Manual by Angeles Santoyo

MANUAL DE CAPACITACIÓN BUENAS PRACTICAS EN SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN

Preparado por: Luis Coloma Rodríguez

CHILE

Prologo El presente manual tiene como objetivo brindar los conocimientos adecuados para el buen manejo de los refrigerantes utilizados en el campo de las refrigeración y aire acondicionado domestico, comercial e industrial. De tal manera que se utilicen los métodos y procedimientos adecuados que ayuden a evitar la rotura de la Capa de Ozono causada por la emisión de diferentes sustancias a la atmósfera, siendo una de las principales los refrigerantes que utilizamos todos aquellos que estamos relacionados con el campo de la refrigeración y el aire acondicionado. También es necesario resaltar el daño que se esta produciendo debido a los agujeros presentados en la Capa de Ozono y que cada día se incrementan debido a las sustancias presentes actualmente en nuestra atmósfera y que además todavía no se produce el efecto total de estas emisiones pues muchas de estas sustancias no llegan al nivel donde se encuentra la Capa de Ozono. Por lo tanto pensando en lo que nuestros hijos heredaran es que se hace necesario trabajar hoy para que el futuro sea mejor. La Comisión Nacional del Medio Ambiente CONAMA, mediante el Programa de Protección de la Capa de Ozono, ha elaborado el Programa de Capacitación en Buenas Practicas en Sistemas de Refrigeración, el cual tiene por objetivo capacitar a los entrenadores o instructores de centros de formación técnica en refrigeración en buenas procedimientos en refrigeración, a la vez de dotar a estos centros de enseñanza de maquinas, tanto de recuperación, como también de reciclaje de refrigerante. Luego de esta primera fase, los instructores ya capacitados, por los consultores nacionales, dictaran los cursos a los técnicos, con lo cual se logrará un efecto multiplicador. Este manual es el primero de su tipo en nuestro país, especialmente elaborado para la capacitación de técnicos de todos los niveles; se ha tomado como base los manuales publicados por PNUMA; habiendo sido completado con los conocimientos docente y experiencia profesional personal.

Ing. Luis Antonio Coloma Rodríguez Docente Área de Refrigeración y Climatización Industrial

CONTENIDOS

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E PÁGINA

CAPÍTULO I: EL AGOTAMIENTO DEL OZONO

CAUSAS DEL AGOTAMIENTO EL AGOTAMIENTO DEL OZONO EFECTOS DEL AGOTAMIENTO DEL OZONO EFECTOS DE LA DESTRUCCION EFECTOS DEL CALENTAMIENTO DE LA ATMÓSFERA CFC Y OTRA SUSTANCIAS QUE CONTIENEN HALOGENOS LA RESPUESTA INTERNACIONAL EL PROTOCOLO DE MONTREAL SUSTANCIAS QUE DAÑAN LA CAPA DE OZONO

4 4 4 4 6 7 8 8 9

CAPÍTULO II: CONCEPTOS BÁSICOS

UNIDADES DE MEDIDAS ESTADOS DE LA MATERIA MOVIMIENTO MOLECULAR CAMBIO DE ESTADO TERMODINÁMICA CALOR TEMPERATURA MEDIDA DE CALOR TONELADA AMERICANA DE REFRIGERACIÓN PRESIÓN SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA CONDUCCION COVECCION RADIACION

11 12 13 14 15 18 15 16 20 23 23 23 25 25

CAPÍTULO III: FUNDAMENTOS DE REFRIGERACIÓN

CLASIFICACIÓN DE LOS REFRIGERANTES EFECTOS FISIOLOGICOS DE LOS REFRIGERANTRES CONCEPTO DE CARGA TÉRMICA TRANSMISION DE CALOR A TRAVÉS DE LA ESTRUCTURA SISTEMA DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR DIAGRAMA DE PRESIÓN ENTALPIA CICLO DE REFRIGERACIÓN CICLO TEORICO DE REFRIGERACIÓN DE COMPRESION DE VAPOR

30 31 32 33 33 35 36 36

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CAPÍTULO IV: COMPONENTES DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

EVAPORADORES EVAPORADOR DE TUBO DESCUBIERTO EVAPORADOR DE PLACA EVAPORADOR DE TUBO Y ALETAS COMPRESORES DE REFRIGERACION COMPRESOR DEL TIPO ABIERTO COMPRESOR HERMETICOS COMPRESOR SEMIHERMETICO COMPRESOR ROTATIVO COMPRESOR HELICIODAL O TORNILLO COMPRESOR CENTRIFUGO LUBRICACION DE COMPRESORES CONDENSADORES CONDENSADOR ENFRIADO POR AIRE CONDENSADOR ENFRIADO POR AGUA CONDENSADOR EVAPORATIVO DISPOSITIVOS DE EXPANSION VALVULA DE EXPANSION TERMOSTATICA TUBO CAPILAR SISTEMA DE DESHIELOS ELEMENTOS SECUNDARIOS EN LOS SISTEMS DE REFRIGERACIÓN RECIBIDOR DE LÍQUIDO, INTERCAMBIADOR DE CALOR, ACUMULADOR DE SUCCIÓN, SEPARADOR DE ACEITE, DESHIDRATADOR, FILTROS ELIMINADORES DE VIBRACIÓN, COLADORES INDICADOR DE HUMEDAD, CALEFACTORES DE CARTER CIRCUITO TIPICO DE REFRIGERACIÓN

40 40 41 41 42 44 45 46 47 48 49 50 51 51 52 53 54 55 58 60 60 60 61 62 63 64 65

CAPÍTULO V: SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN

REFRIGERACIÓN EN DISTINTAS APLICACIONES REFRIGERACIÓN EN CASCADA REFRIGERACIÓN EN DOS ETAPAS REFRIGERACIÓN DE ENFRIAMIENTO INTERMEDIO REFRIGERACIÓN SISTEMA INUNDADO REFRIGERACIÓN SISTEMA RECIRCULADO

66 66 66 67 67 68

CAPÍTULO VI: RESPONSABILIDAD DE UN OPERADOR

CAPÍTULO VII: OPERACIÓN EFICIENTE

CAPÍTULO VIII: SEGURIDAD

CAPÍTULO IX: PRIMEROS AUXILIOS

CAPÍTULO X: NUEVOS REFRIGERANTES

TABLA DE REMPLAZO DE REFRIGERANTES TABLAS DE ACIETES PARA LOS NUEVOS REFRIGERANTES

78 79

TABLA DE TEMPERATURAS ESTIMADAS, DE OPERACIÓN DESPUS DE RECONVERSIÓN

CAPÍTULO XII: RECUPERACIÓN Y RECICLAMIENTO DE REFRIGERANTES

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COMO IMPEDIR LA LIBERACION INNESESARIA DE REFRIGERANTE AL AMBIENTE DEFINICION DE RECUPERACION, RECICLAJE Y REGENERACION RECUPERACION DE REFRIGERANTES RECIPIENTES DE REFRIGERANTES DESECHABLES Y, QUE SE PUEDEN DEVOLVER TECNOLOGÍAS DE RECUPERACIÓN

82 82 83 85 86 87

LISTADO DE MONITORES • • •

LISTADO DE PARTICIPANTRES (MONITORES) 1° CURSO LISTADO DE PARTICIPANTRES (MONITORES) 2° CURSO LISTADO DE PARTICIPANTRES (MONITORES) 3° CURSO

ESTUDIO DEL CONTACTOR

91 92 93

CAPÍTULO I / EL AGOTAMIENTO DEL OZONO CAUSAS DEL AGOTAMIENTO. El agotamiento del ozono La presencia de ozono en la troposfera, esto es a niveles muy bajos de la atmósfera es perjudicial pues puede causar daños en el tejido pulmonar de los animales y en las plantas. La presencia de ozono en la estratosfera, sobre los 20 Km. de altitud es necesaria, ya que en esta región nos protege de la radiación de los rayos ultravioletas (UV) del sol. La estratosfera contiene el 90% del ozono de la atmósfera. Existe evidencia actualmente de que el espesor de la capa de ozono esta relacionado con el incremento en el nivel de radiación sobre la superficie de la tierra y de que esta capa es destruida por los cloratos que se producen en la superficie terrestre. La mayor parte de estos cloratos provienen de actividades humanas y principalmente en procesos de refrigeración, como se representa a continuación:

Destrucción de la capa de ozono

EFECTOS DEL AGOTAMIENTO DEL OZONO. Efectos de la destrucción El ozono es una capa protectora de la atmósfera que ha permitido preservar la vida sobre la tierra durante milenios, dicha capa que esta compuesta de tres átomos de oxigeno en vez de dos habituales. Sin embargo el 5

átomo adicional convierte al ozono en veneno para los humanos, es por este motivo que a nivel de superficie (troposfera) es perjudicial para nosotros y otros seres vivos. Por otra parte, a una mayor altura (estratosfera) absorbe la mayor parte de la radiación ultra violeta B (UV-B) del sol, este tipo de radiación constituye una de las causas principales del cáncer de la piel maligno cutáneo y lesiones oculares en los seres humanos, principalmente cataratas. Igualmente este tipo de radiación provoca daños en las plantas y la vida acuática. Las moléculas de ozono se crean y destruyen de manera natural en la estratosfera gracias a la misma radiación, esta radiación descompone las moléculas de oxigeno en átomos que seguidamente se combinan en otras moléculas de oxigeno para luego formar el ozono .El ozono es un gas estable y es particularmente vulnerable a la destrucción por los compuestos que contengan hidrogeno, nitrógeno y cloro. El ozono forma un frágil escudo, pero notablemente eficaz. Sin embargo, este filtro tan fino protege eficientemente de casi todos los peligros de la radiación ultravioleta proveniente del sol; la capa de ozono absorbe la mayor parte de la peligrosa radiación UV-B (la radiación UVA que pasa a través y UV-C que es capturada principalmente por el oxigeno). Todo daño que se produzca a la capa de ozono dará lugar al aumento de la radiación UV-B en zonas donde se ha acrecentado el deterioro de la capa. La exposición a una mayor radiación también suprime la acción del sistema inmunitario del organismo, y esta inmunosupresion ocurre sea cual sea la pigmentación de la piel humana. Estos efectos podrían exacerbar las situaciones de salubridad deficiente en muchos países en desarrollo. Por otra parte los materiales expuestos a la radiación en las construcciones, pinturas y envolturas u otras sustancias, podrían degradarse rápidamente por un aumento de la radiación. Hay una teoría de que el cloro que contienen las sustancias químicas artificiales liberadas en la atmósfera son las principales responsables de la extinción de la capa de ozono en la estratosfera. Una gran parte de estos compuestos están constituidos por CFC (clorofluorocarbono) y halones (agentes de extinción de incendios). Los primeros han sido utilizados por años como refrigerantes, disolventes o agentes espumantes. Cabe mencionar que la estructura tan estable de estos productos químicos artificiales, tan útiles en la tierra, les permite atacar a la capa de ozono sin sufrir alteraciones. Los mas peligrosos de estos elementos tienen larga vida, por ejemplo el CFC R-11 dura un promedio de 50años en la atmósfera, el CFC R-12 un promedio de 102 años y el CFC R-113 un promedio de 85 años, es por este motivo que las sustancias químicas influirán en el proceso de agotamiento por muchos años. Se ha comprobado también que los CFC – EL CLORO – constituye la causa principal del fenómeno mas dramático de que se ha constatado en lo que atañe el agotamiento de la capa de ozono. Cada primavera, en el hemisferio sur, aparece un “agujero” en la capa de ozono sobre la antártica, tan grande como la superficie de los estados unidos. El “agujero” no es en realidad un agujero sino una región que contiene una concentración muy baja de ozono. En invierno, la atmósfera sobre la antártica queda aislada del resto del mundo por una circulación natural de vientos llamada remolino polar. Durante el invierno, con el frío y la oscuridad, se forman en la estratosfera las nubes estratosferitas polares (PSC). El cloro inactivo en la 6

superficie de estas nubes se convierte en formas que pueden agotar la capa de ozono por reacciones químicas con la acción de la radiación solar. El resultado final es que en cada primavera, cuando aparece el sol en la antártica, el ozono se destruye rápidamente. El agujero desaparece nuevamente cuando la estratosfera en la antártica se calienta lo suficiente para dispersar las PSC y disolver los vientos que la aíslan del resto del mundo. Un aire rico en ozono fluye entonces para reaprovisionar la capa de ozono sobre la antártica. La circulación del aire aportara también hacia el norte masas con menos ozono, mezclándolas con las concentraciones de ozono de otros lugares y diluyéndolas. Estos fenómenos, pueden afectar a grandes zonas del hemisferio sur. Las reducciones de la capa de ozono del hemisferio norte no son menos angustiantes que la de la región antártica, aun cuando no se han formado agujeros debidos, principalmente, aciertos factores meteorológicos. no obstante en enero de 1993, la cantidad de ozono situada entre los 45° N y 65° N de latitud , era entre un 12 % a 15% inferior de lo normal. En el periodo comprendido entre febrero y junio de1993, se produjo una reducción máxima de 25% tanto sobre el hemisferio norte como el hemisferio sur. Es por eso que el problema exige soluciones mundiales.

efectos del calentamiento de la atmósfera Sin duda otro gran problema de actualidad, es el calentamiento de la atmósfera recordemos que la temperatura de la tierra se mantiene gracias a un equilibrio, entre el calor de la radiación solar que fluye desde el espacio y el enfriamiento de la radiación infrarroja emitida por la superficie caliente de la tierra y la atmósfera, que se escapa volviendo al espacio. El sol es la única fuente de calor externa de la tierra. Cuando la radiación solar, en forma de luz visible, llega a la tierra, una parte es absorbida por la atmósfera y reflejada desde las nubes y el suelo (especialmente desde los desiertos y la nieve). El resto es absorbido por la superficie de la tierra que se calienta. Si bien la atmósfera es relativamente transparente a la radiación solar, la radiación infrarroja se absorbe en la atmósfera por muchos gases menos abundantes. Aunque presentes en pequeñas cantidades, estas trazas de gases actúan como un manto que impide que una buena parte de la radiación infrarroja se escape directamente al espacio, al frenar este flujo al espacio los gases calientan la atmósfera y superficie terrestre. Los gases que absorben y atrapan cantidades variables de radiación infrarroja. También persisten en la atmósfera por periodos variables de tiempo, e influyen en la química atmosférica (especialmente del ozono) de diferentes maneras. Por ejemplo, una molécula de CFC-12 tiene más o menos el mismo efecto sobre la radiación que 16000 moléculas de CO2. El efecto de una molécula de metano es igual a aproximadamente 21 veces el efecto del CO2, pero la vida útil del metano es mucho mas corta. EL POTENCIAL DE CALENTAMIENTO MUNDIAL DE LA ATMÓSFERA (GWP), es un índice que compara el efecto de del recalentamiento en un lapso de tiempo para diferentes gases con respecto a emisiones iguales de CO2 (por peso). 7

Dado que la vida útil de los gases es diferente de la del CO2, se podrían calcular diferentes GWP, lo cual depende de la extensión de tiempo considerada. La vida útil del CO2 es del orden de los 200 años en la atmósfera; sobre un plazo corto, un gas cuya vida útil es muy corta, no tiene relieve respecto al potencial de recalentamiento del CO2. Normalmente de adoptar una extensión de tiempo de 100 años. Remplazar el CFC-R-12 POR EL HFC 134ª implicaría una reducción por factor de 6 en el calentamiento mundial de la atmósfera si hay emanación de gas. La contribución directa ya se esta reduciendo gracias a la limitación de las emisiones tanto por métodos mas estrictos para evitar fugas en los sistemas de refrigeración, como por la recuperación de CFCs. El IMPACTO TOTAL EQUVALENTE DE RECALENTAMIENTO (TEWI), Es un índice que además considera el recalentamiento global indirecto, debido a la necesidad de consumo de energía que absorben los sistemas de refrigeración. Es decir además de considerar la liberación de refrigerante a la atmósfera, esta contribución representa el número de kilogramos de CO2 vertidos en la atmósfera por la producción de cada kilovolt-hora de electricidad utilizado para producir el frío. Diversos experimentos y cálculos han demostrado que la contribución de los sistemas termodinámicos al efecto invernaderos considerablemente superior a la contribución directa vinculada con la liberación de CFCs. Las consideraciones directas o indirectas se toman en cuenta en un coeficiente denominado impacto total equivalente de recalentamiento (TEWI).

CFC y otras sustancias que contienen halógenos Los CFCs se han utilizado ampliamente desde la primera mitad del siglo XX. El consumo mundial de estos ha aumentado constantemente desde entonces, quedo sujeto a la limitación a fines de la década de los 80 por el protocolo de Montreal, destinado a reducir y eliminar el uso de los CFCs y de otras sustancias que contienen halógenos. Los CFCs se utilizan como disolventes, como impelentes en aerosoles, en la producción de espumas de poliuretano; estos usos representan cerca del 70% de todos los CFCs producidos. También se emplean los CFCs como liquido activo en muchos sistemas de refrigeración y aire acondicionado. La industria de la refrigeración fue responsable de un cuarto del consumo de CFCs en 1986. Los utilizadores de pequeñas cantidades como, por ejemplo, los de la industria de la esterilización, consumieron el 5% del total mundial. La producción de CFCs disminuyo entre 1986-1993 y hubo una drástica reducción del uso del uso de estas sustancias como impelentes de los aerosoles, como agentes espumantes y como disolventes. la menor disminución de los CFCs fue en la industria de refrigeración, de manera que en el periodo de tiempo de 19921993 el consumo representaba el 50% del total mundial, pero por otra parte la cantidad de CFCs producida en 1993-1994 era significativamente menor de lo que se producía en el año 1986. 8

Esquema de representación del recalentamiento global

LA RESPUESTA INTERNACIONAL El protocolo de Montreal En marzo de 1985, el convenio de la protección de la capa de ozono fue firmado en Viena. El convenio preveía futuros protocolos y especificaba procedimientos para las enmiendas y la resolución de discrepancias. En septiembre de 1987, se llego a un acuerdo de medidas concretas a adoptar y se firmo el protocolo de Montreal sobre las sustancias que agotan la capa de ozono. En este protocolo se dio el primer paso concreto para proteger la capa de ozono, disponiéndose que para el año 1999 a mas tardar se debía llegar a una reducción del 50% en la producción y el consumo de los CFCs.

