer el hielo en un depósito dentro del congelador; el usuario tenía que abrir la puerta del congelador para obtenerlo. En 1965, Frigidaire introdujo máquinas de hielo que dispensaban el hielo desde la parte frontal de la puerta del congelador. [ 12 ] En estos modelos, al presionar un vaso contra un soporte en el exterior de la puerta, se activa un motor que hace girar un sinfín en el depósito y dispensa cubitos de hielo en el vaso. La mayoría de los dispensadores pueden, opcionalmente, triturar el hielo para obtener hielo picado. Algunos dispensadores también pueden dispensar agua fría.

Máquinas de hielo para compartimentos de alimentos frescos

Algunos refrigeradores más modernos tienen la máquina de hielo ubicada en el compartimento de alimentos frescos. Para que funcione correctamente, el compartimento de la máquina de hielo debe mantener una temperatura interna cercana a los 0 °C (32 °F) y debe estar bien sellado desde el exterior.  

Máquinas de hielo portátiles

Máquina de hielo
Máquina de hielo portátil (para uso doméstico)

Las máquinas de hielo portátiles son unidades que caben en una encimera. Son las más rápidas y compactas del mercado. El hielo que producen tiene forma de bala y un aspecto opaco y turbio. La primera tanda de hielo se puede hacer en 10 minutos tras encender el aparato y añadir agua. El agua se bombea a un pequeño tubo con clavijas metálicas sumergidas. Debido a que la unidad es portátil, el agua debe llenarse manualmente. El agua se bombea desde el fondo del depósito hasta la bandeja de congelación. Las clavijas utilizan un sistema interno de calentamiento y enfriamiento para congelar el agua a su alrededor y luego calentarla para que el hielo se deslice de la clavija al depósito. El hielo comienza a formarse en cuestión de minutos; sin embargo, el tamaño de los cubitos depende del ciclo de congelación: un ciclo más largo produce cubitos más gruesos. Las máquinas de hielo portátiles no evitan que el hielo se derrita, pero reciclan el agua para producir más hielo. Una vez que la bandeja de almacenamiento está llena, el sistema se apaga automáticamente.

Máquinas de hielo empotradas y de libre instalación

Las máquinas de hielo empotrables están diseñadas para encajar debajo de una encimera de cocina o bar, pero también pueden usarse como unidades independientes. Algunas producen hielo en forma de media luna, similar al de las máquinas de hielo de congeladores; este hielo es turbio y opaco en lugar de transparente, ya que el agua se congela más rápido que en las máquinas de hielo que producen cubitos transparentes. En este proceso, se forman pequeñas burbujas de aire que provocan la apariencia turbia del hielo. Sin embargo, la mayoría de las máquinas de hielo bajo encimera producen hielo transparente, lo que significa que el hielo no contiene burbujas de aire y, por lo tanto, se derrite mucho más lentamente.

Máquinas de hielo industriales

Las máquinas de hielo comerciales mejoran la calidad del hielo mediante el uso de agua en movimiento. El agua se hace circular a través de un evaporador de acero inoxidable con alto contenido de níquel. La superficie debe estar por debajo del punto de congelación. El agua salada requiere temperaturas más bajas para congelarse y dura más tiempo. Generalmente se utiliza para envasar productos del mar. El aire y los sólidos no disueltos se eliminan de tal manera que, en las máquinas de evaporación horizontales , el agua tiene el 98 % de los sólidos eliminados, lo que da como resultado un hielo muy duro, prácticamente puro y transparente. En los evaporadores verticales, el hielo es más blando, sobre todo si hay celdas individuales en los cubos. Las máquinas de hielo comerciales pueden producir hielo de diferentes tamaños, como escamas, hielo picado, cubos, octágonos y tubos.

Cuando la capa de hielo sobre la superficie fría alcanza el grosor deseado, se desliza sobre una rejilla de alambres, donde su propio peso hace que se rompa en las formas deseadas, tras lo cual cae en un contenedor de almacenamiento.

Máquina de hielo en escamas

El hielo en escamas se elabora a partir de una mezcla de salmuera y agua (máximo 500 g [ 18 oz] de sal por tonelada de agua), en algunos casos puede elaborarse directamente a partir de agua de salmuera. Espesor entre 1 y 15 mm (1/16 y 9/16 pulg . ) , forma irregular con diámetros de 12 a 45 mm ( 1/2 a 1 + 3/4 pulg . ) .       

