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ASÍ FUNCIONA
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ASÍ FUNCIONA ¡DESCUBRA CÓMO FUNCIONAN LAS COSAS! CIENCIA Y TECNOLOGÍA AL ALCANCE DE TODOS...
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ASÍ FUNCIONA EL FRIGORÍFICO (NEVERA) 1
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Texto, ilustraciones y fotos: José Antonio García Álvarez
INTRODUCCIÓN
Hasta   bien   entrado   el   siglo   XX   y   desde   la   antigüedad,   la   única forma     de     conservar     los     alimentos     frescos     para     evitar     su descomposición,      sobre      todo      las      carnes,      era      salándolos, secándolos    o    ahumándolos.    Por    aquel    entonces    la    máquina frigorífica   o   “para   hacer   hielo”   no   se   había   inventado   tal   como   la conocemos   hoy   en   día   y   la   única   forma   posible   de   obtenerlo   era en    aquellos    lugares    donde    existían    altas    cumbres    o    montañas cubiertas   por   nieves   perpetuas   era   escalándolas   para   recoger   el hielo   y   trasladarlo   con   los   medios   de   transporte   disponibles   hasta las   poblaciones   cercanas   y   ciudades.   Tomarse   una   bebida   fría   en aquellos tiempos en verano era todo un lujo. A    partir    del    año    1834    fueron    varios    los    intentos    de    diferentes inventores   para   crear   una   máquina   capaz   de   fabricar   hielo,   pero no   fue   hasta   el   siglo   pasado,   en   1918   que   la   firma   norteamericana Kelvinator    comercializó    la    primera    máquina    viable    para    su    uso como   frigorífico   doméstico.   Sin   embargo,   no   fue   hasta   el   año   1930 que    la    firma    DuPont    desarrolló    un    gas    (considerado    entonces como    ideal),    para    utilizarlo    como    fluido    refrigerante    en    los frigoríficos   domésticos   y   otras   máquinas   de   refrigeración   industrial: el   freón-12   (R-12).   Sin   embargo,   el   uso   de   este   gas   refrigerante quedó   prohibido   a   partir   del   año   2000.   No   obstante,   el   freón-12   dio un     extraordinario     impulso     al     desarrollo     de     la     refrigeración dom éstica e industrial, tal como la co nocemos hoy en día. En   la   actualidad   el   frigorífico,   además   de   su   uso   industrial,   en supermercados    y    en    muchas    aplicaciones    más,    constituye    un efecto   electrodoméstico   imprescindible   en   los   hogares   modernos para   conservar   los   alimentos   sin   que   se   descompongan   por   efecto del calor. Aunque   la   gran   mayoría   de   los   equipos   de   refrigeración,   tanto domésticos   como   industriales   funcionan   con   un   motor   eléctrico acoplado     a     un     compresor     encargado     de     comprimir     el     gas refrigerante,   al   contrario   de   lo   que   se   pudiera   pensar   no   siempre se   necesita   electricidad   para   producir   frío.   De   hecho,   desde   mucho antes   que   se   empleara   el   gas   freón-12   como   fluido   refrigerante,   los primeros   frigoríficos   utilizaban   amoníaco,   producto   químico   que también    puede    producir    frío    no    sólo    empleando    un    compresor movido     por     un     motor     eléctrico,     sino     también     calentándolo directamente    por    medio    de    un    quemador    de    gas,    petróleo    o keroseno,   sin   que   para   que   produzca   frío   se   necesite   electricidad. Aún    hoy    estos    frigoríficos    que    emplean    amoniaco    como    fluido refrigerante   y   quemador   se   emplean   en   zonas   rurales   y   aisladas donde no llega la electricidad. Parte   trasera   de   un   frigorífico del   tipo   minibar,   que   emplea como        fluido        refrigerante amoníaco     (NH 3 ).     Como     se puede    apreciar    en    la    foto, este      frigorífico      carece      de motocompresor          y          sus componentes    difieren    de    los que     emplea     un     frigorífico común.   Este   que   se   muestra en      la      foto      funciona      con corriente        eléctrica        para calentar      el      amoniaco      por medio   de   una   resistencia   en lugar        de        emplear        un quemador   de   gas,   petróleo   o keroseno. En    esta    otra    foto    se    puede   apreciar    la    diferencia    con    la foto     superior,     ya     que     se muestra   el   motocompresor   de un   frigorífico   o   nevera   de   uso doméstico   situado   también   en su parte trasera. FLUIDO REFRIGERANTE El   elemento   fundamental   para   producir   frío   en   una   máquina   de refrigeración   es   el   fluido   refrigerante.   