Como resultado de la segunda reunión de las partes en Londres (1990), se ajustaron los plazos de Montreal de manera que para el año 2000 a mas tardar quedasen eliminados cinco CFC (R-11,-12.-13,-14,Y15) y tres halones. El meticloroformo debía controlarse y quedar eliminado en el año 2005 a mas tardar. En Londres se redactaron disposiciones especiales en el protocolo en materia de transferencia de tecnología a los países en desarrollo y en cuanto a la creación del Fondo Multilateral (para cubrir los costos de la aplicación del protocolo). Las partes se reunieron por cuarta vez en Copenhague en noviembre de 1992 y convinieron en que todos los CFCs, al igual que el METICLOROFORMO y el CTC, quedasen eliminados en 1996 amas tardar, y que los halones se eliminasen en 1994 amas tardar. en cuanto a los HCFCs (hidroclorofluorocarbonos), estos quedarían eliminados el año 2030 a mas tardar, habiéndose establecido esta fecha tardía debido, principalmente, a la necesidad de alentar primero el uso de los HCFCs, de efecto menos agotador del ozono, como sustitutos de los CFCs. En virtud del protocolo de Montreal, las fechas anteriores valen para las naciones desarrolladas; los países en desarrollo (o sea los que consumen menos de 0,3 kilogramos de CFC per capita) están eximidos y tienen un periodo de tolerancia de 10 años mas. En 1987, participaron en la redacción del protocolo de Montreal únicamente 24 naciones; al realizarse la reunión de Londres en 1990, este número se había visto aumentado considerablemente. En diciembre de 1994, la situación era tal que habían ratificado el protocolo de Montreal casi todas las naciones del mundo, 101 lo habían hecho en cuanto a la Enmienda de Londres y 39 en cuanto a la Enmienda de Copenhague. El logro de de las metas del protocolo de Montreal depende de una amplia cooperación entre todas las naciones del mundo. No es suficiente que los países desarrollados, que en 1986 representaban el 85% del consumo de las sustancias agotadoras del ozono, participen en el protocolo. La participación de los países en desarrollo, que consumían solo el 15% de la producción mundial en 1986 es igualmente de importancia vital. El consumo de CFCs en los países en desarrollo ha estado creciendo a un ritmo mucho mas elevado que en los países desarrollados y podrían anular el efecto del protocolo en dos a tres décadas, si se mantuviera al margen del protocolo. Si los países en desarrollo debían comprometerse a observar los plazos estrictos para adoptar nuevas tecnologías, era necesario que se les proporcione nuevas tecnologías y la ayuda financiera para adoptarlas. El mecanismo comprende un Fondo Multilateral y otro de cooperación multilateral, regional y bilateral. El fondo comenzó a funcionar en 1991, en virtud del mismo, el PNUMA IMA es responsable de la distribución de la información, de la capacitación y de la red de intercambio de información.

Sustancias que dañan la capa de ozono: -.CFCs -.HCFCs 10

-.HALONES -.METICLOROFORMO -.BROMURO DE METILO -.TETRACLORURO DE CARBONO

Fotografías de la capa de ozono tomada por satélites

CAPÍTULO II / CONCEPTOS BÁSICOS UNIDADES DE MEDIDA.

Tabla de conversiones unidades de medidas LONGITUDES Metros Centímetros Pulgadas Pie

mt 1 0,01 0,0254 0,3078

cm 100 1 2,54 30,48

Pulgadas 39,37 0,3937 1 12

Pie 3,28 0,0328 0,08333 1

Mt2

Cm2

Pulgadas

Pie2

Metros2 Centimetros2 Pulgadas2 Pie2

1 0,0001 0,000645 0,0929

10000 1 6,45 929,03

1550 0,155 1 144

10,76 0,001 0,0069 1

VOLUMEN Metros3 Centímetros3 Pulgada3 Pie3 Litros

Mt3 1 0,000001 0,0000163 0,028 0,001

SUPERFICIES

Cm3 1000000 1 16,38 28316,8 1000 12

Pulgadas 3 61023,37 0,061 1 1728 61,35

Pie3 35,28 0,00003528 0,000578 1 0,035

Litros 1000 0,001 0,0163 28,34 1

PESOS

Kg. 1 1000 0,0283 0,45359 ELECTRICAS

Kg. Toneladas Oz Libras

Toneladas 0,001 1 0,000028 0,0004535 KW 1 0,7457

Kw HP PRESIÓN Kg/cm2 Atmósferas Psi

Oz 35,274 35274 1 16

Kg/Cm2 1 1,033 0,07032

Libras 2,20462 2204,62 0,0625 1

Hp 1,34102 1

Atmósferas 0,9676 1 0,068

Psi 14,22 14,7 1

TÉRMICAS KwH Hph Kcal Btu

kwH 1 0,7457 1,16* 10-3 2,93*10-4

Hph 1,34102 1 1,56*10-13 3,93*10-4

kcal 859,845 641,186 1 0,251996

Btu 3412 2544,43 3,968 1

REFRIGERACIÓN TRJ TR Kcal/hr Btu/hr

TRJ 1 0,91084 3,01 x10 - 4 7,59 x 10- 5

TR 1,098 1 3.3 x 10-4 8,33 x 10 - 5

Kcal/hr 3320 3024 1 0,252

BTU/hr 13173,76 12000 3,968 1

ESTADOS DE LA MATERIA. Toda la materia conocida, existe en una de las tres formas físicas o estados: Sólida, líquida o gaseosa. La materia en estado Sólido, mantiene su cantidad, forma y dimensiones físicas.

La materia en estado LĂquido, mantiene su cantidad y tamaĂąo pero no su forma. El liquido siempre toma la forma del recipiente que lo contiene.

La materia en estado Gaseoso, no tiene una tendencia a retener ni el tamaĂąo ni la forma.

Movimiento molecular Toda la materia se compone de pequeñas partículas llamadas moléculas y la estructura molecular de la materia puede posteriormente romperse en átomos. Cuando se aplica energía calorífica a una sustancia, se incrementa la energía interna de las moléculas, lo cual aumenta su desplazamiento o velocidad de movimiento; hay también un incremento en la temperatura de la sustancia. Cuando se retira calor de una sustancia se presenta una disminución en la velocidad del movimiento molecular y también un descenso en la temperatura de la sustancia. Cuando se retira calor de una sustancia se presenta una disminución en la velocidad del movimiento molecular y también un descenso en la temperatura de la sustancia.

Cambio de estado Cuando una sustancia sólida se calienta, el movimiento molecular es principalmente en la forma de rápido movimiento vibratorio, no desplazándose nunca las moléculas de su posición normal u original. Pero en alguna temperatura dada, una sustancia en particular, la adición posterior de calor, no necesariamente incrementará el movimiento molecular dentro de la sustancia; en su lugar, el calor adicional causará que algún sólido se fusione (Cambia a líquido). Así el calor adicional causa un cambio de estado en el material. CAMBIO DE

NOMBRE

GAS A LÍQUIDO

CONDENSACION

GAS A SÓLIDO SÓLIDO A GAS

SUBLIMACION INVERSA SUBLIMACION 15

LÍQUIDO A GAS LÍQUIDO A SÓLIDO SÓLIDO A LÍQUIDO

EVAPORACION SOLIDIFICACION FUSION

Es así como el calor puede cambiar la temperatura y el estado de las substancias y también pueden ser absorbidos aún cuando no exista cambio de temperatura, como cuando un sólido cambia a líquido, o cuando un líquido se cambia a vapor. Cuando el vapor se vuelve líquido, o cuando el líquido vuelve a transformarse en sólido, se despide la misma cantidad de Calor. El ejemplo más común de este proceso es el agua, que existe como líquido y que puede existir como sólido forma de Hielo y como Gas cuando se trasforma en Vapor. Como hielo, es una forma de Refrigeración, absorbiendo calor mientras se derrite a una temperatura constante de 0ºC (32ºF). Si se coloca agua en un recipiente abierto y se pone al fuego, su temperatura aumentará a la temperatura de ebullición o sea 100ºC al nivel del mar (212ºF). Sin importar la cantidad de calor aplicado, la temperatura no puede subir arriba de 100ºC, porque el agua se estaría evaporando constantemente. Si este vapor pudiera ser retenido en el recipiente evitando la ebullición y se continuará agregando calor, entonces la temperatura podría nuevamente aumentarse. Obviamente, el proceso de evaporación o ebullición estará absorbiendo el calor y manteniendo la temperatura a 100ºC. Cuando el vapor se condensa nuevamente formando agua, despide exactamente la misma cantidad de calor que absorbió al evaporarse. Si el agua se congela, debe extraerse la misma cantidad de calor que fue absorbida en el proceso de descongelamiento por medio de algún proceso para la congelación. Generalmente los usuarios confunden la palabra refrigeración con frío y con enfriamiento; sin embargo, la práctica de ingeniería de refrigeración, trata casi enteramente con la transmisión de calor. Esta aparente paradoja es uno de los conceptos fundamentales que deben ser comprendidas para entender la operación de un sistema de refrigeración. TERMODINÁMICA.

La termodinámica es una rama de la ciencia que trata sobre la acción mecánica del calor. Hay ciertos principios fundamentales de la naturaleza, llamadas leyes termodinámicas, que rigen nuestra existencia aquí en la tierra, varios de los cuales son básicos para el estudio de la refrigeración. La primera y la más importante de estas leyes dice: “LA ENERGÍA NO PUEDE SER CREADA NI DESTRUIDA, SOLO PUEDE TRANSFORMARSE DE UN TIPO DE ENERGÍA EN OTRO”

Calor El calor es una forma de energía, creada principalmente por la transformación de otros tipos de energía en energía de Calor; por ejemplo, la energía Mecánica que opera una rueda causa fricción y crea calor. Calor es frecuentemente definido como energía en transito, porque nunca se mantiene estática, ya que siempre está transmitiéndose desde cuerpos cálidos a los cuerpos fríos. La mayor parte del calor en la tierra se deriva de las radiaciones del Sol. Una cuchara sumergida en agua helada pierde su calor y se enfría; una cuchara sumergida en café caliente absorbe el calor del café y se calienta. Sin embargo, las palabras “Más Caliente” y “Más Frío”, son sólo términos comparativos. Existe calor a cualquier temperatura arriba del cero absoluto, incluso en cantidades extremadamente pequeñas. Cero absoluto es el término usado pro los científicos para describir la temperatura más baja que teóricamente es posible lograr, en el cuál no existe calor, y que es de –273ºC (-460ºF). La temperatura más fría que podemos sentir en la tierra es mucho más alta en comparación con esta base. 17

Temperatura

La temperatura es la escala usada para medir la intensidad del calor y es el indicador que determina la dirección en que se moverá la energía de calor. También puede definirse como el grado de calor sensible que tiene un cuerpo en comparación con otro. En algunos países, la temperatura se mide en Grados Fahrenheit (ºF), pero en nuestro país, y generalmente en el resto del mundo, se usa la escala de Grados Centígrados, algunas veces llamadas Celsius. Ambas escalas tienen dos puntos básicos en común: el punto de congelación y el de ebullición del agua al nivel del mar. Al nivel del mar, el agua se congela a 0ºC o a 32 ºF y hierve a 100 ºC o a 212ºF. En la escala Fahrenheit la diferencia de temperatura entre estos dos puntos está dividida en 180 incrementos de igual magnitud llamados grados Fahrenheit, mientras que en la escala Centígrados, la diferencia de Temperaturas está dividida en 100 incrementos iguales llamados Grados Centígrados. La relación existente entre las escalas Fahrenheit y Centígrados se establece por la siguiente formula:

9 °F = °C + 32 5 °C =

K = °C + 273 R = °F + 460

5 (°F − 32) 9

Medida de calor. La medida de la temperatura no tiene ninguna relación con la cantidad de calor. Una llamada de fósforo puede tener la misma temperatura que una hoguera, pero obviamente la cantidad de calor que despide es totalmente diferente. La unidad básica para medir calor usado en nuestro país, es la caloría que se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un gramo de agua 1 ºC. Por ejemplo, para aumentar la temperatura de un litro de agua de 95 a 100 ºC, se requieren 5000 calorías. (Un litro de agua pesa 1000 gramos), o sea:

1000 x ( 100 – 95) = 5000 calorías

Sin embargo, la unidad de calor empleada comúnmente es la Kilo-Caloría (KCAL) que equivale a 1.000 calorías y que pueden ser definidas como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un Kg. De Agua, un grado Centígrado. En el sistema Inglés, la unidad de calor es la BRITISH THERMAL UNIT (B.T.U.). Un B.T.U. Puede definirse como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua 1 ºF. Por ejemplo: Para aumentar la temperatura de un Galón de agua (Aproximadamente 8,3 Lb) de 70 º F a 80 ºF, se requieren 83 BTU 8,3 x (80 – 70) = 83 B.T.U.

Calor específico. El Calor específico de una sustancia es su capacidad relativa de absorber o ceder calor tomando como base la unidad de agua pura, y se define como la cantidad de Kilocalorías o (BTU) necesarias para aumentar o disminuir la temperatura de un Kilo o (libra) de cualquier sustancia en 1ºC o (1ºF). Por definición, el calor específico del agua es 1,0 pero la cantidad de calor necesaria para aumentar o disminuir la temperatura de otras substancias varía. Se requieren únicamente 0,64 Kcal por Kilo (0,64 BTU por libra) para aumentar o disminuir la temperatura de un kilo (Libra) de Aluminio 1 ºC (1ºF), por lo tanto, los calores específicos de estas dos substancias son 0,64 y 0,22 respectivamente.

Calor sensible El calor sensible se define como el calor que provoca un cambio de temperatura en una sustancia. En otras palabras es como su nombre lo indica, el calor que puede percibirse por medio de los sentidos. Cuando la temperatura del agua se eleva de 0ºC a 100ºC, hay también un aumento de calor sensible. 19

Calor latente Calor latente es el que necesita para cambiar un sólido en líquido, o un líquido en gas, es decir cambiar de estado, sin variar la temperatura de la sustancia. La palabra latente significa “oculto”, o sea que este calor requerido para cambiar el estado de una sustancia y no es percibido por los sentidos.

Tabla de calores específicos ALIMENTOS PRODUCTO APIO BROCOLI CARNE VACUNO CARNE CABRA CEBOLLAS CARNE CERDO CEREZAS CHOCLO CHOCOLATES CIRUELAS COLIFLOR CREMA (40%) DURAZNOS ESPÁRRAGOS ESPINACAS FRAMBUESAS FRESAS HELADO HIGOS HUEVOS JAMONES LECHE LECHUGA LEGUMBRES LIMONES MANTECA MANTEQUILLA MELONES MEMBRILLOS NARANJAS OSTIONES PAPAS PERAS PESCADO PIÑAS PLATANOS POLLO POROTOS QUESO VIENESAS SALMÓN TOMATES UVAS ZANAHORIAS

Cp (antes) (KCAL/(KG*ºC))

Cp (Después) (KCAL/(KG*ºC))

CALOR LATENTE (KCAL/KG)

Tº CONG. ºC

0,91 0,9 0,72 0.65 0,67 0,91 0,68 0,90 0,79 0,56 0,88 0,90 0,85 0,91 0,91 0,92 0,87 0,90 0,77 0,71 0,85 0,68 0,90 0,90 0,90 0,91 0,60 0,64 0,91 0,90 0,91 0,83 0,86 0,91 0,76 0,90 0,90 0,79 0,78 0,70 0,86 0,76 0,92 0,90 0,93

0,46 0,48 0,40 0.35 0,30 0,51 0,38 0,49 0,42 0,30 0,48 0,56 0,40 0,41 0,49 0,51 0,49 0,49 0,45 0,44 0,45 0,38 0,49 0,46 0,45 0,49 0,39 0,34 0,47 0,49 0,44 0,44 0,47 0,49 0,41 0,50 0,42 0,37 0,36 0,40 0,56 0,41 0,46 0,61 0,45

75,55 74,99 52,77 54.42 46,38 72,22 48,05 66,66 59,00 22,22 64,44 73,88 49,99 71,11 74,99 71,66 66,66 66,66 20,55 64,44 55,55 48,05 68,88 75,55 72,22 69,99 49,99 8,33 71,11 67,77 69,44 64,44 62,27 67,77 56,11 71,11 59,99 58,88 54,99 47,77 47,77 60,00 73,33 62,22 69,99

-1,3 -1,7 -1,7 -1.7 -1,7 -1,1 -2,8 -1,5 -0,6 -0.7 -2,2 -1,1 -2,2 -1,7 -1,1 -1,1 -1,5 -1,5 -1,7 -2,2 -0,3 -0,6 -0,6 -0,6 -1,1 -2,2 0 -1,1 -1,7 -2,2 -2,1 -2,8 -1,7 -2,5 -2,2 -1,0 -2,0 -2,8 -2,3 -16,1 -1,7 -2,2 -0,9 -2,2 -1,1

Tonelada americana de refrigeración Aún en nuestro medio es muy frecuente hablar de toneladas de refrigeración, la cual es realmente una unidad americana basada en el efecto frigorífico de la fusión del hielo. La tonelada de refrigeración puede definirse como la cantidad de calor absorbida por la fusión de una tonelada de hielo sólido puro en 24 horas. Puesto que el calor latente de fusión de una libra de hielo es de 144 BTU, el calor latente de una tonelada americana (2000 libras) de hielo será 144 * 2000, o sea 288,000 BTU por 24 horas. Para obtener el calor por hora es necesario dividir entre las 24 horas, lo cual da una cantidad de 12.000 BTU/HORA, que recibe el nombre de “TONELADA DE REFRIGERACION”. Puesto que el calor latente del hielo en el sistema métrico es de 80 KiloCalorías y que y una tonelada americana e igual a 907.187 kilos, la tonelada de refrigeración es igual a 80 * 907.185 o sea 72.575 kilo- calorías por 24 horas, es decir, 3.024 kilo-calorías por hora.

Calor latente de fusión El cambio de una sustancia de sólido a líquido o de líquido a sólido requiere calor latente de fusión. Este también puede llamare calor latente de fusión o calor latente de congelación. Cuando se derrite un kilo de hielo, éste absorbe 80 kilo-calorías (144 BTU) a una temperatura constante de 0ºC (32ºF); del mismo modo, cuando se congela un kilo de agua para convertirla en hielo, deben sustraérsele 80 kilo- calorías (144 BTU) a una temperatura constante de 0ºC (32ºF). En la congelación de productos alimenticios, únicamente se considera el calor latente del porcentaje de agua que estos contienen; por tanto, el calor latente se conocerá, determinado e porcentaje de agua que existe en dichos productos.