En una máquina de hielo en escamas, el evaporador es un recipiente vertical de acero inoxidable con forma de tambor, equipado con una cuchilla giratoria que raspa el hielo de la pared interior del tambor. Durante el funcionamiento, el eje principal y la cuchilla giran en sentido antihorario impulsados ​​por el reductor. El agua se rocía desde el aspersor; el hielo se forma a partir de la salmuera en la pared interior. La bandeja de agua en el fondo recoge el agua fría, desvía el hielo y la recircula al depósito. El depósito suele llenarse mediante una válvula de flotador según sea necesario durante la producción. Las máquinas de hielo en escamas tienden a formar un anillo de hielo en el fondo del tambor. Calentadores eléctricos ubicados en pozos en la parte inferior evitan esta acumulación de hielo donde la trituradora no llega. Algunas máquinas utilizan raspadores para facilitar este proceso. Este sistema utiliza una unidad condensadora de baja temperatura, como todas las máquinas de hielo. La mayoría de los fabricantes también utilizan una válvula reguladora de presión del evaporador (EPRV).

Aplicaciones

Las máquinas de hielo en escamas de agua de mar pueden producir hielo directamente a partir del agua de mar. Este hielo se puede utilizar para enfriar rápidamente pescado y otros productos del mar. La industria pesquera es la mayor usuaria de máquinas de hielo en escamas. El hielo en escamas puede reducir la temperatura del agua de limpieza y de los productos del mar, por lo que resiste el crecimiento de bacterias y mantiene los mariscos frescos. Debido a su amplio contacto y menor daño con los materiales refrigerados, también se aplica en el almacenamiento y transporte de verduras, frutas y carne. En panadería, durante la mezcla de harina y leche, se puede agregar hielo en escamas para evitar que la harina suba espontáneamente. En la mayoría de los casos de biosíntesis y quimiosíntesis, el hielo en escamas se utiliza para controlar la velocidad de reacción y mantener la viabilidad. El hielo en escamas es higiénico, limpio y tiene un rápido efecto de reducción de temperatura. El hielo en escamas se utiliza como fuente directa de agua en el proceso de enfriamiento del hormigón, más del 80% en peso [ 13 ] . El hormigón no se agrietará si se ha mezclado y vertido a una temperatura constante y baja. El hielo en escamas también se utiliza para la nieve artificial, por lo que se emplea ampliamente en estaciones de esquí y parques de atracciones.

máquina de hielo Cube

Las máquinas de hielo en cubos se clasifican como máquinas de hielo pequeñas, a diferencia de las máquinas de hielo en tubo, las de hielo en escamas u otros tipos de máquinas de hielo. Su capacidad habitual oscila entre 30 kg (66 lb) y 1755 kg (3869 lb) . Desde su aparición en la década de 1970, las máquinas de hielo en cubos han evolucionado hasta convertirse en una familia diversa de máquinas de hielo.    

Las máquinas de hielo en cubos suelen ser dispositivos modulares verticales. La parte superior es un evaporador y la inferior un depósito de hielo. El refrigerante circula por las tuberías de un evaporador autónomo , donde intercambia calor con el agua y la congela en cubos. Una vez congelados, un mecanismo de expulsión libera los cubos en un depósito. Las máquinas de hielo Frigidaire, disponibles en varios tipos (bajo mostrador, de sobremesa y modelos comerciales), se adaptan a diversos entornos, como la industria alimentaria y de bebidas, el sector sanitario y el uso residencial. Cuando el agua se congela por completo, el hielo se libera automáticamente y cae en el depósito.

Las máquinas de hielo pueden tener un sistema de refrigeración autónomo, donde el compresor está integrado en la unidad, o un sistema de refrigeración remoto, donde los componentes de refrigeración se encuentran en otro lugar, a menudo en el tejado del negocio.

Compresor

La mayoría de los compresores son de desplazamiento positivo o radiales. Los compresores de desplazamiento positivo son actualmente el tipo más eficiente y ofrecen el mayor efecto de refrigeración por unidad ( 400–2500 RT ) . Admiten una amplia gama de fuentes de alimentación, pudiendo ser de 380 V , 1000 V o incluso superiores. El principio de funcionamiento de los compresores de desplazamiento positivo consiste en utilizar una turbina para comprimir el refrigerante y convertirlo en vapor a alta presión. Existen cuatro tipos principales de compresores de desplazamiento positivo: de tornillo, de pistón, de pistón alternativo y rotatorio.