Cualquier   sustancia   química en    estado    líquido    o    gaseoso    cuyo    punto    de    congelación    se encuentre   por   debajo   de   0ºC   (32ºF)   puede   servir   como   líquido refrigerante,   sin   que   por   ello   en   la   práctica   se   empleen   todas   para desempeñar esta función. Los     fluidos     refrigerantes     más     utilizados     generalmente     se componen    de    varios    elementos    químicos    simples,    como    el carbono   (C),   nitrógeno   (N),   fluor   (F),   hidrógeno   (H)   o   cloro   (Cl).   La característica   principal   del   fluido   refrigerante   es   poder   extraer   calor concentrado   en   el   interior   de   una   cámara   frigorífica   como,   por ejemplo,   el   de   un   frigorífico   doméstico   y   enfriar   su   contenido.   Por tanto,   la   función   básica   del   fluido   refrigerante   es   poder   evaporarse a   la   vez   que   absorbe   calor.   Como   símil   y   para   que   se   pueda comprender     mejor     este     concepto,     restreguemos     alcohol     en cualquier    parte    de    nuestra    piel    y    notaremos    que    de    inmediato comienza   a   evaporarse   extrayendo   calor   de   la   zona   humedecida,   y haciéndonos experimentar ahí sensación de frialdad. De   forma   similar   el   fluido   refrigerante   cuando   se   evapora   dentro   de los   tubos   del   evaporador   o   congelador   absorbe   en   su   recorrido   el calor   contenido   en   el   interior   del   frigorífico.   El   amoníaco   (NH 3 ),   por ejemplo,   se   evapora   a   una   temperatura   de   -32   ºC   (-27   ºF),   el freón-12    o    R-12    (CF 2 Cl 2 )    (diclorodifluorometano)    a    -29,7    ºC (-21,5 ºF) y el HFC-134a (tetrafluoroetano) a -26,6ºC (-15,9 ºF). Con   relación   al   uso   de   gases   refrigerantes   del   tipo   CFL,   entre   los que    se    encuentra    el    freón-12,    el    Parlamento    Europeo    en    su Reglamento    CD    nº    2037/2000,    del    29    de    junio    del    año    2000 prohibió   su   uso   en   equipos   de   refrigeración   y   aire   acondicionado de   nueva   fabricación   a   partir   del   31   de   diciembre   del   2000.   Esta determinación    se    debe    al    daño    que    ejercen    estos    productos químicos    cuando    se    liberan    a    la    atmósfera,    ya    que    causan    la destrucción   de   la   capa   de   ozono   que   nos   protege   de   los   rayos ultravioletas   del   Sol,   causantes   de   cáncer   de   piel   y   el   deshielo   de los   polos.   Como   sustituto   del   gas   freón-12   desde   el   año   2001   se emplea   gas   refrigerante   HFC-134a   para   los   frigoríficos   domésticos y   R-407   para   los   aparatos   de   aire   acondicionado   en   sustitución,   en estos últimos, del gas freón-22.
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INTRODUCCIÓN
Hasta   bien   entrado   el   siglo   XX   y   desde   la   antigüedad,   la única   forma   de   conservar   los   alimentos   frescos   para   evitar su   descomposición,   sobre   todo   las   carnes,   era   salándolos, secándolos     o     ahumándolos.     Por     aquel     entonces     la máquina    frigorífica    o    “para    hacer    hielo”    no    se    había inventado   tal   como   la   conocemos   hoy   en   día   y   la   única forma   posible   de   obtenerlo   era   en   aquellos   lugares   donde existían   altas   cumbres   o   montañas   cubiertas   por   nieves perpetuas    era    escalándolas    para    recoger    el    hielo    y trasladarlo   con   los   medios   de   transporte   disponibles   hasta las   poblaciones   cercanas   y   ciudades.   Tomarse   una   bebida fría en aquellos tiempos en verano era todo un lujo. A    partir    del    año    1834    fueron    varios    los    intentos    de diferentes   inventores   para   crear   una   máquina   capaz   de fabricar   hielo,   pero   no   fue   hasta   el   siglo   pasado,   en   1918 que    la    firma    norteamericana    Kelvinator    comercializó    la primera    máquina    viable    para    su    uso    como    frigorífico doméstico.   Sin   embargo,   no   fue   hasta   el   año   1930   que   la firma    DuPont    desarrolló    un    gas    (considerado    entonces como   ideal),   para   utilizarlo   como   fluido   refrigerante   en   los frigoríficos   domésticos   y   otras   máquinas   de   refrigeración industrial:   el   freón-12   (R-12).   Sin   embargo,   el   uso   de   este gas   refrigerante   quedó   prohibido   a   partir   del   año   2000.   No obstante,    el    freón-12    dio    un    extraordinario    impulso    al desarrollo   de   la   refrigeración   doméstica   e   industrial,   tal como la conocemos hoy en día. En   la   actualidad   el   frigorífico,   además   de   su   uso   industrial, en     supermercados     y     en     muchas     aplicaciones     más, constituye   un   efecto   electrodoméstico   imprescindible   en los   hogares   modernos   para   conservar   los   alimentos   sin que se descompongan por efecto del calor. Aunque   la   gran   mayoría   de   los   equipos   de   refrigeración, tanto    domésticos    como    industriales    funcionan    con    un motor   eléctrico   acoplado   a   un   compresor   encargado   de comprimir   el   gas   refrigerante,   al   contrario   de   lo   que   se pudiera   pensar   no   siempre   se   necesita   electricidad   para producir    frío.    