Calor latente de evaporación Para cambiar una sustancia de líquido a vapor y de vapor a líquido se requiere calor latente de evaporación. Puesto que la ebullición es sólo un proceso acelerado de evaporación, este calor también puede llamarse calor latente ebullición, calor latente de evaporación, o para el proceso contrario, el calor latente de condensación. Cuando un kilo de agua hierve o se evapora, absorbe 539 kilo- calorías (970 BTU) a una temperatura constante de 100ºC (212ºF) al nivel del mar; igualmente, para condensar un kilo de vapor deben sustraerse 539 kilo- calorías (979 BTU). Debido a la gran cantidad de calor latente que interviene en la evaporación y en la condensación, la transmisión de calor puede ser eficiente mediante este proceso. Los mismos cambios de estado que afectan al agua se aplican también a cualquier líquido a diferentes presiones y temperaturas. La absorción de calor para cambiar un líquido a vapor y la sustracción de este calor para condensar nuevamente el vapor, es la clave para todo el proceso de la refrigeración mecánica y la transmisión del calor latente requerido, es el instrumento básico de la refrigeración.

Calor latente de sublimación El proceso de sublimación es el cambio directo de un sólido a un vapor sin pasar por el estado líquido, que puede ocurrir en algunas sustancias. El ejemplo más común es el uso de “hielo seco” o sea dióxido de Carbono para enfriar. El mismo proceso puede ocurrir con hielo abajo de su punto de congelación, y se utiliza también en algunos procesos de congelamiento a temperaturas extremadamente bajas y altos vacíos. El calor latente de sublimación es igual a la suma de calor latente de fusión y el calor latente de evaporación.

Temperatura de saturación Saturación es la condición de temperatura y presión en la cual el líquido y el vapor pueden existir simultáneamente. Un líquido o vapor esta saturado cuando está en su punto de ebullición (para el nivel del mar, la temperatura de saturación del agua es de 100ºC o 212 ºF). A presiones más altas la temperatura de saturación aumenta, y disminuye a temperatura más baja.

Vapor sobrecalentado Cuando un líquido cambia a vapor, cualquier cantidad adicional de calor aumentará su temperatura (calor sensible). Siempre y cuando la presión a la que se encuentre expuesto se mantenga constante. El término vapor sobrecalentado se emplea para denominar un gas cuya temperatura se encuentre arriba de su punto de ebullición o saturación. El aire a nuestro alrededor contiene vapor sobrecalentado.

Líquidos subenfriaoos Cualquier líquido que tenga una temperatura inferior a la temperatura de saturación corresponde a la presión existente, se dice que s encuentra subenfríado. El agua a cualquier temperatura por debajo de su temperatura de ebullición (100ºC al nivel del mar) está subenfríada.

Presion

Presión atmosférica La presión se expresa como una fuerza perpendicular ejercida sobre un área o superficie. Pues bien la presión atmosférica será la fuerza de gravedad que atrae la capa de gases que componen la atmósfera sobre la superficie terrestre, y se denomina presión atmosférica estándar a la presión atmosférica a nivel del mar.

Presión absoluta Generalmente, la presión absoluta expresa en términos de bar o de kilogramo-fuerza por centímetro cuadrado o (libras-fuerza por pulgada cuadrada) y se cuenta a partir del vacío perfecto en el cual no existe la presión atmosférica. Por tanto en el aire a nuestro alrededor, la presión absoluta y la atmósfera son iguales.

Presión manométrica Un manómetro de presión está calibrado para leer 0 kilogramo-fuerza por centímetro cuadrado o (libras-fuerza por pulgada cuadrada) cuando no está conectado a algún recipiente con presión; por tanto, la presión absoluta de un sistema cerrado será siempre la presión manométrica más la presión atmosférica. Las presiones inferiores a la presión atmosférica Standard son realmente lecturas de depresión en los manómetros y se denominan vacíos. Un manómetro de refrigeración mixto (compound) está calibrado en el equivalente en milímetros (pulgadas) de Mercurio por las lecturas de depresión. Puesto que 1.03 Kg/cm2 (14.7 PSI) equivale aproximadamente a 760 milímetros de columna de Mercurio (29.92 pulgadas). Es importante recordar que la presión manométrica es siempre relativa a la presión absoluta. La TABLA Nº 1 demuestra la relación de presiones a diferentes altitudes suponiendo que las condiciones atmosféricas sean normales. La columna en milímetros (pulgadas) de Mercurio, indica los milímetros (pulgadas) de Mercurio que una bomba de vacío perfecta debería obtener teóricamente. Por lo tanto a 1.525 metros (5ies) de altura y bajo condiciones atmosféricas normales, un vacío perfecto sería de 632 milímetros (24.89 pulgadas) de Mercurio, mientras que al nivel del mar sería de 760 milímetros de Mercurio (29.92 pulgadas). RELACIÓN DE PRESIONES A DIFERENTES LATITUDES PRESIONES

ALTITUD

Metros 0 305 610 915 1220 1525

pies 0 1000 2000 3000 4000 5000

MANOMETRICAS Kg/cm2 PSIG 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ABSOLUTA Kg/cm2 PSIA 1.03 14.7 1.00 14.2 0.96 13.7 0.93 13.2 0.89 12.7 0.86 12.2

ATMOS mm Hg 760 733 707 681 656 632

PUNTO DE EBULLICI ÓN DEL AGUA Pulg. Hg 29.92 28.85 27.82 26.81 25.84 24.89

ºC 100 99 98 97 96 95

ºF 212 210 208 206 205 203

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA La segunda ley de la termodinámica, como se discutió antes establece que se transfiere calor en una sola dirección, de mayor a menor temperatura; esto tiene lugar a través de tres modos básicos de transferencia de calor que se detallan a continuación.

Conducción La conducción se describe como la transferencia de calor entre las moléculas cercanas de una sustancia, o entre sustancias que están tocándose o en un contacto físico real con la otra. Cuando la transferencia de calor ocurre en una sola sustancia, tal como una varilla de metal con un extremo en una llama de fuego, el movimiento de calor va hasta que hay un balance de temperatura a todo lo largo de la longitud de la varilla. Si la varilla se sumerge en agua, las moléculas que se mueven rápidamente sobre la superficie de la varilla transmitirán algún calor a las moléculas del agua y otra transferencia de calor por conducción tendrá lugar. Cuando la superficie exterior de la varilla se enfría, hay aún algún calor dentro de la varilla y este continuará transfiriéndolo a las superficies exteriores de la varilla y luego al agua hasta que se alcanza el balance de temperatura. La velocidad con la cual el calor se transfiere por medio de la conducción varía con las diferentes sustancias o materiales si éstas poseen iguales dimensiones. La tasa de transferencia de calor variará de acuerdo a la habilidad de los materiales o sustancias para conducir calor. Los sólidos, en general son mucho mejore conductores que los líquidos; y a su vez los líquidos conducen el calor mejor que los gases o los vapores. La mayoría de los metales tales como la plata, cobre, acero y el hierro, conducen el calor mucho más rápidamente, mientras que otros materiales tales como vidrio, la madera y otros materiales de construcción, transfieren el calor en una tasa mucho más lenta y por consiguiente solo usados como aislantes. El Cobre es un excelente conductor de calor como lo es el Aluminio. Estas sustancias son ordinariamente usadas en los evaporadores, condensadores y tubería de refrigerante que conecta los varios componentes de un sistema de refrigeración, aunque el hierro es ocasionalmente usado con algunos refrigerantes. La tasa a la cual el calor pueda conducirse a través de varios materiales depende de factores tales como: a) El espesor del material b) La diferencia de temperatura entre los lados del material c) La conductividad térmica (factor k) de un material d) El tiempo de duración del flujo de calor.

La figura es una Tabla de factores de conductividad térmica de algunos materiales comunes. CONDUCTIVIDAD PARA MATERIALES AISLANTES Y DE CONSTRUCCIÓN MATERIAL

CONDUCTIVIDAD (k) (Kcal/(h) (Mt) (ºC) 0.10 0.004 0.0003 1.2 1.3 0.70 0.6 5,5 0,6 0,032

Madera en láminas Aislamiento de Poliestileno expandido Aislamiento de Poliuretano inyectado Mortero Estuco Ladrillo (común) Yeso (con arena) Piedra Adobe Fibra de Algodón

Nota: Los factores k están dados en [(Kcal/ (hr x Mt x ºC)] estos factores pueden utilizarse correctamente a través del uso de la siguiente ecuación: Ecuación n° 1:

Ak∆T X

DONDE: A K ∆T X

: Área seccional en Mt2 : Conductividad térmica en [Kcal/(h)(Mt)(ºC)] : Diferencia de temperatura entre los dos lados : Espesor del material en Metros.

Los materiales de una alta conductividad se usan dentro del sistema de refrigeración en si mismo a causa de que es deseable que una transferencia de calor rápida ocurra tanto en el evaporador como en el condensador. El evaporador es donde el calor se remueve, del espacio refrigerado o el proceso que ha estado en contacto directo con la sustancia. El condensador disipa este calor a otro medio o espacio. En el caso del evaporador el producto o aire está a una mayor temperatura que el refrigerante dentro de la tubería y hay una transferencia de calor de mayor a menor temperatura; mientras que en el condensador el vapor del refrigerante está a una mayor temperatura que la del medio enfríante viajando a través del condensador, y aquí de nuevo hay una transferencia de calor de mayor a menor temperatura. La tubería lisa bien sea de Cobre, Aluminio o de cualquier otro metal, transferirá calor de acuerdo a su conductividad o factor k, pero esta transferencia de calor puede incrementarse mediante la adición de aletas a la tubería. 26

Estas incrementarían el área de superficie de transferencia de calor, por consiguiente incrementando la eficiencia total del sistema. Si la adición de aletas dobla el área superficial puede demostrarse en el uso de la ecuación (1) que la transferencia de calor total será en sí mismo doblada cuando se compare con la de la tubería libre.

Convección Otro medio de transferencia de calor es por el movimiento de material calentado en sí mismo cuando se trata de un líquido o gas. Cuando el material se calienta, las corrientes de convección son producidas dentro del mismo y las porciones más calientes de él suben, ya que el calor trae consigo el decrecimiento de la densidad del fluido y un incremento en su volumen específico. El aire dentro de un refrigerador y e agua que se calienta en una vasija son ejemplo primario de los resultados de las corrientes de convección. El aire en contacto con el serpentín de enfriamiento de un refrigerador llega a enfriarse y por consiguiente se vuelve más denso, y empieza a bajar a la parte inferior e éste. Al hacerlo absorbe inferior calor de los alimentos y de las paredes del refrigerador, el cual a través de conducción, ha ganado calor del cuarto Después de que el calor ha sido absorbido por el aire, éste se expande volviéndose más liviano y sube nuevamente al serpentín enfriador en donde el calor nuevamente se renueva de él. El ciclo de convección se repite siempre que haya una diferencia de Temperatura entre el aire y el evaporador. Las corrientes de Convección tales como las explicadas aquí son naturales, y, o como el caso de un refrigerador, el flujo natural es un flujo lento. En algunos casos la convección debe incrementarse con el uso de ventiladores o sopladores; en el caso de los líquidos se usan bombas para forzar la circulación y la transferencia de calor de un lugar a otro.

Radiación Un tercer medio de transferencia de calor es la radiación por medio de ondas similares a las de la luz o las ondas de sonido. Los rayos del sol calientan la tierra por medio de ondas de calor radiantes el cual viaja en caminos rectos sin calentar la materia que interviene en su recorrido o el aire. El calor de un bulbo de luz o de una estufa caliente es radiante en naturaleza y se siente cuando se está cerca de ella, aunque el aire entre la fuente y el objeto cuando los rayos pasan a través de él no se calienta. Si usted ha estado relajándose en un edificio sombreado o en un árbol en un día caliente o soleado y se mueve directamente a los rayos del sol, el impacto directo de las ondas caloríficas le golpeará como un pesado martillo aún cuando la temperatura del aire en la sombra es aproximadamente la misma que en la parte soleada. A bajas temperaturas hay solamente una pequeña cantidad de radiación, y solamente se sienten pequeñas diferencias de temperatura, por consiguiente la radiación tiene pequeño efectos en el proceso real de refrigeración, pero los resultados de la radiación de los rayos solares pueden causar un incremento en la carga de refrigeración en un edificio expuesto a estos rayos. 27

El calor radiante es rápidamente absorbido por materiales o sustancias oscuras o mates, mientras las superficies o materiales con colores claros, reflejarán las ondas de calor radiante, como lo hacen con los rayos de luz. Este principio también se utiliza en el campo del Aire Acondicionado, donde, con techos y paredes claras, penetrará menos calor radiante en el espacio acondicionado, reduciendo así el tamaño del equipo de enfriamiento requerido. El calor radiante también penetra fácilmente las ventanas con vidrios claros, pero es absorbido por vidrios opacos o traslúcidos. Cuando el calor radiante o energía (ya que todo el calor es energía) es absorbido por un material o sustancia, se convierte en calor sensible, el cual puede sentirse o medirse. Todo cuerpo o sustancia absorbe energía radiante en algunas cantidades, dependiendo de la diferencia de temperatura entre el cuerpo específico o sustancia y la otra sustancia. Toda sustancia radiará energía cuando su temperatura es mayor que el cero absoluto y otra sustancia próxima este a menor temperatura. Si un automóvil se deja sol bajo el sol caliente, con las ventanas cerradas durante un período de tiempo largo, la temperatura dentro del carro será mucho mayor que la del medio ambiente que lo rodea. Esto demuestra que la energía absorbida por los materiales de los cuales se construye el carro se convierte a calor sensible, que puede medirse.

CAPÍTULO III / FUNDAMENTOS DE REFRIGERACIÓN

Como refrigerante se entiende todo aquel fluido que se utiliza para transmitir el calor en un sistema frigorífico y que absorbe calor a bajas temperaturas y presión, y lo cede a temperaturas y presión mas elevada, generalmente con cambios de estado del fluido. Los refrigerantes se identifican por su fórmula química o por una denominación simbólica numérica; no es suficiente identificarlos por su nombre comercial. En 1956, la compañía DU PONT ideo y registró un método para clasificar numéricamente los refrigerantes, con el se eliminaba el uso de complicados nombres químicos. La asociación americana de ingenieros en refrigeración calefacción, ventilación y aire acondicionado (ASHRAE) adopto este sistema en 1960. El numero del refrigerante esta relacionado con el numero de átomos de fluor, de hidrogeno, de carbono y el numero de enlaces químicos dobles. De acuerdo a esto la tabla de refrigerantes que identifico a los refrigerantes hasta 1993 era la siguiente:

N° de Refrig.

nombre

formula

punto de ebullición °c

tetracloruro de carbón

CCI4

76,7

triclorofruorometano

CCI3F

23,8

diclorodifluorometano

CCI2F2

-29,7

13 13b1

cloritrifluorometano

CCIF3

-81,6

bromotrifluorometano

CBRF3

-57,7

CF4

-145,6

CHCI3

78,8

tretraflururo de carbono

cloroformo

diclorofluorometano

CHCI2F

26,6

clorodifluorometano

CHCIF2

-40,7

trifluorometano

CHF3

-81,9

cloruro de metileno

CH2CI2

40,6

clorofluorometano

CH2CIF

-9,1

difluorometano

CH2F2

-51,7

cloruro de metilo

CH3CI

-23,7

fluoruro de metilo

CH3F

-78,2

metano

CH4

-179,2

112

tetraclorodifluorometano

CCI2FCCI2F

92,7

113

triclorotrifluoroetano

CCI2FCCIF2

47,5

113a

triclorotrifluuoretano

CCI3CF3

45,6

114

diclorotetrafluoretano

CCIF2CCIF2

3,5

114a

diclorotetrafluoroetano

CCI2FCF3

3,6

114b2

dibromotetra

115

clopentafluoroetano

CBRF2CBRF2

47,5

CCIF2CF3

-27,5

116

hexafluoroetano

CF3CF3

-78,14

124

clorotetrafluoroetano

CHCIFCF3

-12

124a

clorotetrafluoroetano

CHF2CCIF2

-10

125

pentafluoroetano

CHF2CF3

-48,3

133a

clorotrifluoroetano

CH2CICF3

6,1

142b

clorodifluoroetano

CH3CCIF2

-9,7

143a

trifluoroetano

CH3CF3

-47,3

152a

difluoroetano

CH3CF3

-24,6

160

cloruro de etilo

CH3CHF2

12,3

170

etano

CH3CH3

-88,5

218

octafluoropropano

CF3CF2CF3

-37,9

290

propano

CH3CH3CH3

-42,2

compuestos cíclicos c316

diclorohexafluorciclobutano

c318

octafluorciclobutano

C4CI2F6

C4F8

-5,8

600

butano

601

isobutano

CH(CH3)3

-10

1150

etileno

CH2=CH2

-103,5

1270

propileno

CH3CH=CH2

-47,5

otros hidrocarbones (hidrocarburos) CH3CH2CH2CH3

-0,38

azeotropos 500

ref 12/152a (73,8/26,2)

-33,3

501

ref 22/12 (75/25)

-41,1

502

ref 22/115 (48,8/21,2)

-45,5

503

ref 23/13 (40/60)

-88,5

compuestos inorgánicos 717

amoniaco

NH3

718

agua

H2O

729

aire

-33,3 100 -194,2

744

dióxido de carbono

CO2

-78,2

744a

oxido nitroso

N2O

-88,2

764

dióxido de azufre

SO2

-10

Los refrigerantes además se califican en tres grupos según su grado de seguridad o peligrosidad. El criterio que se sigue para ello es el siguiente: 30

A. grupo primero Comprende los refrigerantes que no son combustibles y que poseen una acción tóxica muy pequeña o nula.

B. grupo segundo Comprende los refrigerantes que son tóxicos o corrosivos, o que al combinarse con el aire, en una porción 3,5% o más en volumen, pueden formar una mezcla combustible o explosiva.

c. grupo tercero Comprende los refrigerantes que, al combinarse con el aire en proporción inferior al 3,5 % en volumen, puede constituir una mezcla combustible o explosiva. En el anexo se encuentran las características de los diferentes refrigerantes, tanto la calificación como los efectos fisiológicos.