Los compresores de tornillo [ 14 ] pueden ofrecer el mayor efecto de refrigeración entre los compresores de desplazamiento positivo, con una capacidad de refrigeración que normalmente oscila entre 50 RT y 400 RT . Los compresores de tornillo también se pueden dividir en tipo de tornillo simple y tipo de tornillo doble. El tipo de tornillo doble es el más común debido a su alta eficiencia. Los compresores de pistón rodante y los compresores alternativos tienen efectos de refrigeración similares, y el efecto de refrigeración máximo puede alcanzar los 600 kW . Los compresores alternativos son el tipo de compresor más común debido a que su tecnología es madura y confiable. Su efecto de refrigeración oscila entre 2,2 kW y 200 kW . Comprimen el gas mediante un pistón impulsado por un cigüeñal. Los compresores rotativos, utilizados principalmente en equipos de aire acondicionado, tienen un efecto de refrigeración muy bajo, que normalmente no supera los 5 kW . Funcionan comprimiendo el gas mediante un pistón impulsado por un rotor que gira en un compartimento aislado. [ 15 ]

Condensador

Todos los condensadores se pueden clasificar en uno de tres tipos: refrigeración por aire, refrigeración por agua o refrigeración por evaporación.

  • Un condensador de refrigeración por aire utiliza el aire como medio conductor del calor, haciendo circular aire a través de la superficie del condensador, lo que transporta el calor lejos del vapor refrigerante a alta presión y alta temperatura.
  • Un condensador de refrigeración por agua utiliza agua como medio conductor de calor para enfriar el vapor del refrigerante y convertirlo en líquido.
  • Un condensador evaporativo enfría el vapor refrigerante mediante el intercambio de calor entre los tubos del evaporador y el agua evaporada que se rocía sobre la superficie de los tubos. Este tipo de condensador puede funcionar en ambientes cálidos; además, es muy eficiente y fiable.

Generador de hielo tubular

Un generador de hielo tubular es un generador de hielo en el que el agua se congela en tubos que se extienden verticalmente dentro de una carcasa circundante: la cámara de congelación. En la parte inferior de la cámara de congelación, hay una placa distribuidora con aberturas que rodean los tubos y está conectada a una cámara separada a la que se le pasa un gas caliente para calentar los tubos y hacer que las varillas de hielo se deslicen hacia abajo. [ 16 ]

El hielo en tubo se puede utilizar en procesos de refrigeración, como el control de temperatura, la congelación de pescado fresco y la congelación de botellas de bebidas . Se puede consumir solo o acompañado de alimentos o bebidas.

Congelación direccional

La congelación direccional es un método empleado en algunas máquinas de hielo industriales especializadas para producir hielo transparente , generalmente para su uso en bares y restaurantes de alta gama, esculturas de hielo y, ocasionalmente, experimentos científicos que requieren hielo de mayor densidad. Las máquinas de hielo diseñadas para producir grandes bloques de hielo suelen constar de una gran cuba, con la unidad de refrigeración ubicada debajo y una bomba que hace circular el agua en la parte superior, para evitar la congelación en la superficie del agua y facilitar la eliminación de los gases disueltos, que de otro modo harían que el hielo resultante se viera turbio . [ 17 ]

También existen electrodomésticos de sobremesa mucho más pequeños, que emplean métodos similares, para producir cubitos de hielo transparentes, esféricos y de otras formas, para uso doméstico.

Aplicaciones e impacto globales

En 2019, existían aproximadamente 2 mil millones de refrigeradores domésticos y más de 40 millones de metros cuadrados de instalaciones de almacenamiento en frío en funcionamiento en todo el mundo. [ 18 ] En Estados Unidos, en 2018, se vendieron casi 12 millones de refrigeradores. [ 19 ] Estos datos respaldan la afirmación de que la refrigeración tiene aplicaciones globales con un impacto positivo en la economía, la tecnología, la dinámica social, la salud y el medio ambiente.

Aplicaciones económicas

La refrigeración es necesaria para la implementación de muchas fuentes de energía actuales o futuras (licuación de hidrógeno para combustibles alternativos en la industria automotriz y producción por fusión termonuclear para las industrias de energías alternativas).

  • Las industrias petroquímica y farmacéutica también necesitan refrigeración, ya que se utiliza para controlar y moderar muchos tipos de reacciones.
  • Las bombas de calor, que funcionan mediante procesos de refrigeración, se utilizan con frecuencia como una forma eficiente de producir calor desde el punto de vista energético.
  • La producción y el transporte de combustibles criogénicos (hidrógeno y oxígeno líquidos), así como el almacenamiento a largo plazo de estos fluidos, son necesarios para la industria espacial.
  • En el sector del transporte, la refrigeración se utiliza en contenedores marítimos, buques frigoríficos , vagones refrigerados, transporte por carretera y en buques cisterna de gas licuado.