De    hecho,    desde    mucho    antes    que    se empleara    el    gas    freón-12    como    fluido    refrigerante,    los primeros      frigoríficos      utilizaban      amoníaco,      producto químico     que     también     puede     producir     frío     no     sólo empleando   un   compresor   movido   por   un   motor   eléctrico, sino   también   calentándolo   directamente   por   medio   de   un quemador   de   gas,   petróleo   o   keroseno,   sin   que   para   que produzca    frío    se    necesite    electricidad.    Aún    hoy    estos frigoríficos   que   emplean   amoniaco   como   fluido   refrigerante y    quemador    se    emplean    en    zonas    rurales    y    aisladas donde no llega la electricidad. Parte       trasera       de       un frigorífico    del    tipo    minibar, que     emplea     como     fluido refrigerante             amoníaco (NH 3 ) .      Como      se      puede apreciar     en     la     foto,     este frigorífico          carece          de motocompresor        y        sus componentes   difieren   de   los que     emplea     un     frigorífico común.      Este            que      se muestra   en      la   foto   funciona con   corriente   eléctrica   para calentar     el     amoniaco     por medio   de   una   resistencia   en lugar       de       emplear       un quemador   de   gas,   petróleo o keroseno. En    esta    otra    foto    se   puede       apreciar       la diferencia    que    existe con    la    foto    superior, ya   que   se   muestra   el motocompresor   de   un frigorífico   o   nevera   de uso   doméstico   situado también    en    su    parte trasera.
FLUIDO REFRIGERANTE El     elemento     fundamental     para     producir     frío     en     una máquina     de     refrigeración     es     el     fluido     refrigerante. Cualquier   sustancia   química   en   estado   líquido   o   gaseoso cuyo   punto   de   congelación   se   encuentre   por   debajo   de 0ºC   (32ºF)   puede   servir   como   líquido   refrigerante,   sin   que por   ello   en   la   práctica   se   empleen   todas   para   desempeñar esta función. Los   fluidos   refrigerantes   más   utilizados   generalmente   se componen   de   varios   elementos   químicos   simples,   como   el carbono   (C),   nitrógeno   (N),   fluor   (F),   hidrógeno   (H)   o   cloro (Cl).   La   característica   principal   del   fluido   refrigerante   es poder    extraer    calor    concentrado    en    el    interior    de    una cámara   frigorífica   como,   por   ejemplo,   el   de   un   frigorífico doméstico    y    enfriar    su    contenido.    Por    tanto,    la    función básica   del   fluido   refrigerante   es   poder   evaporarse   a   la   vez que    absorbe    calor.    Como    símil    y    para    que    se    pueda comprender   mejor   este   concepto,   restreguemos   alcohol   en cualquier    parte    de    nuestra    piel    y    notaremos    que    de inmediato   comienza   a   evaporarse   extrayendo   calor   de   la zona     humedecida,     y     haciéndonos     experimentar     ahí sensación de frialdad. De   forma   similar   el   fluido   refrigerante   cuando   se   evapora dentro   de   los   tubos   del   evaporador   o   congelador   absorbe en    su    recorrido    el    calor    contenido    en    el    interior    del frigorífico.   El   amoníaco   (NH 3 ),   por   ejemplo,   se   evapora   a una   temperatura   de   -32   ºC   (-27   ºF),   el   freón-12   o   R-12 (CF 2 Cl 2 )   (diclorodifluorometano)   a   -29,7   ºC   (-21,5   ºF)   y   el HFC-134a (tetrafluoroetano) a -26,6ºC (-15,9 ºF). Con   relación   al   uso   de   gases   refrigerantes   del   tipo   CFL, entre    los    que    se    encuentra    el    freón-12,    el    Parlamento Europeo   en   su   Reglamento   CD   nº   2037/2000,   del   29   de junio    del    año    2000    prohibió    su    uso    en    equipos    de refrigeración   y   aire   acondicionado   de   nueva   fabricación   a partir   del   31   de   diciembre   del   2000.   Esta   determinación   se debe    al    daño    que    ejercen    estos    productos    químicos cuando    se    liberan    a    la    atmósfera,    ya    que    causan    la destrucción   de   la   capa   de   ozono   que   nos   protege   de   los rayos   ultravioletas   del   Sol,   causantes   de   cáncer   de   piel   y   el deshielo   de   los   polos.   Como   sustituto   del   gas   freón-12 desde   el   año   2001   se   emplea   gas   refrigerante   HFC-134a para   los   frigoríficos   domésticos   y   R-407   para   los   aparatos de   aire   acondicionado   en   sustitución,   en   estos   últimos,   del gas freón-22.