CLASIFICACION DE LOS REFRIGERANTES (Reglamento de Seguridad para Plantas e Instalaciones Frigoríficas, 1979) Número de Identificación del refrigerante R –11 R-12 R-13 R-13B1 R-14 R-21 R-22 R-113 R-114 R-115 R-C318 R-500 R-502 R-744 R-30 R-40 R-160 R-611 R-717 R-764 R-1130 R-170 R-290 R-600 R-600a R-1150

Punto de Paso molecular en Nombre químico Fórmula química ebullición en ºC a gramos 1,013 bar Grupo primero: Refrigerante de alta seguridad Triclorofluormetano CCI3F 137,4 23,8 Diclorodifluormetano CCI2F2 120,9 -28,8 Clorotrifluormetano CCIF3 104,5 -81,8 Bromotrifluormatano CBrF3 148,9 -58 Tetrafluoruro de carbono CF3 88 -128 Diclorofluormetano CHCI2F 102,9 8,92 Clorodifluormetano CHCIF2 86,5 -40,8 1,1,2-Triclorofluoretano CCI2FCCIF2 187,4 47,7 1,2Diclorotetrafluoretano CCIF2CCIF2 170,9 3,5 cloropentafluoretano CCIF2CF3 154,5 -38,7 octofluorciclobutano C1F3 200 -5,9 R-12 (73,8%) + R-152 a CC2F2/CH3CHF2 99,29 -28 (26,2%) R-22 (48,8%) + RCHIF2/CCIF2CF3 112 -45,6 115(51,2%) Anhídrido Carbonico CO2 44 -78,5 Segundo grupo: Refrigerante de medida seguridad Cloruro de Metileno CH2CI2 84,9 40,1 Cloruro de Metileno CH3CI 50,5 -24 Cloruro de Etileno CH3CH2CI -64,5 12,5 Formiato de Metilo CHOOCH3 60 31,2 Amoníaco NH3 17 -33 Anhídrido Sulfuroso SO2 64 -10 1,2- Dicloetileno CHCI=CHCI 96,9 48,5 Grupo tercero: Refrigerante de baja seguridad Etano CH3CH3 30 -88,6 Propano CH3CH2CH3 44 -42,8 Butano CH3CH2CH2CH3 58,1 0,5 Isobutano CH(CH3)3 58,1 -10,2 Etileno CH2=CH2 28 -103,7

Efectos fisiológicos de los refrigerantes. Porcentaje en volumen de concentración en el aire Lesión Peligroso Inocuo Número de Nombre químico Fórmula química mortal o de los 30 de 1 a 2 dentificación importante a los 60 horas en pocos minutos minutos Grupo primero: Refrigerantes de alta seguridad R-11 Triclorofluormetano CCI3F 10 R-12 Diclorodifluormetano CCI3F2 20 a 30 R-13 Clorotrifluormetano CCIF3 20 a 30 R-1381 Bromotrifluormetano CBrF3 20 a 30 R-14 Tetrafluorurodecarbono CF4 R-21 Diclorofluormetano CHCI2F 10 5 R-22 Clorodifluormetano CHACIF2 20 R-113 1,1,2-Triclorofluoretano CCI2FCIF2 5 a 10 2,5 R-114 1,2Diclorotetrafluoretano CCIF2CCIF2 20 a 30 R-115 cloropentafluoretano CCIF2CF2 20 a 30 R-C318 Octofluorciclobutano C2F2 20 a 30 R-500 R-12 (73,8%) + r-152ª CCI2F2/CH3CHF2 20 (26,2%) R-502 R-22 (48,8%) + R-115 CHSIF2/CCIF2CF3 20 (561,2%) R-744 Anhídrido Carbónico CO2 8 5a6 2a4

Características

a b b b

Advertencia

Pueden producirse gases de descomposición tóxicos en presencia de llamas, su olor intenso proporciona un aviso antes de alcanzarse concentraciones peligrosas

a b a b b b b b c

Grupo segundo: Refrigerantes de media seguridad R-30

Cloruro de metileno

CH2CI2

5 a 5,4

2 a 2,4

R-40

Cloruro de Metilo

CH3CI

15 a 30

2a4

R-60

Cloruro de Etilo

CH3CH2CI

15 a 30

6 a 10

NH3 SO2

0,5 a 1 0,2 a 1

0,2 a 0,3 0,04 a 0,05

R-717 R-764 R-1130

R-170 R-290 R-600 R-600a R-1150

Amoníaco Anhídrido sulfuroso 1,2Dicloroetileno Etano Propano Butano Isobutano etileno

CHCI=CHCI

0,2

0,05 a 0,1

2a4

0,01 a 0,03 0,005 a 0,004

2 a 2,5

Grupo tercero: Refrigerantes de baja seguridad CH3CH3 4,7 a 5,5 CH3CH2CH3 4,7 a 5,5 CH3CH2CH2CH3 6,3 5 a 5,6 CH(CH3)3 4,7 a 5,5 CH2=CH2

d, e d, e f

g g g g g

Gases de descomposición tóxicos e inflamables. Gases de descomposición tóxicos e inflamables. Gas de descomposición tóxico e inflamable. Corrosivo Corrosivo Gases de Descomposición tóxicos e inflamables.

Altamente inflamables...

Las letras de la columna “características” significan: a) Altas concentraciones producen efectos soporíferos. b) Altas concentraciones provocan una disminución en la cantidad de oxigeno, originando sofoco y peligro de asfixia. c) No posee olor característico, pero posee un margen muy pequeños entre los efectos no tóxicos y mortales d) Olor característico, incluso a concentraciones muy bajas e) Irritante, incluso a concentraciones muy bajas f) Muy soporífero g) No produce lesiones mortales o importantes a concentraciones por debajo de los límites inferiores de explosión; de hecho, no es tóxico.

CONCEPTO DE CARGA TÉRMICA La carga térmica Para mantener fría una cámara y todo lo que este contenida en ella, es necesario extraer el calor inicial y después el que pueda ir entrando en la cámara por bien aislada que este. El requerimiento total de refrigeración, Q total, puede establecerse como siguiente: Q total = Q producto + Q otras fuentes

En la anterior expresión, los términos del segundo miembro tienen el siguiente significado: Q producto = representa los sumandos necesarios que tiene en consideración en la carga térmica a eliminar procedente del calor sensible, del calor latente de solidificación, de las reacciones químicas del embalaje y del calor absorbido para la congelación del agua de los alimentos o productos que se desea refrigerar. Q otras fuentes = Incluye entre otros los flujos de calor a través de los cerramientos de la cámara por transmisión de paredes, suelo y techo, la refrigeración para el aire exterior que se introduce, la ventilación, las cargas térmicas debidas a ventiladores, bombas, iluminación eléctrica, personas que manipulan los productos, etc. Como el calor generado en las 24 horas de un día se ha de extraer en un número de horas menor, en las horas de funcionamiento diario, la potencia frigorífica de la maquinaria NR habrá de ser superior a la potencia Q total calculada para extraer en las 24 horas. Su valor será:

NR =

Q total t

Transmisión de calor a través de estructura La ganancia de Calor a través de paredes, pisos y techos, variará según las siguientes características: A.- Tipo de Construcción. B.- Área expuesta a diferentes temperaturas C.- Tipo y espesor del aislante D.-Diferencia de Temperatura entre el espacio refrigerado y la temperatura ambiental. Este cálculo se establece a partir de la ecuación: Q = A x u x (Tº ext - Tº int) Donde: A U T ext. T int

=Área de Intercambio = Coeficiente Global de Transferencia = Temperatura Exterior = Temperatura Interior

SISTEMA DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR Diagrama presión entalpía Para realizar ciertos cálculos en instalaciones d refrigeración es preciso disponer, y saber manejar, los diagramas que permiten trabajar a diferentes presiones, temperaturas y contenido entálpicos del medio refrigerante que se utilice. Los diagramas permiten obtener los datos termodinámicos que se necesitan para resolver los problemas que se plantean en los ciclos de refrigeración. Hay varios tipos de diagramas; Uno de los más empleados es el de presión-entalpía. Este diagrama tiene la presión en ordenadas (eje vertical) y la entalpía en absisas (eje horizontal). Mediante líneas que atraviesan el diagrama se indican la temperatura, el volumen específico y a entropía. 35

En el diagrama modélico indicado puede apreciarse las zonas de Vapor saturado, líquido saturado, vapor recalentado, liquido subenfriado y mezcal liquido- vapor ene interior de la campana.

Cada refrigerante tiene su propio diagrama Esto quiere decir que el diagrama de cada refrigerante tiene su propia forma y dimensiones y no puede utilizarse un diagrama cualquiera para todos los casos, sino que debe utilizarse el específico del refrigerante. Vamos a repasar el significado de las diferentes zonas. Vapor Saturado:

Es vapor que se encuentra en equilibrio con su fase liquida a presión y temperaturas especificadas. Vapor Recalentado:

Es vapor que se ha calentado. Esta representado por la zona de la derecha de la campana. Líquido Saturado:

Es líquido que está a punto de hervir. Esta representado por la curva de la izquierda de la campana. Líquido Subenfríado:

Es un líquido a una temperatura inferior a la de saturación. Esta representado por la zona de la izquierda de la campana. Mezcla líquido- Vapor:

Es la zona interior de la campana. La campana esta rematada por el punto Crítico, que representa unas condiciones de presión y temperaturas tales que no distingue el estado del fluido (si es liquido o gas)

Diagrama tipito de presi贸n entalp铆a

CICLO DE REFRIGERACIÓN Como observamos el capitulo anterior los refrigerantes son sustancias utilizadas en los equipos de refrigeración. Tienen la particularidad de evaporarse en condiciones de presión y temperaturas relativamente bajas, absorbiendo calor. Por otra parte, al condensarse a presiones superiores, ceden su calor a un medio circundante que puede ser en general agua o aire. Los refrigerantes actualmente están instalados, mediante un equipo formando por compresor, condensador dispositivo de expansión y evaporador en el denominado CICLO DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR. Su utilización práctica supera el 98% de las aplicaciones frigoríficas. En este sistema se incrementa la presión del vapor del refrigerante, desde la que tiene en el evaporador hasta la necesaria en condensador, mediante la incorporación energética proporcionada por el compresor.

Ciclo teórico básico de comprensión de vapor Para estudiar un sistema de refrigeración o de producción de frío, es preciso fijarse en el comportamiento de refrigerante y mediante que elementos se produce la variación de las características físicas para llevar a cabo el proceso. Inicialmente y de forma muy esquemática los elementos principales intervienen en un ciclo de refrigeración por compresión de vapor son los que ese representan en la figura siguiente:

A evaporador; B compresor; C condensador; D dispositivo de expansión Ciclo de refrigeración por compresión de vapor 38

En el proceso tienen lugar dos fenómenos con balance de calor: La evaporación de un refrigerante en estado líquido produce la absorción de calor o, lo que es lo mismo, baja la temperatura en el recinto o cámara donde se encuentra, produciendo sensación de frío La condensación del Vapor de un refrigerante se produce mediante una sesión de calor al ambiente, lo cual se traduce en una elevación de temperatura el mismo. Este proceso es continuo y depende de las condiciones que los elementos que configuren la instalación impongan al refrigerante, de modo que pueda seguirse desde cualquier punto.

Diagrama de presión entalpía En la figura, veamos el ciclo que se producirá en un circuito frigorífico ideal sobre el diagrama Presiónentalpía de cualquier refrigerante. Sobre las abscisas se representa la entalpía del refrigerante en Kjoule/Kg y sobre las ordenadas la presión en Psi o bar El diagrama es conocido para cada refrigerante, y su principal elemento característico es la curva de saturación del mismo, como ya se ha explicado.

Situémonos en el punto antes del dispositivo de expansión, previa al evaporador, en que el refrigerante se encuentra en estado líquido a una cierta presión; su paso al evaporador se controla mediante un dispositivo cuya función es regular el paso de refrigerante. Dicha válvula produce una estrangulación brusca que hace que a presión descienda desde la que tenía a la salida del condensador hasta la existente a la entrada del evaporador. La válvula es el regulador automático de los límites entre los que se denomina parte de alta presión y parte de baja presión, presiones entre las cuales la válvula se ve forzada de trabajar. Esta bajada de presión en el evaporador hace que el refrigerante hierva y se produzca su evaporación, auxiliado por la cantidad de calor que absorbe del recinto en que se encuentra, a través del aire del mismo y transfiriéndolo al liquido, que se va transformando en vapor en el interior de los tubos de serpentín hasta que se evapora completamente. El refrigerante, en forma de gas, entra en el compresor por la tubería denominada de aspiración o succión, a través de la válvula de aspiración (semejante a los cilindros de un automóvil). Aquí el refrigerante es comprimido aumentando por ello su presión y su temperatura hasta llegar al punto en cuyas condiciones fluye hasta la entrada del condensador. La válvula de salida del cilindro del compresor actuará de retención, impidiendo que el gas regrese hacia el mismo. En el condensador, mediante la acción de un fluido exterior (aire, agua o ambas a la vez), se extrae calor al gas refrigerante, lo cual produce un enfriamiento del mismo favoreciendo su condensación hasta alcanzar el estado liquido; a partir de aquí s impulsado de nuevo por la tubería hacia la válvula de expansión, punto donde se repite el ciclo explicado. Como puede observarse, en el proceso existen varias temperaturas diferentes, lo cual hace que el estado refrigerante sea distinto en varios puntos; por ejemplo, se obtiene líquido subenfriado y saturado, vapor saturado y sobrecalentado, como se verá en el ciclo real. No obstante, en principio solo hay dos presiones perfectamente diferenciadas, que son las que corresponden a la evaporación y a la condensación. Es por ello que puede hablarse del LADO DE ALTA PRESIÓN y del LADO DE BAJA PRESIÓN de una planta o instalación frigorífica. Distingamos las características de presión (p), temperatura (t) y entalpía (h) de los puntos más representativos del proceso sobre dichas figuras. El refrigerante condensado, esta a una temperatura tc (de condensación) y a una determinada presión pc (presión de condensación) y a una entalpía h1. Cuando el líquido pasa a través de la válvula de expansión su estado disminuye su presión y aumenta su velocidad. Esta variación permite que cambie de estado, se produce por la ebullición del líquido, provocada 40

por la caída brusca de presión, bajando al mismo tiempo la temperatura. En este proceso el calor es constante, por lo que la entalpía no varía. A la entrada del evaporador, coexiste una mezcla de vapor y liquido (parte interior de la curva p-h), mientras que a la salida del mismo, el vapor esta saturado. La presión y la temperatura son las mismas, pero como el evaporador ha absorbido calor del recinto donde se encuentro, la entalpía ha aumentado antes de la entrada del compresor. Cuando el vapor pasa por el compresor, este le confiere un aumento de presión a el vapor ha llegado, hasta el punto de presión de condensación. Esta energía añadida por el compresor hace que aumente la temperatura hasta el valor necesario, como consecuencia de haber sido recalentado el vapor, y la entalpía, por tanto, a la entrada del condensador, encontramos, pues, vapor recalentado a una presión de condensación. Allí se evacua el calor al medio ambiente, hasta conseguir que su entalpía descienda de nuevo, por tener lugar el proceso de cambio de estado de gas a líquido. En la práctica, el ciclo ideal o teórico no se produce exactamente como se ha descrito, ya que debido a otras causas, suelen producirse variaciones que apartan sensiblemente el comportamiento del refrigerante de su ciclo teórico. Es el denominado ciclo real y sus diferencias principales se encuentran las características de los elementos que constituyen a la instalación (evaporadores, condensadores compresores y tubería de refrigerante) en forma de recalentamiento o subenfriamientos que varían las condiciones teóricas de los valores de presión y temperatura, fundamentalmente.

CAPÍTULO IV / COMPONENTES DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN EVAPORADORES

El evaporador o serpentín de enfriamiento es la parte del sistema de refrigeración donde se retira el calor del producto: aire, agua o algo que deba enfriarse, y se define como un intercambiador de calor. Cuando el refrigerante entra a los pasajes o tubos, que conforman el evaporador, absorbe calor de los productos que van a ser enfriados, y, cuando absorbe calor de la carga empieza a “hervir” y se vaporiza. En este proceso el evaporador ejecuta la función de puente térmico entre el medio a enfriar y el refrigerante, desarrollando el propósito total del sistema, la refrigeración. Se desarrollan y producen evaporadores de diseños y formas diferentes para satisfacer las más variadas necesidades de los usuarios. Los tres principales tipos de evaporadores son de tubo descubierto, de superficie de placa y aleteados. Los evaporadores de tubo descubierto y superficie de placa algunas veces se les califica como evaporadores de superficie primaria debido a que para ambos tipos la superficie completa queda más o menos en contacto con el refrigerante vaporizado en su interior. Con el evaporador aleteado, los tubos que conducen el refrigerante constituyen la superficie principal, las aletas en si no tienen refrigerante en su interior y por lo mismo, son superficies secundarias en la transferencia del calor cuya función es recoger calor del aire de los alrededores y conducirlo hacia los tubos que llevan el refrigerante.

Descripción de tipos de compresores Evaporadores de tubo descubierto Los evaporadores de tubo desnudo por lo general se construyen de tubo de acero o cobre. El tubo de acero se usa en evaporadores grandes y en evaporadores que trabajan con amoniaco como refrigerante, mientras que los de cobre son más pequeños y se les usa con cualquier refrigerante que no sea amoniaco. 42

Los evaporadores de tubo desnudo se fabrican en gran cantidad, forma y diseño, y, en muy común sean fabricados a la medida según el caso específico.

Evaporadores de placa Los evaporadores de superficie de placa son de varios tipos. Algunos son construidos de don placas de metal realzado y soldado una con otra de tal modo que pueda fluir el refrigerante entre las dos placas. Este tipo particular de evaporador es muy usado en refrigeradores y congeladores caseros debido a que su limpieza es muy fácil, su fabricación económica y puede fácilmente construirse en cualquier forma requerida.

Evaporadores de tubo y aletas Los evaporadores de tubo y aletas, son serpentines de tubo desnudo sobre los cuales se colocan placas metálicas o aletas. Las aletas, sirven para como superficies secundarias absorbedores de calor y tienen el efecto de aumentar el área superficial externa del evaporador, mejorándose por lo tanto la eficiencia para enfriar aire u otros gases. Con los evaporadores de tubo descubierto, mucho aire circula sobre el serpentín o pasa a través de los espacios abiertos entre los tubos y no hace contacto con la superficie del serpentín. Cuando se agregan las aletas al serpentín, éstas se extienden hacia fuera ocupando los espacios abiertos entre los tubos y actúan como colectores de calor. Estos absorben calor del aire que ordinariamente no estaría en contacto con la superficie primaria y conducen este calor a la tubería. Es evidente que para que las aletas sean efectivas deberán estar unida a la tubería de tal manera que se asegure un buen contacto térmico entre las aletas y la tubería. En algunos casos las aletas están soldadas directamente a la tubería; en otros, las aletas se hacen deslizar sobre la tubería y se hace expandir el tubo por presión o mediante algún otro medio lo que permite a las aletas quedar bien sujetas en la superficie del tubo estableciéndose un buen contacto térmico. El tamaño y espaciamiento de las aletas, en parte depende del tipo de aplicación para la cual está diseñado el evaporador. El tamaño del tubo determina el tamaño de la aleta. Tubos pequeños requieren aletas pequeñas. A medida que se aumenta el tamaño del tubo puede aumentarse efectivamente el tamaño de la aleta. El espaciamiento de las aletas varía desde 1 hasta 14 aletas por pulgada, dependiendo principalmente de la temperatura de trabajo del serpentín. La acumulación de escarcha es inevitable en serpentines usados en enfriamiento de aire, trabajando a una temperatura bajo cero. Debido a que la acumulación de escarcha sobre los tubos y aletas restringe el paso de aire entre las aletas y a retardar la circulación del aire a través del serpentín, los evaporadores diseñados para aplicaciones de baja temperatura (-20°C aprox.) deben tener un mayor espaciamiento (dos a tres aletas por pulgada) a fin de minimizar el daño por la restricción en la circulación de aire. 43

Por otra parte, el diseño de serpentines para aire acondicionado y otras instalaciones donde los serpentines trabajan a temperaturas suficientemente altas, de tal modo que no hay formación de escarcha, podrán tenerse hasta 14 aletas por pulgada. Porque se tienen aletas, los serpentines aletados tienen más área superficial por unidad de longitud y ancho que los evaporadores de tubo desnudo y por lo mismo pueden construirse en forma más compacta. Por lo general, Un serpentín aletado ocupa menos espacio que cualquier otro evaporador, sea de tubo descubierto o de placa, esto para la igualdad de capacidad térmica. Lo anterior proporciona un ahorro considerable de espacio lo que hace que los serpentines aletados sean idealmente apropiados para usarse con ventiladores en unidades de convección forzada.