Aplicaciones de salud

En la industria alimentaria, la refrigeración contribuye a reducir las pérdidas poscosecha durante el suministro de alimentos a los consumidores, permitiendo la conservación de alimentos perecederos en todas las etapas, desde la producción hasta el consumo. En el sector médico, la refrigeración se utiliza para el transporte de vacunas, órganos y células madre, mientras que la criotecnología se emplea en cirugía y otras investigaciones médicas.

Aplicaciones medioambientales

La refrigeración se utiliza en el mantenimiento de la biodiversidad mediante la crioconservación de recursos genéticos (células, tejidos y órganos de plantas, animales y microorganismos). La refrigeración permite la licuefacción del CO₂ para su almacenamiento subterráneo, posibilitando la posible separación del CO₂ de los combustibles fósiles en centrales eléctricas mediante tecnología criogénica.

Impacto ambiental

El principal impacto en el medio ambiente (al igual que otras técnicas de refrigeración) depende de los refrigerantes utilizados y de los efectos que se producen al ser liberados.

Los demás impactos están relacionados con los que afectan a los grandes electrodomésticos como categoría de producto. Estos se pueden dividir en: consumo de energía y si la electricidad era renovable; impactos previos al consumo, como la fabricación y la extracción de recursos; y eliminación (por ejemplo, el reciclaje).

Los refrigerantes que han demostrado ser más dañinos son los clorofluorocarbonos (CFC) y los hidroclorofluorocarbonos (HCFC). Esto se debe a que agotan la capa de ozono y son potentes gases de efecto invernadero. [ 20 ] Los hidrofluorocarbonos se utilizaron como alternativa hasta que se descubrió que también eran potentes gases de efecto invernadero. [ 21 ] Actualmente se están eliminando gradualmente en favor de refrigerantes alternativos. Sin embargo, las unidades antiguas pueden presentar fugas debido a fallos de funcionamiento y a una eliminación incorrecta. [ 22 ]

Esto ha conllevado el uso de refrigerantes alternativos para reducir el impacto ambiental.

Refrigerantes alternativos

Amoníaco

La historia de la refrigeración comenzó con el uso del amoníaco . Después de más de 120 años, esta sustancia sigue siendo el refrigerante predominante en los sistemas de refrigeración domésticos, comerciales e industriales. El principal problema del amoníaco es su toxicidad a concentraciones relativamente bajas. Por otro lado, el amoníaco tiene un potencial de agotamiento de la capa de ozono (PAO) de cero y efectos de calentamiento global muy bajos. Si bien las muertes causadas por la exposición al amoníaco son extremadamente raras, la comunidad científica ha desarrollado mecanismos más seguros y tecnológicamente sólidos para prevenir fugas de amoníaco en equipos de refrigeración modernos, siempre que se les dé el mantenimiento y la inspección adecuados. [ 23 ] Los sistemas de refrigeración basados ​​en amoníaco también son menos costosos de construir que los sistemas basados ​​en CFC, porque se pueden usar tuberías de menor diámetro, y el amoníaco en sí es considerablemente menos costoso que los CFC o los HCFC, además de ser algo más eficiente como refrigerante. [ 24 ] [ 25 ]

dióxido de carbono ( CO₂ )

El dióxido de carbono , que se ha utilizado como refrigerante desde el siglo XIX, [ 26 ] también tiene un ADP de cero. Su uso había disminuido en favor de los refrigerantes HCFC/CFC, debido a las altas presiones de operación necesarias para su implementación en comparación con esos compuestos químicos. La tecnología moderna está resolviendo estos problemas y el CO₂ se utiliza más ampliamente hoy en día como alternativa debido a las preocupaciones climáticas [ 27 ] en varios campos: refrigeración industrial ( el CO₂ se suele combinar con amoníaco, ya sea en sistemas en cascada o como salmuera volátil), la industria alimentaria (refrigeración de alimentos y venta minorista), calefacción (bombas de calor) y la industria del transporte (refrigeración de transporte).

hidrocarburos

Los hidrocarburos son productos naturales con altas propiedades termodinámicas, impacto nulo en la capa de ozono y efectos mínimos sobre el calentamiento global. Un inconveniente de los hidrocarburos es su alta inflamabilidad, lo que limita su uso a aplicaciones específicas en la industria de la refrigeración.

En 2011, la EPA aprobó tres refrigerantes alternativos para reemplazar los hidrofluorocarbonos (HFC) en congeladores comerciales y domésticos a través del programa Significant New Alternatives Policy (SNAP). [ 28 ] Los tres refrigerantes alternativos legalizados por la EPA fueron los hidrocarburos propano, isobutano y una sustancia llamada HCR188C [ 29 ] , una mezcla de hidrocarburos (etano, propano, isobutano y n-butano). El HCR188C se utiliza actualmente en aplicaciones de refrigeración comercial (refrigeradores de supermercados, refrigeradores independientes y vitrinas refrigeradas), en transporte refrigerado, sistemas de aire acondicionado automotriz y válvulas de seguridad de adaptación (para aplicaciones automotrices) y aires acondicionados de ventana residenciales.