COMPRESORES DE REFRIGERACIÓN

Después de que ha perdido calor y se vaporiza en el serpentín de enfriamiento, el refrigerante pasa a través de la línea de succión al siguiente componente mayor en el circuito de refrigeración, el compresor. Esta unidad que tiene dos funciones principales dentro del ciclo, se clasifica frecuentemente como el corazón del sistema, porque hace circular el refrigerante a través del sistema. Las funciones que realiza son: 44

Recibir o remover el vapor refrigerante desde el evaporador, de tal manera que la presión y la temperatura deseada de evaporación se mantengan. Incrementar la presión del vapor refrigerante a través del proceso de compresión y simultáneamente incrementar la temperatura del refrigerante de tal manera que pueda ceder calor al medio condensante del condensador. Los compresores son usualmente clasificados en tres tipos principales: alternativos, rotatorios y centrífugos. El compresor alternativo se utiliza en la mayoría de las aplicaciones domésticas, comerciales pequeñas y unidades industriales de condensación. Este tipo de compresor puede posteriormente clasificarse de acuerdo a su construcción, de acuerdo a si es abierto o accesible para el trabajo o completamente sellado, de tal manera que no sea posible darle servicio. Los compresores alternativos varían en tamaño, desde los que tienen un solo cilindro y su correspondiente pistón hasta uno lo suficientemente grande para tener 16 cilindros y pistones. El cuerpo del compresor puede construirse de una o dos partes de hierro fundido, acero fundido o en algún caso de aleaciones de aluminio. La disposición de los cilindros puede ser horizontal, radial o vertical y ellos pueden estar en líneas rectas o arregladas en V o W. Cuando el compresor difiere en diseño y construcción, así también lo hacen los componentes individuales dentro del compresor. Pero su principal cometido permanece el mismo – la compresión del vapor refrigerante a una temperatura y presión alta, de tal manera que su contenido de calor puede reducirse y condensarse a líquido para ser usado nuevamente. Normalmente sobre cada pistón se encuentra un juego de válvulas de aspiración o succión y de descarga alojadas en una placa o plato de válvulas las que cumplen la función de hacer comprimir al compresor con el movimiento propio del pistón.

La figura presenta dibujos de un pistón de compresor y las válvulas de succión y descarga en diferentes etapas del ciclo de compresión Las válvulas de succión y descarga de un compresor reciben bastante uso y golpeteo durante la operación normal, ya que ellas deben abrir y cerrar cientos de veces cada minuto mientras el compresor está en operación. Las pequeñas unidades comerciales tienen válvulas de disco de acero de alto grado, o válvulas del tipo compuerta, ambas son más silenciosas en operación, eficientes, más simples de construcción y son de mayor duración que las válvulas del tipo placa no flexibles. La operación de las válvulas es muy importante en la eficiencia total del compresor. Si las válvulas de succión no son las apropiadas y permiten que el vapor refrigerante se escape del cilindro, el pistón no puede bombear todo el vapor comprimido dentro de la línea de gas caliente. Si la válvula “gotea” o no es completamente hermética, el vapor comprimido o parte de él se irá a la línea de succión y allí calentará el vapor a baja presión y temperatura. Si la válvula de descarga da paso, algo del vapor a alta presión y temperatura en la línea de descarga retornará al cilindro en la carrera de descenso del pistón, limitando el volumen del vapor de succión que penetra al cilindro.

Descripción de tipos de compresores Compresor del tipo abierto En un compresor del tipo abierto un extremo del cigüeñal se extiende a través de la carcasa para la conexión directa al exterior con el motor, o una correa provista con polea y accionada por un motor externo. Debe tenerse alguna previsión para evitar la fuga de gas y aceite alrededor del cigüeñal donde se extiende a través de la carcasa del compresor, para ello es necesario un sello. Un tipo de sello es el que muestra la figura. Este usa una prensa de estopa de sección cilíndrica y forma parte integral de la caja del eje cigüeñal donde el eje emerge, tiene un diámetro algo mayor que el diámetro del eje. Sobre la flecha se colocan una serie de anillos de empaque, los cuales se insertan dentro de la caja de la prensa estopas, llenando el espacio entre eje y el prensa estopas. Los empaques permanecen en su lugar por la acción de una tuerca collarín roscado la cual cuando está apretada causa que los anillos empacados presionen firmemente contra el eje y la carcasa, produciéndose así un sellado hermético entre ambas superficies. Por el movimiento propio del eje estos empaque se van desgastando con las horas de uso, lo que implica que deben ser revisados con frecuencia yo ser cambiados a la primera señal de fuga de aceite o refrigerante. Como ya se mencionó, los compresores alternativos del tipo abierto necesitan motores conducidos externamente, los cuales pueden conectarse directamente a través de acoples directos o machones de acoplamiento, cuando el compresor opere a la misma velocidad de giro del motor de accionamiento.

O un compresor puede tener un volante sobre el extremo del eje del cigüeñal, el cual gira por medio de una o más correas en V entre el volante y la correa montada sobre el eje del motor. La velocidad a la cual el compresor girará depende de la relación de diámetros del volante y la polea del motor.

Compresor hermético

Compresor abierto

Compresor hermético

El propósito del hermético es el mismo que el del compresor abierto, bombear y comprimir el vapor, difiere en construcción en que el motor está sellado en la misma carcasa del compresor. La unidad completamente hermética tiene ventaja de que no hay eje saliente; por consiguiente no se necesita sello, y no hay posibilidad de fuga del refrigerante desde el compresor, o de que se introduzca aire en el sistema cuando está trabajando en vacío. Un compresor de este tipo tiene la característica, en nuestros tiempos actuales, de ser desechable, ya que sale más caro tratar de hacer una reparación interna que reemplazarlo por uno nuevo. 47

Normalmente el conjunto de motor y compresor van montados en resortes que amortiguan la vibración causada por la pulsación del vapor refrigerante al ser bombeado por los pistones. La porción inferior del compresor hermético actúa como sumidero de aceite, en una forma similar al cárter de un compresor del tipo abierto. Como el aceite circula y lubrica las partes internas que se mueven recoge algo de calor causado por la fricción de las partes móviles. El aceite transfiere algo de este calor a la carcasa externa del compresor. La mayoría de los compresores herméticos se construyen de tal manera que el vapor de succión es llevado a través del embobinado del motor antes de que llegue al cilindro. Esto, por supuesto, ayuda a remover algo de calor de los devanados del motor y también ayuda a evaporar cualquier refrigerante líquido que pueda haber entrado al compresor.

Compresor semi-hermetico Otro tipo de compresor es el que muestra la figura. Combina el motor en la misma carcasa del compresor, pero a diferencia de la unidad hermética, este tipo suministra acceso al compresor para reparación. Esta unidad se conoce como “compresor semi-hermético”.

Compresor rotativo

Los compresores rotativos son clasificados así a causa de que ellos operan a través de la aplicación de una rotación, o movimiento circular, en vez de la operación alternativa descrita anteriormente. Un compresor rotativo es una unidad de desplazamiento positivo, y comúnmente puede usarse para bombear a mayor vacío que el compresor alternativo. Existen tres tipos de compresores rotativos; pistón rodante, aleta rotatoria y lóbulo helicoidal. De estos describiremos sólo los más utilizados actualmente en los mercados de aire acondicionado y refrigeración. Los compresores rotatorios del tipo paleta emplean una serie de paletas o alabes las cuales están equidistantes a través de la periferia de un rotor ranurado. El eje del rotor está montado excéntricamente en un cilindro de acero de tal manera que el rotor casi roza con la pared del cilindro en uno de sus lados, estando en dicho punto separados sólo por una película de aceite. Exactamente en dirección opuesta se tiene se tiene el claro máximo entre el rotor y la pared del cilindro. Las tapas o placas extremas están colocadas en los extremos del cilindro para sellarlo y para soportar al eje del rotor. Las paletas se mueven hacia atrás y hacia delante radialmente sobre las ranuras del rotor a medida que éstas siguen el contorno de la pared del cilindro cuando el rotor está girando. Las paletas permanecen firmes contra la pared del cilindro por la acción de la fuerza centrífuga desarrollada por el rotor al estar éste girando. En algunos casos, las paletas están presionadas por un resorte a fin de lograr un sello más positivo contra la pared del cilindro. El vapor de la succión es pasado hacia el cilindro a través de las lumbreras de la succión en la pared del cilindro y es atrapado entre las paletas rotatorias. El vapor es comprimido por la reducción de volumen que se tiene como resultado de la rotación las paletas desde el punto de claro máximo con el rotor hasta el punto de claro mínimo con el rotor. El vapor comprimido es descargado a través de las lumbreras localizadas en la pared del cilindro cerca del punto de claro mínimo con el rotor. 49

Las lumbreras de descarga están localizadas de tal manera que permiten la descarga del vapor comprimido en el punto deseado durante el proceso de compresión, siendo este punto, punto de diseño del compresor. La operación del compresor a relaciones de compresión por arriba o abajo del punto de diseño resulta en pérdidas de compresión y en aumento de las necesidades de potencia. La práctica limita la relación de compresión a un máximo de 7 a 1.

Compresor rotatorio helicoidal o tornillo

El compresor rotatorio helicoidal o de tornillo es un compresor de desplazamiento positivo en el cual la compresión se obtiene por el engranamiento de dos rotores ranurados helicoidalmente y colocados dentro de una cubierta cilíndrica equipada con lumbreras de entrada y de descarga. El rotor principal, que es el motriz, consiste de una serie de lóbulos (por lo regular 4) a lo largo de la longitud del rotor, el cual se engrana con el rotor impulsado similarmente formado por estrías helicoidales (por lo general 6). A medida que giran los rotores, el gas es lanzado hacia la abertura de entrada llenándose el espacio entre el lóbulo del rotor motriz y la estría en el rotor impulsado. A medida que giran los rotores, el gas es movido pasando por la lumbrera de succión y sellando el espacio entre los lóbulos. El gas así atrapado entre los lóbulos es movido axial y radialmente y es comprimido por a reducción directa de volumen a medida que el engranamiento de los lóbulos del compresor reduce progresivamente el espacio ocupado por el gas. Continúa la compresión del gas hasta que el espacio entre los lóbulos se comunica con las lumbreras de descarga en el cilindro y el gas comprimido sale del cilindro a través de dichas lumbreras, tal como lo muestra la siguiente figura.

Una de las características más importantes del compresor a tornillo es su control de capacidad la cual es variable en valor infinito entre el 100 y 10%. Esto reduce el consumo de corriente del motor tornando su operación económica para cualquier tipo de instalación. 50

Un sistema de lubricación de alta complejidad y exactitud es necesario para este tipo de compresor, ya que el aceite no sólo provee de lubricación a las partes móviles sino que también de fuerza hidráulica para los sistemas de control de capacidad y relación de volumen.

Compresor centrifugo El compresor centrífugo consiste esencialmente de uno o una serie de ruedas impulsoras montadas en un eje de acero, contenidas dentro de una carcasa de hierra vaciado.

El número de ruedas impulsoras depende bastante de la magnitud de la carga termodinámica que el compresor deba desarrollar durante el proceso de compresión. Es común tener de dos, tres y cuatro ruedas (pasos de compresión). El máximo de ruedas impulsoras suelen ser 12. La rueda impulsora consiste de dos discos, un disco con maza y otro disco colocado encima del primero, el cual tiene cierto número de alabes o paletas las que están montadas radialmente. Para resistir los efectos de la corrosión y la erosión, los alabes de los impulsores se construyen de acero inoxidable o de acero de alto carbono con una cubierta de plomo. Los principios de operación de un compresor centrífugo son similares a los de los ventiladores o bombas de agua centrífugas. El vapor a baja presión y baja velocidad proveniente de la tubería de succión es pasado por la cavidad interna u “ojo” de la rueda impulsora a lo largo de la dirección del eje del rotor. Entrando a la rueda del impulsor el vapor es forzado radialmente hacia afuera entre los alabes del impulsor por la acción de la fuerza centrífuga desarrollada en la salida de las alabes hacia la carcasa el compresor a alta velocidad habiendo adquirido el vapor un aumento de temperatura y presión.

El vapor de alta presión y temperatura es descargado de la periferia de la rueda y es colectado en conductos o pasadizos especialmente diseñados en el cuerpo del compresor, en los cuales se reduce la velocidad del vapor y dirigen a éste hacia la entrada del siguiente impulsor, o en el caso del último paso, lo descargan a una cámara, desde donde el vapor pasa a la tubería de la descarga y luego al condensador.

Lubricación de compresores Los métodos de lubricación de un compresor varían con el tipo y tamaño del mismo, así como también del fabricante del compresor. Sin embargo, para casi todos los casos, los métodos de lubricación pueden agruparse en dos tipos generales: salpique y alimentación forzada. El método de lubricación por salpique, la caja del cigüeñal o carter actúan como bomba de sumidero y es llenada hasta el nivel de las bancadas o soporte de eje. Con cada vuelta del cigüeñal, la biela y el cigüeñal se sumergen en el aceite, haciendo que el aceite sea salpicado hasta las paredes del cilindro, bancadas y otras superficies en movimiento. Generalmente se tienen cavidades pequeñas localizadas en cada extremo de la carcasa del carter inmediatamente sobre los soportes de eje o bancadas. Estas cavidades colectan aceite el cual baja por gravedad hasta las chumaceras principales y sellos del eje. En algunos casos, las bielas tienen ranuras para hacer llegar por el mismo aceite a las bancadas o chumaceras de los pernos de las articulaciones. También en algunas bielas se tiene en las mismas salientes o cucharones para aumentar el efecto de la salpicadura y / o para ayudar a forzar al aceite a que pase a través de los conductos practicados en la biela. Con el método de lubricación por alimentación forzada, el aceite es forzado a pasar a través de los tubos de aceite y /o a los conductos practicados al eje cigüeñal y bielas para hacerlo llegar a las diferentes partes móviles. Después de realizar su función lubricadora, el aceite cae por gravedad al sumidero localizado en el cárter del compresor. El aceite circula bajo presión desarrollada por una bomba pequeña de aceite localizada en el cárter, generalmente unidas por engranes, cadenas o directas al eje, debido a que casi todas las bombas de aceite son automáticamente reversibles. Sin embargo, esto no es cierto para todos los compresores. Cuando la rotación de la bomba es crítica, por lo general, se indica con una flecha la dirección de giro apropiada, esta flecha está marcada sobre la carcasa del compresor.

CONDENSADORES

El componente mayor en el sistema mayor de refrigeración, que sigue a la etapa de compresión, es el condensador. Básicamente, el condensador es otra unidad de intercambio de calor en el cual el calor extraído por el refrigerante en el evaporador, y también el añadido al vapor en la fase de compresión, se disipa a un medio condensante. El vapor a alta presión y temperatura que sale del compresor está sobrecalentado y este sobrecalentamiento se retira en la línea de descarga y la primera porción del condensador. Como la temperatura del refrigerante es bajada a su punto de saturación, el vapor se condensa en líquido para continuar el ciclo. Los condensadores pueden ser enfriados por aire, agua o por evaporación. Los refrigeradores domésticos generalmente tienen un condensador enfriado por aire, el cual depende del flujo de gravedad del aire que circula a través de él. Otras unidades enfriadas por aire usan ventiladores para secar o extraer grandes volúmenes de aire a través de los serpentines del condensador.

Condensador enfriado por aire El condensador enfriado por aire, depende de un suministro relativamente amplio de “aire fresco” para que, con el fin de tener transferencia de calor del refrigerante en condensador al enfriarse, el aire deba estar a una temperatura a lo menos 15°C mas baja que la del refrigerante. Con esta diferencia de temperatura, existe un intercambio de calor satisfactorio entre el refrigerante y el aire, con lo que el que el refrigerante comienza a ceder calor latente y el consecuente cambio de fase (vapor a líquido). La ubicación del condensador es muy importante para mantener una alimentación de aire fresco constante. Un ejemplo de esto es la figura anterior en don se muestra un condensador remoto. Estos normalmente tienen aletas ampliamente espaciadas para evitar estancamiento de aire producto de la “apilación” de mugre y partículas que normalmente bloquean la libre circulación de aire. Los condensadores pueden estar cerca o lejos del compresor. Cuando el condensador está muy cerca del condensador y está montado en una base común con el compresor esto obtiene el nombre de “unidad condensadora” tal como muestra la siguiente figura. 53

La importancia que la unidad condensadora obtenga aire fresco, radica que si esta se encontrara en un lugar cerrado y sin renovación de aire, el calor producido por el compresor, el ventilador y el mismo calor irradiado por el condensador comienza a acumularse. Como resultado, la unidad trabajará a una mayor temperatura y presión de condensación y descarga con la consecuencia de pérdida de eficiencia y problemas de condensación. Algunos condensadores remotos enfriados por aire, equipados con ventiladores múltiples, tienen controles para el ciclaje de uno o más ventiladores durante el periodo de temperaturas de ambiente altas y bajas. El flujo de aire controlado a través del condensador permite mantener estable la temperatura y presión en el condensador y con esto hacer más eficaz el funcionamiento del sistema.

Condensador enfriado por agua

Condensadores enfriados por agua permiten temperaturas y presiones de condensación bajas, también suministran mejor control de los topes de presión de las unidades de operación. Se clasifican en: carcasa y tubo, carcasa y serpentín y de doble tubo o de tubo en tubo. El condensador enfriado por agua de carcasa y tubo consiste en una carcasa de acero, cilíndrica, que contiene varios tubos de cobre paralelos dentro de la carcasa. El agua se bombea a través de los tubos por medio de las conexiones exterior e interior en las placas de tubo. 54

El vapor refrigerante caliente entra a la carcasa en la parte superior del condensador entrando en contacto con los tubos de cobre por donde circula el agua. El refrigerante a alta temperatura comienza entonces a ceder calor al agua y comienza su proceso de cambio de fase.

Serpentín interno del condensador Las placas de los extremos son atornilladas a la carcasa del condensador para fácil remoción y permitir la limpieza de los tubos de agua de minerales que puedan depositarse sobre el interior de los tubos causando restricción del flujo de agua, una reducción en la razón de transferencia de calor, o ambas. Si en vez de un número de tubos dentro de la carcasa del condensador hay uno o más serpentines continuos a través de los cuales el agua fluye para remover calor del vapor refrigerante, se clasifica como un condensador de carcasa y serpentín.

Carcaza de condensador

Condensador evaporativo

Los Condensadores de Evaporación se utiliza frecuentemente cuando se desean temperaturas de condensación inferiores a las que pueden obtenerse con condensadores enfriados por aire y en donde el suministro de agua no es adecuado par a una intensa utilización. El vapor de refrigerante caliente fluye a través de tuberías dentro de una cámara con rociadores de agua en donde es enfriado mediante la evaporación del agua que entra en contacto con los tubos de refrigerante. El agua que se expone al flujo del aire en una cámara con rociadores se evaporará rápidamente. El calor latente requerido para el proceso de evaporación se obtiene mediante una reducción en el calor sensible y, por consiguiente, mediante una reducción de la temperatura del agua. Una cámara de evaporación con rociador puede reducir temperatura del agua a un punto que se aproxima a la temperatura del bulbo húmedo del aire. La temperatura del bulbo húmedo es un término utilizado en el acondicionamiento de aire para describir la mínima temperatura que puede obtenerse mediante el proceso de evaporación. El término temperatura del bulbo, expuesto a la temperatura ambiente, indica el bulbo seco o la temperatura ambiente, mientras que si una mecha humedecida con agua se coloca en torno del bulbo de mercurio y se expone aun rápido movimiento de aire, la temperatura indicada por el termómetro será la temperatura del bulbo húmedo. La diferencia entre la lectura de bulbo seco y húmedo son determinada por la evaporación de la superficie húmeda de la mecha y esta es proporcional al contenido de humedad o presión del vapor contenido en el aire. La temperatura del bulbo húmedo es siempre inferior que la temperatura del bulbo seco y, para un bulbo seco dado, entre el menor sea el contenido de humedad del aire, menor será la temperatura a del bulbo húmedo. Puesto que el enfriamiento se realiza mediante la evaporación de agua, el consumo de aguas es únicamente una fracción de la que se utiliza en sistemas de enfriamiento en los que el agua después de utilizarse se descarga a un drenaje. Los condensadores evaporativos son por consiguiente, muy utilizados en regiones del mundo que son áridas y calientes.

DISPOSITIVOS DE EXPANSIÓN

Un componente fundamental e indispensable de cualquier sistema de refrigeraciรณn es el control de flujo o dispositivo de expansiรณn. Sus principales propรณsitos son: Permitir el flujo de refrigerante al evaporador a la razรณn necesaria para remover el calor de la carga. Mantener el diferencial de presiรณn apropiado entre los lados de alta y baja en el sistema de refrigeraciรณn. Los cinco tipos principales de dispositivos de expansiรณn son: Vรกlvula de expansiรณn automรกtica. Vรกlvula de expansiรณn termostรกtica. Tubo capilar. Flotador de baja. Flotador de alta. Existe tambiรฉn un dispositivo de expansiรณn manual, que obviamente, no es apropiada para el funcionamiento automรกtico de sistemas de refrigeraciรณn de baja capacidad, pero si son muy utilizadas en la refrigeraciรณn industrial. A continuaciรณn analizaremos sรณlo dos dispositivos de expansiรณn como elementos bรกsicos para la refrigeraciรณn domรฉstica y comercial.

Vรกlvula de expansiรณn termostรกtica Debido a su alta eficiencia y a lo fรกcil de adaptarse a cualquier tipo de aplicaciones de refrigeraciรณn, la vรกlvula de expansiรณn termostรกtica, es probablemente la que mรกs se usa en la actualidad para el control del flujo de refrigerante. Su habilidad para proporcionar un amplio y efectivo uso de la superficie del evaporador bajo todas las condiciones de carga, la vรกlvula de expansiรณn termostรกtica es prรกcticamente adecuada para control refrigerante en sistemas quรฉ estรกn sujetos a grandes variaciones de carga.

La figura muestra el esquema de una válvula de expansión termostática, mostrando en corte sus partes interiores. Sus componentes principales son: una aguja y asiento, fuelle o diafragma de presión, un bulbo remoto cargado con cierto fluido el cual está abierto en el lado del fuelle o diafragma a través de un tubo capilar y un resorte, cuya tensión es ajustada por un tornillo de ajuste. Normalmente un filtro va ubicado en la entrada de líquido a la válvula para evitar la entrada de material extraño que perjudique el buen funcionamiento de la válvula.

Operación de la válvula de expansión termostática La característica de operación de la válvula de expansión termostática resulta de la interacción de tres fuerzas independientes, o sea: (1) la presión en el evaporados, (2) la presión ejercida por el resorte y (3) la presión del fluido potencia ubicada en el bulbo y capilar unidos al fuelle o diafragma. En la siguiente figura se muestra la interacción de las fuerzas dentro de una válvula de expansión termostática para un mejor entendimiento.

Como se muestra en la figura, el bulbo está puesto firmemente al tubo de succión en la salida del evaporador, donde responderá a los cambios de temperatura que el vapor tenga en dicho punto. Aunque se tiene un diferencial ligero de temperatura entre el vapor de salida y la temperatura del fluido potencia del bulbo, para todos los fines prácticos se considera ambas temperaturas iguales y por lo tanto la presión ejercida por el fluido potencia corresponderá a dicha temperatura. 59

Nótese que la presión del fluido potencia actúa en uno de los lados del diafragma a través del tubo capilar y tiende a mover a la válvula en la dirección de abrirse, mientras que la presión del evaporador y la tensión del resorte actúan sobre el otro lado del diafragma y tienden a mover la válvula hacia la dirección de cierre. Bajo las condiciones antes descritas, la fuerza que tiende a abrir la válvula es igual a la que tiende a cerrarla, entonces la válvula tenderá al equilibrio. Sin embrago este equilibrio se romperá hasta que un cambio en el recalentamiento del refrigerante de salida del evaporador se produzca, lo que hará variar la presión del fluido potencia con la consecuente abertura o cierre de la válvula. El efecto de cierre y apertura de válvula está directamente relacionada con la variación de la carga térmica del recinto a enfriar. Supongamos que un recinto está estable en el tiempo en la carga térmica. Con ello la masa de refrigerante que deja pasar la VET es la justa y necesaria para esta carga. Sin embargo si se modificara la carga, aumentado la cantidad de producto, el refrigerante que se encuentra en el evaporador se evaporará con mayor rapidez y llegará al bulbo con un exceso de recalentamiento haciendo que el bulbo mande la señal a la válvula para que se aumente la cantidad de masa de refrigerante y con esto se mantenga constante el grado de recalentamiento. Durante el tiempo que se demora en retirar esta carga adicional, la VET estará abierta, según la necesidad, pero luego como la carga térmica está disminuyendo esto implica que el grado de recalentamiento de salida del refrigerante del evaporador también lo hará por lo tanto la presión del fluido potencia ira descendiendo y paulatinamente cerrará la válvula manteniendo el equilibrio y regulando la masa de refrigerante que entra al evaporador.

Tubo capilar

El tubo capilar es el más simple de los controles de flujo refrigerante, consiste de una tubería de longitud fija, de diámetro pequeño, instalada entre el condensador y el evaporador. Debido a la gran resistencia por fricción que resulta de su longitud y diámetro y por el efecto del estrangulamiento resultante de la formación gradual de gas en el tubo a medida que la presión del líquido se reduce hasta un valor menor a la presión de saturación, el tubo capilar actúa para restringir o medir el flujo del líquido del condensador al evaporador y también para mantener la diferencia de presión de operación. Para cualquier longitud y diámetro especificados la resistencia del tubo es fija constante, de modo que la razón de flujo líquido a través del tubo en cualquier instante de tiempo es proporcional al diferencial de presión entre el lado de baja y el de alta. El tubo capilar digiere de los otros tipos de control de flujo de refrigerante, en que no cierra ni detiene el flujo del líquido hacia el evaporador durante la detención del sistema. Cuando el compresor se detiene, se igualan las presiones en los lados de alta y baja a través del tubo capilar abierto y el residuo líquido que se tiene en el condensador pasa hacia el evaporador, de presión menor, donde sigue evaporándose, en forma más lenta hasta que nuevamente se inicia el ciclo del compresor. Por esta razón, es crítica la carga de refrigerante de sistemas que utilicen con tubo capilar. Para todos los casos la carga de refrigerante deberá ser la mínima necesaria para satisfacer las necesidades del evaporador y al mismo tiempo mantener la última porción del condensador con líquido. Cualquier exceso de carga resultará en un aumento de la presión de condensación. Sin embargo, es más importante el hecho de que todo el exceso de líquido pase al evaporador durante la detención del sistema, ya que al iniciarse un nuevo ciclo puede retornar líquido hacia el compresor con la posibilidad de dañar a este importante componente. Además de su construcción sencilla y bajo costo, el tubo capilar tiene la ventaje adicional de permitir ciertas simplificaciones en el sistema refrigerante, con lo cual se puede reducir los costos de fabricación. Debido al equilibrio de presiones a través del tubo capilar, en los lados de alta y baja presión durante el ciclo de parada, el compresor arranca en condición de “descarga”. Esto permite utilizar para el compresor un motor de bajo par de arranque, el cual es de bajo costo. Los tubos capilares deberán emplearse sólo en aquellos sistemas especialmente diseñados para su uso. Su mejor empleo es para sistemas que tengan carga relativamente constante como los refrigeradores domésticos y sistemas de aire acondicionado. En los evaporadores que usan tubos capilares deberán proporcionárseles un depósito para la acumulación del líquido a la salida del evaporador a fin de evitar que el líquido regrese al compresor cuando este arranque. La función del acumulador es de retener las oleadas iniciales de líquido proveniente del evaporador cuando arranca el compresor. El líquido se vaporiza en el acumulador y regresa como vapor al compresor. Para facilitar el retorno de aceite al compresor, usualmente el líquido del evaporador entra por el fondo al acumulador, mientras que la succión al compresor se efectúa por la parte superior del mismo.

Es deseable que el tubo capilar quede adherido a la tubería de succión, en algunos tramos, a fin de proporcionar una relación adecuada de transferencia de calor entre ellos para tender a minimizar la formación de gas instantáneo en el tubo capilar. Cuando esto no es posible, el tubo capilar deberá ser suficientemente reducido para compensar la acción estranguladora del vapor en el tubo.

SISTEMA DE DESHIELO El vapor de agua que se halla en suspensión en el aire que atraviesa el evaporador cuyas temperaturas es inferior a la de la cámara, si está por debajo de los cero grados se deposita en forma de escarcha sobre las paredes del evaporador. Además de las aperturas de puerta, con las consiguientes entradas de aire caliente y húmedo, los productos almacenados despiden también humedad, cristalizando el hielo y llegando a impedir el paso del aire, ya que al convertiste en un medio menos conductor, dificulta la debida transmisión térmica. Todo estado contribuye a que, al descender la temperatura del refrigerante en ebullición en el interior del evaporador disminuya la producción frigorífica, aumente el tiempo de funcionamientos de los compresores y se eleve el grado higrométrico. Por ello, es necesario realizar periódicamente el desescarchado de los evaporadores. Para desescarchar el hielo formado a la temperatura que se encuentra en os evaporadores de una cámara de conservación es preciso valerse de aportaciones de calor suplementarias para fundirlo. Los medios mas utilizados en la refrigeración comercial e industrial son los siguientes: • • •

Por agua. Por elementos de calefacción eléctrica. Por gas caliente procedente de la descarga del compresor.

El primero de los sistemas se realiza por pulverización de agua. Una lluvia de agua a presión sobre las capas de hielo acumulada en las aletas se emplea cuando la temperatura de evaporación no es muy baja (por encima de los 4 ºC), y es un buen método cuando el sistema de condensación es or agua, ya que así se puede aprovechar el agua recalentada que sale de los condensadores.

ELEMENTOS SECUNDARIOS EN LOS SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN Recibidor de líquido: Un recibidor es básicamente, un tanque de almacenamiento para refrigerante liquido que se utiliza prácticamente en todas las unidades enfriadas por aire equipadas por válvulas de expansión. El recibidor deberá ser lo suficientemente grande como para almacenar prácticamente toda la carga del circuito. Para almacenar todo el refrigerante el dispositivo deberá contar con una válvula de corte a la salida.

Intercambiador de calor: 62

Un intercambiador de calor es un dispositivo para transferir calor de un medio a otro. En los sistemas de refrigeración comercial, el intercambiador de calor se emplea para describir un componente que transfiere el calor del refrigerante líquido al gas de succión, con varios fines: • • • •

Evitar la escarcha o la condensación Subenfriar el refrigerante liquido suficientemente para evitar la formación de gas en el conducto de liquido Para evaporar cualquier refrigerante liquido que salga del evaporador Para aumentar la capacidad del sistema

Un intercambiador típico se representa como el gas de succión fluye a través del tubo mayor central, mientras que el líquido es conducido a través del tubo pequeño dispuesto en torno del tubo de succión.

Acumulador de succión: La función del intercambiador consiste en interceptar el refrigerante líquido antes de que pueda alcanzar el carter del compresor. 63

Este debe colocarse en la tubería de succión, entre el evaporador y el compresor; debe tener una capacidad lo suficientemente grande para alojar la máxima cantidad de liquido que pudiera producir la inundación. Debe estar equipado o bien con una fuente de calor para evaporar el refrigerante liquido o de un aditamento para regresar el liquido ala compresor poco a poco. Asimismo debe establecerse un regreso efectivo de aceite para que este no quede atrapado en el acumulador.

Separador de aceite: Aun que los sistemas bien diseñados son efectivos para evitar problemas de retorno del aceite, existen ciertos casos en los que el empleo de separadores de aceite puede ser necesario. Estos se requieren con mayor frecuencia en los sistemas de temperatura ultra baja, con evaporadores inundados. Un separador de aceite es básicamente una cámara de separación para el aceite y el gas de descarga. Se instala entre el compresor y el condensador ningún caso ni en condiciones ideales es efectivo en un 100 %.

Deshidratador: La humedad es uno de los enemigos básicos de de un sistema de refrigeración y el nivel de humedad debe ser mantenido al mínimo con el fin de evitar alteraciones en el funcionamiento del sistema o el deterioro del compresor. Los deshidratadores o secadores, tal como se denominan comúnmente, están constituidos por una envoltura rellena con un secante o agente de secado provista de un filtro en cada extremo.

Filtros para la línea de succión: Con el fin de proteger al compresor de basuras dejadas en el sistema cuando se efectuó su instalación, se utilizan filtros en la línea de succión. Estos están diseñados para su instalación permanente y pueden ser del tipo cerrado o pueden estar equipados con un elemento reemplazable, de modo que el filtro pueda ser cambiado con facilidad en caso de ser necesario.

Eliminador de vibración: Con el fin de evitar la transmisión de ruido y vibración procedente del compresor a través de las tuberías de refrigeración, se instalan con frecuencia eliminadores de vibración tanto en la línea de descarga como en la línea de succión. En pequeñas unidades, en donde se emplea tubería de cobre blando de pequeños diámetros para las líneas de refrigeración, un serpentín de tubería puede proporcionar una protección adecuada contra la vibración. En compresores mayores se utiliza frecuentemente un conducto metálico flexible.

Colador: Los coladores como su nombre lo indica, se montan en las líneas de refrigeración con el fin de eliminar la suciedad, partículas metálicas, etc. que puedan producir una alteración en el funcionamiento normal de los dispositivos de control de refrigerante o en el compresor. Básicamente consiste en una carcasa con un filtro de malla fina, generalmente se instalan antes de válvulas de expansión y solenoides.

Indicador de humedad y líquido: Un indicador de líquido permite al operario observar el flujo del refrigerante en el sistema. Las burbujas o espuma en el indicador de líquido muestran una escasez de refrigerante o una restricción en la línea de líquido cosas que afectan el funcionamiento del sistema. Los indicadores de liquido se utilizan ampliamente como medios para determinar si el sistema esta adecuadamente cargado cuando se añade refrigerante. Los indicadores de humedad han sido incorporados a los de líquidos. El indicador de humedad proporciona una señal de aviso para el empleado de servicio, en el caso que la humedad haya penetrado el sistema de refrigeración, indicando que el filtro deshidratador debe ser remplazado.

Silenciador de descarga: En los sistemas en donde la transmisión de ruido debe reducirse al mínimo o en donde la pulsación del compresor puede crear problemas de vibración, se utilizan con frecuencia los silenciadores de descarga para amortiguar y reducir el ruido del compresor. El silenciador es básicamente una carcasa con placas de desvío, cuyo volumen interno requerido depende exclusivamente del desplazamiento del compresor aunque la frecuencia e intensidad de las ondas sonoras son factores que deben tenerse en cuenta para el diseño del silenciador. 65

Calefactor de carter: Se instalan cuando el compresor esta expuesto a una temperatura ambiente mas fría que el evaporador, la migración de refrigerante al carter puede verse agravada por la diferencia de presión resultante del entre el evaporador y el compresor cuando este no funciona. Con el fin de establecer una protección contra la posibilidad de migración, se emplean los calefactores de carter que mantienen el aceite en el carter a una temperatura suficientemente elevada, de modo que cualquier cantidad de liquido refrigerante que penetre en el carter se evapora y crea una presión suficiente que evita la migración de refrigerante al compresor. Además mantiene constantes las condiciones de viscosidad recomendada para la lubricación.

Circuito de refrigeraci贸n t铆pico

CAPÍTULO V / SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN REFRIGERACIÓN EN DISTINTAS APLICACIONES Refrigeración en cascada Se utiliza para obtener temperaturas muy bajas, criogénicas para la licuefacción de Gases como el oxígeno, nitrógeno entre otros. Se usan diferentes refrigerantes.

Refrigeración en dos etapas En plantas de refrigeración industrial se tienen grandes diferencias entre la temperatura de evaporación y la de condensación. Esta diferencia es fuente de varios problemas y de algunas oportunidades. La utilización de varias etapas requiere una mayor inversión en los equipos pero requerir menos potencia en la operación.