El futuro de la refrigeración

En octubre de 2016, negociadores de 197 países alcanzaron un acuerdo para reducir las emisiones de refrigerantes químicos que contribuyen al calentamiento global, reafirmando la importancia histórica del Protocolo de Montreal y buscando aumentar su impacto en el uso de gases de efecto invernadero, además de los esfuerzos realizados para reducir el agotamiento de la capa de ozono causado por los clorofluorocarbonos. El acuerdo, cerrado en una reunión de las Naciones Unidas en Kigali, Ruanda, estableció los términos para una rápida eliminación gradual de los hidrofluorocarbonos (HFC) [ 30 ] , cuya fabricación se detendría por completo y cuyo uso se reduciría con el tiempo.

La agenda de la ONU y el acuerdo con Ruanda buscan encontrar una nueva generación de refrigerantes que sean seguros tanto para la capa de ozono como para el efecto invernadero. El acuerdo jurídicamente vinculante podría reducir las emisiones proyectadas hasta en un 88 % y disminuir el calentamiento global en casi 0,5 grados Celsius (casi 1 grado Fahrenheit) para el año 2100. [ 31 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Mary, Bellis (1 de noviembre de 2019). "La historia de los refrigeradores y congeladores" . About.com Money . Archivado del original el 31 de mayo de 2020. Consultado el 10 de diciembre de 2016 .
  2. ↑ Mark, Crawford (junio de 2012). "Jacob Perkins: inventor del batómetro y el pleómetro" . asme.org . Consultado el 28 de marzo de 2017 .
  3. ↑ Elert, Glenn. "Refrigeradores" . El libro de texto hipertextual de física . Consultado el 4 de junio de 2018 .
  4. ↑ US8080A , "Proceso mejorado para la producción artificial de hielo", emitido el 6 de mayo de 1851. 
  5. ↑ "Máquina de hielo Gorrie, modelo patentado" . Smithsonian . Consultado el 30 de marzo de 2017 .
  6. ↑ Willis, R. Woolrich; Charles, T. Clark (1976). "Refrigeración" . tshaonline.org . Consultado el 6 de abril de 2015 .
  7. ↑ "(Título oculto en la fuente)" . St. Petersburg Times . 4 de junio de 1927. Consultado el 6 de abril de 2015 .
  8. 1 2 Columbus Iron Works, 1853, Registro Histórico de Ingeniería Estadounidense, Servicio de Conservación y Recreación del Patrimonio, Departamento del Interior
  9. ↑ Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, - Secretaría del Ozono (2007). "Manual del Protocolo de Montreal relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono - 7.ª edición" . Ozone.unep.org . Archivado del original el 30 de mayo de 2016. Consultado el 29 de marzo de 2017 .
  10. ↑ "Los cubitos de hielo caen en la cesta del refrigerador automático" . Popular Mechanics . 99 (2): 300. Febrero de 1953. Consultado el 30 de abril de 2013 .
  11. ↑ Pulos, Arthur J. (1988). La aventura del diseño estadounidense, 1940-1975 . Cambridge, Mass.: MIT Press. pág. 129. ISBN  9780262161060. Consultado el 06/06/2026 . Máquina de hielo Servel.
  12. ↑ Brazeau, Mike. "La historia de Frigidaire" . Archivado del original el 19 de septiembre de 2015. Consultado el 4 de enero de 2015 .
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  14. ↑ "Principio de funcionamiento de los compresores de aire de tornillo rotativo | Centro de conocimiento" . gardner-denver . Archivado del original el 13 de junio de 2025. Consultado el 6 de junio de 2026 .
  15. ↑ Stewart, Maurice (2019). «Compresores rotativos». Surface Production Operations . pp. 847–856 . doi : 10.1016/B978-0-12-809895-0.00011-9 . ISBN  978-0-12-809895-0.
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  19. ↑ "Envíos/ventas de unidades de refrigeradores en EE. UU. 2005-2019" . Statista . Consultado el 24 de octubre de 2019 .
  20. ↑ ¿Cuál es la concentración de CFC en la atmósfera y cuánto contribuyen al calentamiento global? , 2023 , consultado el 25 de junio de 2026
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  22. ↑ Impactos de las fugas de refrigerantes en bombas de calor (PDF) , 2014
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