Enfriamiento intermedio En sistemas de doble etapa además de eliminar los vapores instantáneos se utiliza un enfriamiento intermedio del vapor, el cual disminuye la potencia requerida en los Compresores. El proceso de enfriamiento requiere un sumidero de bajas temperaturas, ya que la mayor parte de la disipación ocurre a temperaturas por debajo de la ambiente.

Sistema inundado Se caracteriza por que el nivel de refrigerante en el evaporador es alto y continuo gracias a un tanque acumulador a la entrada. Son llamados también sistemas con Sobrealimentación de líquido.

Sistema recirculado Se caracteriza por que el flujo masico de refrigerante líquido que entra al evaporador supera al que sale. El retorno de refrigerante al sistema es una mezcla de líquido y vapor. Son llamados también sistemas con sobrealimentación de líquido.

CAPÍTULO VI / RESPONSABILIDADES DE UN OPERADOR RESPONSABILIDADES DE UN OPERADOR El operador de Sala de Maquinas deberá estar familiarizando con toda la instalación de refrigeración de la cual él es responsable. Esto incluye la construcción, procedimientos de operación y mantenimiento de todo el equipo, especialmente del compresor. Deberá estar empapado acerca de la teoría de refrigeración y de la función del compresor. El operador siempre deberá tener en cuanta que una operación segura y eficiente de la instalación a bajo nivel, los cuales son puntos de vital importancia. El operador debe conocer todos los sistemas de seguridad que son montados en el sistema, de manera de poder entender los problemas que se pueden suscitar y asegurar una operación segura. Las mayorías de estos dispositivos pueden ser chequeados en forma regular de manera de poder asegurar su funcionamiento en caso de fallas. En orden de mantener programas exactos de mantención, deberán existir datos disponibles para diagnosticar cualquier problema, y es deseable abrir y mantener un libro de operaciones del sistema, las condiciones de operación del sistema deberán ser registradas a cada hora, tal información deberá contener temperaturas y presiones de succión y descarga, temperatura del medio ambiente, presión de aceite, etc. El operador deberá prestar atención constante a los ruidos y niveles de vibración de tal forma que se pueda tomar las medidas adecuadas así dañar los equipos. Los chequeos periódicos se deben hacer de acuerdo con los manuales de servicio entregado por los fabricantes. Cuando el compresor es paralizado por largo tiempo, se deberá tener cuidado de drenar completamente todo el agua de enfriamiento del sistema.

CAPÍTULO VII / OPERACIÓN EFICIENTE OPERACIÓN EFICIENTE a) Generalmente hablando, cuando más alta es la presión de succión, más alta la temperatura de evaporación y cuanto más baja la presión de descarga, mas baja la temperatura de condensación. Estos son los factores que afectan la eficiencia, es conveniente obtener un pequeño rango de presión Descarga/succión. Si este rango es alto la operación del compresor será forzada y por consiguiente no podrá operar en forma segura. El rango máximo de presión Descarga/succión para el Amoníaco es de 10 y para e freón es de 11. b) La presión se sucesión es determinada por el balanceo de la carga y capacidades del evaporador y compresor, la capacidad del evaporador es determinada por la temperatura de expansión y por el área de transferencia de calor o altura del liquido del evaporador. c) El ajuste o el grado de abertura de la válvula de expansión y el nivel del liquido en el evaporador es llevado a cabo para lograr la mas alta eficiencia. Si la compresión se torna húmeda, sin embargo, la presión de sucesión es elevada conforme la capacidad del compresor es reducida y la eficiencia de operación obviamente descenderá si la presión de sucesión cae y el flujo del refrigerante disminuye, existe demasiado aceite recolectado en el evaporador o el evaporador se ha recubierto de una capa de escarcha o hielo. d) La presión de sucesión también puede caer debido a condiciones anormales tales como congelación de humedad en la válvula de expansión, atoro de filtros por materias extrañas, etc. e) Generalmente, si el grado de gas de sucesión sobrecalentado es demasiado alto, la capacidad del evaporador decrecerá por insuficiencia en el abastecimiento de liquido, con 5 ºC para el Amoníaco y 10 ºC para el freón son parámetros muy aconsejables para cualquier sistema. f) Cuando varios compresores se encuentran operando y si la carga es aligerada, disminuye el número de unidades operativas para lograr una operación con presión de sucesión baja, acorde a las mismas horas de operación del compresor, necesarias para obtener la temperatura requerida y evitar temperaturas más bajas que las necesarias. g) Es conveniente operar el compresor bajo condiciones de presión de sucesión máxima adecuada y de descarga mínima conveniente. h) Es algo negativo para el compresor repetir el arranque/ parada. i) Si el compresor es operado bajo condiciones de compresión húmeda por largos períodos, la válvula de descarga y de sucesión pueden ser dañadas ocasionándose la abrasión de las empaquetaduras, aún cuando la compresión húmeda no ocasiona golpes de líquido. j) El operador debe asegurarse que el compresor funcione en forma normal, la presión del aceite durante la operación deberá estar 1,5 Kg/cm2 sobre la presión de sucesión, y la temperatura en su rango normal. 72

k) Si las condiciones de operación son tales que el rango de compresión es o normalmente alto, el gas de succión sobrecalentado o la temperatura de descarga innecesariamente alta, el aceite que circunda la válvula de descarga se carbonizará y la eficiencia de la válvula disminuirá. l) Para el caso del refrigerante Amoníaco, debido a que el aceite no circula en grandes cantidades el ciclo de refrigeración, el aceite del compresor deberá ser llenada de acuerdo al descenso en el nivel de aceite del carácter. m) En instalaciones con freón, el aceite fácilmente ingresa al ciclo de refrigeración, por lo que es importante evitar cargas excesivas de aceite. n) Cuando el nivel de aceite en el cárter desciende, el operador deberá tomar los pasos para regresar el aceite del evaporador, esto puede efectuarse fácilmente reduciendo el sobrecalentamiento del gas de sucesión. Como ya se menciono anteriormente un exceso de aceite empeorará la eficiencia y puede dañar el compresor.

CAPÍTULO VIII / SEGURIDAD SEGURIDAD

Verifique que el sistema de ventilación o extracción de aire de la sala de máquinas es el adecuado y se encuentra operativo. Disponga de iluminación de emergencia, salidas apropiadas, mascara de gas y filtros de reserva para las mascaras. Amarre una larga cuerda a la cintura de la persona que este por entrar en una sala saturada con cualquier refrigerante, para servir de guía para su salida y para ser usada en tentativa de seguir y localizar a la persona en la sala. Nunca entre solo en una sala con grandes concentraciones de cualquier refrigerante. Verifique regularmente las temperaturas de descarga del compresor y del aceite de lubricación, estas deben ser mantenidas para el compresor y el aceite de lubricación, estas deben ser mantenidas debajo de los límites máximos determinados por el fabricante, para el compresor y verifique las causas del porque los limites fueron excedidos. Evite subir o apoyarse sobre tuberías, elimine inmediatamente vibraciones excesivas en las tuberías. Cubra con protecciones apropiadas todos los acoplamientos de los equipos. Las conexiones de las válvulas de alivio y/o seguridad deben tener escape hacia el exterior mediante tuberías libres.

Nunca cierre todas las válvulas de un recipiente lleno de refrigerante, a no ser que este protegido por una válvula de alivio adecuadamente dimensionada. Las bombas de refrigerante líquido sean ellas de engranaje, pistón o centrífugas, deben tener válvula de alivio adecuadamente dimensionada. Desarrolle un “PLAN DE PROCEDIMIENTO DE EMERGENCIA”, promueva ensayos de entrenamiento de este plan, determine bien la localización de la válvula principal de alimentación de líquido, llave de interrupción de los compresores y manguera de agua. Verifique que los extintores de incendio están en condiciones de operación, en número suficiente y en los lugares adecuados. Tenga siempre consigo una mascar de gas cuando haga servicio donde pueda ocurrir una fuga.

CAPÍTULO IX / PRIMEROS AUXILIOS PRIMEROS AUXILIOS

• Mantenga a su alcance una solución de 2,5% de BÓRAX y 2,5% ÁCIDO BÓRICO en agua destilada. • Caso: CHORRO DE LÍQUIDO O VAPOR CONCENTRADO EN LOS OJOS. • Moje los ojos inmediatamente con la solución y continúe por lo menos 30 minutos. • Llame a un Médico. • Caso: EXPOSICIÓN AL GAS • Aparte inmediatamente al personal afectado para el aire libre • Llame a un Medico • Quite las ropas si se impregnaron de líquido o vapor concentrado • Mantenga al paciente calmado y envuelto en cobertores calientes • Una persona autorizada por un Medico puede administrar oxigeno • Si faltara la respiración, aplique respiración artificial. • Caso: QUEMADURAS DE PIEL POR CHORROS DE VAPOR CONCENTRADO 76

• Lave inmediatamente con grandes cantidades de agua y continúe por lo menos por 15 minutos (Una Bañera o ducha debe estar disponible cerca de todas las instalaciones) • Llame un Medico • Después de lavar, aplique compresas humedad de la solución antes descrita a las partes afectadas hasta tener orientación médica disponible.

CAPÍTULO X / NUEVOS REFRIGERANTES

Los fabricantes de los CFCs han estado trabajando febrilmente y es así como por ejemplo la compañía DUPONT, fabricante de los FREONES, esta introduciendo la nueva línea llamada SUVA (Marca Registrada de DUPONT), entregando las primeras producciones en su fabrica de Corpus Cristi del refrigerante SUVA 134ª que no produce ningún daño a la capa de Ozono (la curva de presión de vapor del 135ª es muy parecida al R-12). Para ilustrar la magnitud del esfuerzo requerido DUPONT estima que invertirá US$1000 millones en transformar la línea antigua de CFCs en los nuevos refrigerantes, incluyendo la investigación pertinente. Los nuevos refrigerantes son hidrofluorocarbonos (HFCs) ehidrocloro fluorocarbones (HCFCs). Los HCFCs que aunque tienen cloro, tiene una estructura tal, que permita la disipación del cloro en la baja atmósfera en vez de la estratosfera bajando su potencial reducción del Ozono entre 2% y 10% de los CFCs tradicionales, al ser más inestables por la inclusión de átomos de hidrógeno en su estructura. Es posible decir que casi todos fluoroclocarbonos usados comercialmente puede ser remplazado por los nuevos HCFCs y HFCs, y lo que es más importante se prevé que las mezclas de HCFC- 22, HCF- 124 y HFC152ª mas otros refrigerantes pueden remplazar a los actuales refrigerantes con conversiones mínimas en los equipos de refrigeración, incluyendo buenas propiedades para su uso con ciertos lubricantes. Cabe hacer notar que los Estados Unidos, la refrigeración es la que ocupa el 40% del mercado de los CFCs. Dentro de este segmento, la mitad se ocupa en el aire acondicionado de los automóviles y afines. De la otra mitad el 95% se ocupa de la refrigeración comercial e industrial y los refrigeradores domésticos un 5%, o sea solo un 1,2% del total de los CFCs ocupados.

El uso de los CFCs como agentes de limpieza en la electrónica, propelentes, espumantes en la fabricación de poliuretanos espumados y halones como agente para apagar incendios tiene una tuertísima ocupación, cercana al 60% del total del uso y casi todos dañan la capa de Ozono. De la lista de CFCs, se puede mencionar al R- 22 como uno de los pocos que tienen bajo efecto potencial sobre el efecto del Ozono y no esta colocado en la lista de los refrigerantes prohibidos. Sin embargo, la presión ejercida de los defensores del ambiente es tremendamente fuerte y la comunidad económica Europea ha acordado terminar el uso de los CFCs en 1997, dando pauta a los ambientalistas en los Estados Unidos para que sigan sus pasos. La FORD MOTORS CO. A partir de 1995 los acondicionadores del aire de esos autos, usan los nuevos refrigerantes. La ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY de los Estados Unidos quieren fijar metas más estrictas para los Fluorocarbonos (CFCs) eliminando su uso totalmente para el año 2015. el problema es que se hace con la inversión en equipos antiguos si no se obtiene una total compatibilidad. Por lo antes expuesto, es posible concluir que veremos antes de lo esperado la llegada de los nuevos refrigerantes y de los equipos modificados para el uso de estos refrigerantes.

Tabla de reemplazo de refrigerantes DU-PONT.

Tabla de aceites utilizados con los nuevos refrigerantes en sistemas de expansi贸n directa

Temperaturas esperadas despu茅s del reemplazo con el nuevo refrigerante 82

CAPÍTULO XI /

RECUPERACION Y RECICLAMIENTO DE REFIGERANTES 83

RECUPERACIÓN Y RECICLAMIENTO DE REFRIGERANTES COMO IMPEDIR LA LIBERACION INESESARIA DE REFRIGEANTES AL AMBIENTE Como es de saber todas las personas que manipulan equipos de refrigeración deben proteger el medio ambiente de las emisiones de CFC Y HCFC. Es por eso que hay que realizar todos los esfuerzos posibles para impedir que los CFC que actualmente contienen los sistemas de refrigeración se liberen a la atmósfera. A corto plazo, solo se puede lograr una disminución del consumo de CFC mediante la reducción de las FUGAS de refrigerante de los sistemas existentes, y las causas principales de las perdidas de refrigerante pueden clasificarse en tres tipos: 1 2 3

Fugas propias. Fugas accidentales. Emisiones provocadas por procedimientos incorrectos al trasferir el refrigerante, ya sea para vaciar, o para rellenar los sistemas.

Muchos de los métodos de prevención de perdidas de refrigerantes a base de los CFC deberían formar ya parte de de la practica corriente de los procedimientos de operación de los técnicos concientes. y los otros podrían demandar una modificación de los procedimientos comunes. Como ejemplo de políticas de procedimientos se tiene el caso de estados unidos, país en el cual la prevención de perdidas de refrigerantes se enmarca dentro de la legislación vigente, la ley de protección del medio ambiente (EPA) establece desde 1990 que es ilegal “tratar, mantener o desprenderse de los desechos controlados de manera que puedan causar la probable contaminación del medio ambiente o daño ala salud humana” (capitulo 33 de la ley). Por lo tanto la práctica de soplar dentro de los condensadores y sistemas que contengan refrigerantes debe parar inmediatamente. Nunca fue un buen procedimiento y ahora es ilegal en los estados unidos. Cuando se constate que un sistema de refrigeración tiene fugas, debe procederse a su reparación antes de intentar su recarga. si se a perdido la totalidad del refrigerante del sistema, debe utilizarse nitrógeno para su presurización, seguido esto verificarse los lugares de la perdida y NUNCA presumir que era la única perdida del sistema.

Definiciones de recuperación, reciclaje y regeneración. Estas definiciones corresponden a las establecidas en el proyecto de norma ISO 11650 para los sistemas de refrigeración y aire acondicionado. 84

Refrigerante recuperado Refrigerante que a sido retirado de un sistema de refrigeraciรณn con la finalidad de almacenarlo, reciclarlo, regenerarlo o transportarlo

Recuperaciรณn Proceso consistente en retirar un refrigerante en cualquier condiciรณn de un sistema de refrigeraciรณn y depositarlo en un recipiente externo sin necesariamente probarlo o someterlo a tratamiento alguno.

Maquina utilizada en actividades de recuperaciรณn

Reciclaje

Proceso consistente en reducir los contaminantes que se encuentran en los refrigerantes usados mediante la separación del aceite, la eliminación de las sustancias no condensables y la utilización de filtros secadores de núcleo que reducen la humedad, la acidez y las partículas.

Maquina utilizada en actividades de reciclaje

Regeneración Tratamiento del refrigerante usado para que cumpla con las especificaciones del producto nuevo, mediante procedimientos que pueden incluir la destilación. Será necesario proceder a un análisis químico del refrigerante a fin de determinar si responde a las especificaciones apropiadas del producto. La identificación de los refrigerantes usados exige los análisis químicos que estipulan en las normas nacionales o internacionales para las especificaciones del producto nuevo. Este termino entraña habitualmente la utilización de procesos o procedimientos disponibles únicamente en una instalación de reacondicionamiento o de fabricación.

Recuperación de refrigerantes 86

Verter el refrigerante en los cilindros de servicio es un procedimiento arriesgado. Esto siempre hay que hacerlo siempre utilizando el método prescrito por el fabricante. Hay que tener mucho cuidado de: 1.- No llenar el cilindro en exceso 2.- No mezclar refrigerantes de diferente graduación ni poner refrigerante de un tipo en un cilindro cuya etiqueta esta marcada para otro tipo. 3.- Utilizar únicamente cilindros limpios, exentos de toda contaminación de aceite, ácidos y humedad, etc. 4.- Verificar visualmente cada cilindro antes de cada utilización y verificar regularmente la presión de los cilindros. 5.- Que el cilindro de recuperación tenga una identificación especifica según el país a fin de no confundirlo con un recipiente virgen 6.- Que los cilindros tengan válvulas separadas para el líquido y gas y estén dotados de un dispositivo de alivio de la presión,

cilindro de recuperación con válvula de alivio

Recipientes de refrigerantes desechables y recipientes que se pueden devolver 87

Los refrigerantes vienen envasados tanto en recipientes desechables como en recipientes que se pueden devolver, que se denominan comúnmente “cilindros”. Se consideran recipientes a presión y, en muchos países, por lo tanto están sujetos a legislaciones que reglamentan el transporte y la utilización de dichos recipientes. El uso de cilindros desechables es un signo de muy mala práctica: por lo general esos recipientes se descartan después de su utilización t hay bastante refrigerante que se libera a la atmósfera debido a esos cilindros desechables. No se recomienda su utilización en el informe de del comité de opciones técnicas sobre refrigeración, aire acondicionado y en 1994 se formula una propuesta para prohibir su utilización.

TECNOLOGÍAS DE RECUPERACIÓN Dado que una unidad de recuperación permitirá extraer de un sistema más refrigerante a Base de fluorocarbono que cualquier otro método que se pueda emplear, su utilización debe considerarse la norma y no la excepción. Los contratistas, técnicos y propietarios de los equipos deben asegurarse, con tiempo, de que podrán disponer del equipo de recuperación necesario. Su disponibilidad, su refinamiento, variedad y demanda están en aumento y esto da lugar a que se utilicen más ampliamente. Al igual que con las bombas de vacío, las unidades de recuperación funcionarán de modo más eficiente si la longitud de las mangueras de conexión es la más corta posible y su diámetro el más ancho posible. Un diámetro de 3/8” para la manguera debería ser la medida mínima pero, preferiblemente, ser de 1/2”. De cualquier manera, no debe utilizarse como excusa no emplear una unidad de recuperación simplemente porque no se la pueda colocar próxima al sistema. Si hay que utilizar mangueras más largas, todo lo que sucederá es que la operación de recuperación insumirá más tiempo. Ya no hay ninguna razón aceptable ni excusa para dejar que los refrigerantes a base de Fluorocarbono se escapen en el ambiente. Recuperación del líquido por compresión y aspiración (método “push/pull”)

Hay otro método para recuperar el líquido, más común que el descrito previamente, que se denomina método “push/pull”. Si puede UD disponer de un cilindro de recuperación, el procedimiento será satisfactorio si conecta UD. el cilindro de recuperación a la válvula de vapor de la unidad de recuperación y la válvula de líquidos del cilindro de recuperación al lado correspondiente al líquido en la unidad desactivada. La unidad de recuperación aspirará (movimiento “pull”) el refrigerante líquido de la unidad desactivada cuando haga disminuir la presión en el cilindro de recuperación.

El vapor aspirado del cilindro de recuperación por la unidad de recuperación será entonces pujado (movimiento “push”) de vuelta, o sea, comprimido hacia el lado correspondiente al vapor en la unidad desactivada. Utilización del compresor del sistema

Si hay que retirar el refrigerante de un sistema y el sistema está dotado de un compresor que funciona, se puede utilizar el compresor para recuperar el refrigerante. Una vez más, la disposición de las válvulas en el sistema afectará al modo exacto de proceder. Se puede bombear el sistema de modo normal y verter de ese modo el refrigerante en un cilindro de recuperación enfriado, o tal vez poder utilizar sólo el cilindro de recuperación enfriado como condensador y recipiente instalándolo en la salida del compresor. Reutilización del refrigerante

El refrigerante recuperado puede volver a utilizarse en el mismo sistema del que se extrajo o retirarse del lugar en que se extrajo y tratarlo para su uso en otro sistema, según la razón de su extracción y su condición, o sea, según el nivel y tipo de contaminantes que pueda contener. Existen varios riesgos posibles en la recuperación de los refrigerantes y su recuperación y reutilización debe vigilarse con cuidado. Los contaminantes posibles del refrigerante son los ácidos, la humedad, los residuos de la ebullición a alta temperatura y otras partículas. Aun los bajos niveles de contaminante pueden disminuir la vida útil de un sistema de refrigeración y se recomienda que el refrigerante recuperado se verifique antes de volver a utilizarlo. El refrigerante proveniente de una unidad cuyo compresor hermético se haya quemado puede volver a usarse si se ha recuperado con una unidad de recuperación que tenga incorporados un separador de aceite y filtros. Para verificar el contenido en ácidos de todo aceite regenerado, es necesario utilizar un pequeño equipo de verificación del aceite lubricante. De costumbre, se trata simplemente de rellenar una botella de verificación con el aceite a verificar y mezclarlo con el líquido de verificación que se haya en la botella. Si el color que adquiere la mezcla es púrpura (rojo subido que tira a violáceo), el aceite no está contaminado. Si el líquido se vuelve amarillento esto indica que el aceite es ácido y que el aceite/refrigerante no debe utilizarse en el sistema. El material en cuestión debe enviarse a que se someta a regeneración o se destruya. Máquinas de pasos múltiples

Las máquinas de pasos múltiples recirculan el refrigerante recuperado muchas veces a través de filtros secadores. Después de cierto lapso de tiempo o de cierto número de ciclos, el refrigerante se transfiere a un cilindro de almacenamiento. El tiempo no constituye una medida fiable para determinar en qué grado el refrigerante ha sido bien reacondicionado, debido a que el contenido de humedad puede variar.

Filtrado de pasos múltiples.

La persona que está utilizando el equipo de reciclaje debe tener en cuenta varios problemas en esta instancia. Primero ¿habrá que reincorporar el refrigerante al mismo sistema? Si el sistema debe ser desmantelado, por ejemplo, hay que considerar otros factores. Si el refrigerante debe ser reincorporado, la próxima cuestión a considerar es la condición del refrigerante. Cuando se separa el aceite del refrigerante, la gran parte de los contaminantes están en el mismo. Las máquinas recicladoras de refrigerante utilizan en su mayoría filtros secadores para extraer toda humedad y acidez restantes, así como las partículas. En general, se considera aceptable reincorporar este refrigerante al sistema. El verdadero problema se plantea cuando hay quemadura en el compresor hermético. Esto sucede cuando se produce unba falla eléctrica dentro del compresor del sistema de refrigeración y puede deberse a una diversidad de factores. La contaminación del refrigerante en este caso puede variar entre ligera y grave pero el verdadero villano de la historia es el aceite.

MANIPULACIÓN SEGURA DEL REFRIGERANTE RECUPERADO Familiarícese bien con su equipo de recuperación. Lea el manual del fabricante y aplique todos los métodos prescritos e instrucciones cada vez que utilice el equipo. Los refrigerantes líquidos pueden producir quemaduras por el frío. Evite la posibilidad de contacto utilizando guantes adecuados y vestimenta o camisas de manga larga. El refrigerante que se está recuperando puede provenir de un sistema muy contaminado. El ácido es uno de los productos de descomposición; puede haber tanto ácido clorhídrico como fluorhídrico (el ácido fluorhídrico es el único que puede atacar al vidrio). Debe tenerse sumo cuidado de que el aceite que se derrame de los vapores del refrigerante no entre en contacto con la piel ni la superficie de la ropa al efectuar el servicio del equipo contaminado. Use siempre ropa e implementos de protección como anteojos de seguridad y calzado protector, guantes, casco protector, pantalones largos y camisas de manga larga. Los vapores del refrigerante pueden ser nocivos si se inhalan. Evite la absorción directa y disponga siempre de ventilación a nivel bajo. Asegúrese de que toda la alimentación esté desconectada y que el equipo en que se procederá a la recuperación no tenga nada en funcionamiento. Desconecte y deje cerrada la alimentación con un dispositivo de cierre aprobado. La reglamentación nacional puede exigir que utilice siempre recipientes de recuperación certificados por el Ministerio de Transporte. Pueden obtenerse recipientes de los distribuidores de refrigerantes.

No exceda nunca el nivel seguro de peso del líquido del cilindro que se basa en el peso neto. La capacidad máxima de todo cilindro es de 80% del peso bruto máximo. Cuando mueva un cilindro, utilice un equipo apropiado dotado de ruedas. Asegurese de que el cilindro esté firmemente afirmado con correas cuando el equipo es un pequeño carro de mano. NUNCA haga rodar el cilindro sobre su base o acostado de un lugar a otro. Utilice un carro elevador motorizado para los contenedores de media tonelada para el refrigerante recuperado de los equipos de gran tamaño. Utilice mangueras de calidad superior. Asegúrese de que estén unidad correcta y firmemente. Inspeccione todas las uniones de manguera frecuentemente. Las mangueras y los alargues eléctricos presentan el riesgo de que se pueda tropezar con ellos. Prevenga un accidente de este tipo colocando barreras y carteles apropiados. Ubique las mangueras atinadamente, donde el riesgo sea mínimo. Hay reglamentaciones que exigen se recoja el refrigerante usado en cilindros o tambores rellenables que cuentan con la aprobación del Ministerio de Transporte. Coloque etiquetas en el cilindro o recipiente/contenedor de conformidad con lo que especifica la reglamentación. Si se trata de un trabajo de regeneración, póngase en contacto con la planta de regeneración de su preferencia para hacer los arreglos necesarios para el transporte. Asegúrese de que todos los cilindros están en condición segura, tapados como corresponde y con la debida identificación.

LISTADO PARTICIPANTES (MONITORES ) 1° CURSO 1.- Sergio Bahamondes Rivera. Técnico Superior en Refrigeración, con mención en Refrigeración Industrial. INACAP. 2.- Luis Coloma Rodríguez. Técnico en Refrigeración y Aire Acondicionado. Ingeniero en Climatización y Refrigeración Industrial. INACAP. 3.- Arnoldo Garrido Sagrado. Técnico Superior en Refrigeración, con mención en Refrigeración Industrial. INACAP. 4.- Pedro Noll Martínez. Técnico Superior en Refrigeración, con mención en Refrigeración Industrial. INACAP. 5.- Sergio Seguel Salazar. Ingeniero en Climatización y Refrigeración Industrial. INACAP. 6.- Luis Faundez. Ingeniero en Climatización. Universidad de Santiago de Chile. 7.- Víctor Andrade. Ingeniero en Climatización. Universidad de Santiago de Chile. 8.- Roberto Santander Moya. Dr. Ingeniero en Mecánica (Área de Termofluídos). Universidad de Santiago de Chile. 9.- Klaus Peter Schmid. Estudios de Ingeniería Civil Eléctrica. Técnico Comercial Bilingüe en Producción y comercio. Director de la Cámara Chilena de Refrigeración y Climatización A.G. y DITAR. 10.- Ramón Meza Henríquez. Técnico Industrial en la especialidad de Refrigeración y Aire. Acondicionado.-Profesor de Educación Media Tecnológica en Aire Acondicionado. 11.- Julio Meza Henríquez. Técnico Industrial. Profesor del Liceo Industrial Ernesto Pinto Lagarrigue 12.- Ricardo Arévalo Garcés. Técnico en Aire acondicionado y Refrigeración. Profesor de Educación media técnico profesional de la especialidad de Refrigeración y Climatización del Liceo Industrial “Hernán Valenzuela Leyton” Hualpencillo, Talcahuano. 13.- Luis Pérez González. Ingeniero de Ejecución en Aire Acondicionado y Refrigeración. Universidad Técnica del Estado. 14.- Jorge Alfredo Sandrock Hildebrandt. Presidente de la “Cámara Chilena de Refrigeración y Climatización A. G.” .Miembro del Directorio de “DITAR Chile”. Miembro del Comité de Estudios “ASEXMA. 15.- Fernando del Carmen Lobos Ramírez. Técnico de nivel superior Mecánico Máquinas Refrigerante. Armada de Chile. 16.- Luis Eduardo Mora Riquelme. Ingeniero Naval Electricista. Licenciado en ciencias de la ingeniería, con mención en Electricidad. Academia Politécnica Naval. Armada de Chile. 17.- Julio Jorge Espinoza Cáceres. Técnico Nivel Superior Mecánico Refrigerante (Armada de Chile). 18.- Ricardo José Hernández Erices. Ingeniero de Ejecución en Gestión industrial (Universidad Federico Santa María). Técnico Universitario en Electrónica. Centro de Formación Técnica Lota Arauco. (Dependiente de la Universidad de Concepción). 19.- Alfonso Uribe Oyarso. Técnico Universitario en electricidad (Universidad Técnica del Estado). Ingeniero de Ejecución en Gestión Industrial. (Universidad Técnica Federico Santa María). Operador de plantas de producción de vapor de mediana presión. Instalador electricista. Superintendencia de Electricidad y Combustibles. Centro de Formación Técnica Lota Arauco. (Dependiente de la Universidad de Concepción). 20.- Iván Castro Bustos. Ingeniero de Ejecución Mecánico (Universidad del Bio - Bio). Técnico en Refrigeración Industrial (INACAP). Centro de Formación Técnica Lota Arauco. (Dependiente de la Universidad de Concepción).

LISTADO PARTICIPANTES (MONITORES) 2° CURSO 1.- Eduardo Manuel Rojas Zárate. Ingeniero Civil Mecánico. Licenciado en Ciencias de la Ingeniería. Post Título Diplomado: Especialista en Análisis de Fallas y Selección de Materiales. Docente Universidad de Antofagasta. Ingeniero de Scott&Scott. Antofagasta. 2.- José Jorge Soto Martínez. Ingeniería en Refrigeración (USACH). Empresario. Ingeniería térmica Friosovit Ltda. Quilpue. 3.- Duillio Yuvimir Tassistro Ratti.. Técnico en Refrigeración Mención Refrigeración Industrial. INACAP. Empresario. Temuco. 4.- Flavio Marcelo Carrasco Gutiérrez. Empresario. Socio de Archiclima. Temuco. 5.- Eliseo Espinoza Leviman. Técnico Electromecánico Instituto IADE. Frío Loa Ltda. Calama. 6.- Lino Daniel Saavedra Fuentes. Empresario: Gerente General. Frío Loa Ltda. Calama. 7.- José Emiliano Celis Allendes. Empresario. Concepción. 8.- Hugo Guillermo Lamas Barrios. Técnico en refrigeración de la escuela de Ingeniería Naval de la Armada. Técnico en refrigeración Independiente de la Primera Región de Chile. Iquique. 9.- Fernando Omar Ortega Guerra. Técnico Universitario Mecánica Industrial Microempresario Dueño de la empresa Sergeman Ltda. Valparaíso. CAMARA CHILENA DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO Y DITAR. 10.- Jorge Alejandro Osorio Arroyo. Ingeniero de ejecución en Refrigeración y Climatización Industrial. Técnico a nivel superior en Refrigeración. CAMARA CHILENA DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO Y DITAR. 11.- Cristian Castañeda Tobar. Ingeniero Ejecución Mecánico, Mención en Climatización, Refrigeración y Acondicionado. CAMARA CHILENA DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO Y DITAR. 12.- Juan Carlos Muñoz Martínez. Electrónico Industrial INACAP. Curso de Refrigeración Industrial y Aire Acondicionado. INACAP. CAMARA CHILENA DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO Y DITAR. 13.- Enrique Luis Aparicio Bernat. Ingeniero Civil Químico. Gerente general de Icer Ltda. CAMARA CHILENA DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO Y DITAR. 14.- Roberto Labbé Robles. Ingeniero de Ejecución en Mecánica, con mención en Climatización. Post grado en gestión y ordenamiento ambiental. CAMARA CHILENA DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO Y DITAR. 15.- Alejandro Osvaldo Pirce Alcayata. Ingeniero mecánico. CAMARA CHILENA DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO Y DITAR. 16.- Fernando Álvarez Cáceres. Técnico en aire Acondicionado Refrigeración. INACAP. Empresario. CAMARA CHILENA DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO Y DITAR. 17.- Juan Pablo Hernández Gálvez. Mantenedor. Especialista de Equipos de Refrigeración y Aire Acondicionado. Instructor. Codelco Chile, División Norte. 18.- José. Rojo Segura. Mantenedor mayor de refrigeración. Codelco. Chile División Norte. 19.- Moisés Gere Molina. Técnico Superior en Electricidad Industrial. Ingeniero en Climatización y Refrigeración Industrial. INACAP. 20.- Lidia Ruth Colipai Cares. Especialidad Refrigeración y Aire Acondicionado. Profesora para la Educación Técnico Profesional. Centro Educacional Baldomero Lillo. Santiago.

LISTADO PARTICIPANTES (MONITORES) 3° CURSO 1.- Cipriano Armando Riquelme Hernández. Ingeniero de Ejecución en Calefacción Refrigeración y Aire Acondicionado. Empresario. CAMARA CHILENA DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO Y DITAR. 2.- Roldan Díaz Delgado. Ingeniero mecánico de ejecución especialización en climatización. Canadá. Diplomado en gestión de negocios. CAMARA CHILENA DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO Y DITAR. 3.- Eduardo Antonio Gómez Morales. Ingeniero de Ejecución en Calefacción Refrigeración y Aire Acondicionado. Técnico en Instalaciones Eléctricas. Centro de Formación Técnica Lota Arauco. (Dependiente de la Universidad de Concepción). 4.- Héctor Enrique Yubini Carreño. Técnico de Nivel Superior en Refrigeración Industrial (INACAP). Motorista, INACAP. Centro de Formación Técnica Lota Arauco. (Dependiente de la Universidad de Concepción). 5.- José Sergio Faundez Sánchez. Técnico Nivel superior en Máquinas Eléctricas, Refrigeración, y Aire acondicionado. Centro de Formación Técnica Lota Arauco. (Dependiente de la Universidad de Concepción). 6.- Álvaro Velásquez Bazaes. Centro de Formación Técnica Lota Arauco. (Dependiente de la Universidad de Concepción). 7.- Peter Yufer Sulzer. Ingeniero de ejecución en mecánica. Empresario. CAMARA CHILENA DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO Y DITAR. 8.- Juan Jesús Bustamante Poblete. Ingeniero de ejecución en Refrigeración, Calefacción y Aire Acondicionado. Central de Servicios Técnicos de Fensa Mademsa. 9.- Mauricio Alejandro Saldivia Flores. Técnico en Electromecánica. Central de Servicios Técnicos de Fensa Mademsa. 10.- Patricio Alberto Saavedra Romero. Técnico Electromecánico INACAP. Técnico Refrigeración Industrial INACAP. Diplomado en Refrigeración (INACAP). Mimet – Inema. 11.- Iván Rodríguez Valderrama. Técnico Refrigeración Instituto Profesional INACAP. Diplomado en Refrigeración, dictado por INACAP. Mimet – Inema. 12.- Oriel Alberto Rivera Díaz. Técnico de Nivel Superior en Mecánica de maquinaria Naval. Especialista en Refrigeración. Instructor y Profesor Militar. Armada de Chile. Viña del Mar. 13.- Rigoberto Duardi Contreras Carrasco. Técnico Mecánico de Maquinas Nivel Superior con sub. Especialidad en refrigeración Técnico Mecánico de Nivel Superior. “Técnico nivel superior mecánico de maquinas”. Armada de Chile. Viña del Mar. 14.- José Pinochet Navarro Técnico Nivel Superior Mecánico Refrigerante, Armada de Chile. Viña del Mar. 15.- Juan Enrique Fuentes Contreras. Profesor Técnico industrial. Tercer año Ingeniería de Electricidad. Profesor de estado Postítulo en docencia y postítulo en informática. Temuco. 16.- José Manuel Muñoz Espina. Curso “Básico de máquinas” en Escuela de Ingeniería Naval. Técnico en maquinaria Naval Escuela de ingeniería naval Técnico en “Refrigeración y Aire acondicionado” en Escuela de Ingeniería Naval. Técnico Independiente de Iquique. 17.- Hernán G. León Cisternas. Ingeniero Civil de Industrias con diploma en Ingeniería Química. CAMARA CHILENA DE REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO Y DITAR. 18.- José Rojas Sandoval. Técnico en Refrigeración Industrial. INACAP. Empresario dueño de Fío Rojas.

19.- Adolfo Alexis Andrade Sánchez. Estudios en Ingeniería en ejecución en Refrigeración, calefacción y aire acondicionado. Licenciado en Ciencias de la Ingeniería, y el Titulo de Ingeniero Naval Mención Máquinas Marinas. Diplomado en Salud Ocupacional y Prevención de Riesgos, dictado por el Instituto de Salud Pública y la Facultad de Ciencias Medicas de la Universidad de Santiago. INACAP. 20.- Aníbal Vergara Vega. Iingeniero de Ejecución en Refrigeración, Calefacción y Aire Acondicionado. Universidad Técnica del Estado. Empresario independiente con contrato de exclusividad para Sindelen. SINDELEN.