ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA REFRIGERACIÓN

HISTORIA

• El arte de la refrigeración basado en el hielo natural es muy antiguo y se practicó mucho antes de construirse cualquier máquina térmica.

• Los griegos y los romanos comprimían la nieve en pozos aislados con pasto, paja y ramas de árboles. La nieve comprimida se convertía en hielo para ser usado en épocas de mayor calor.

• Otros escritos antiguos describen cómo los egipcios, hindúes y otros pueblos, empleaban procedimientos para producir hielo artificialmente, en general parecidos en sus principios. Se llenaban con agua vasijas poco profundas de arcilla porosa u otro material análogo y se colocaban sobre gruesos lechos de paja durante la noche. Si las condiciones atmosféricas eran favorables: frío, aire seco y una noche sin nubes.

PRIMEROS MÉTODOS ARTIFICIALES: LAS MEZCLAS REFRIGERANTES

• La utilización de los procesos químicos mediante mezclas refrigerantes se puede considerar como una etapa intermedia entre el frío natural y el frío artificial, y desde antiguo se conocía que añadiendo ciertas sales, como por ejemplo el nitrato sódico, al agua, se consigue disminuir su temperatura.

• En el siglo XVII, las mezclas refrigerantes son utilizadas en la investigación científica por Robert Boyle (Castillo de Lios Mar 1627 – Londres 1691) y por el astrónomo físico francés Philippe Laire (París 1677 - 1719), más tarde, en el siglo XVIII, numerosos físicos y químicos emplean mezclas refrigerantes en el laboratorio.

• Estos métodos sin embargo, son discontinuos y de capacidad muy limitada, por lo que no se puede hablar de refrigeración hasta la

invención de los métodos continuos, de dos tipos básicos: consumidores de trabajo y consumidores de calor.

LA REFRIGERACIÓN MECÁNICA

• La refrigeración mecánica, es decir producida consumiendo trabajo con una máquina funcionando continuamente, se obtuvo por diversos caminos pero todos basándose en la expansión de un fluido, que puede efectuarse sin cambio de fase (despresurización de un gas).

• En 1744, Priestley descubrió el amoníaco y el dióxido de carbono, que mostraron poseer propiedades termodinámicas convenientes para ser usados en refrigeración.

• En 1909, cuando Maurice Leblanc (1857 - 1923) utilizó la evaporación del agua a baja presión como procedimiento de refrigeración en las máquinas con inyectores de vapor.

• Se considera que la primera máquina de refrigeración que funcionó comercialmente se le dio el éxito a John Gorrie. Gorrie era un médico que buscaba una máquina que produjera hielo y frío para ayudar a tratar a sus pacientes de fiebre amarilla.

LA REFRIGERACIÓN TÉRMICA. LA MÁQUINA FRIGORÍFICA DE ABSORCIÓN.

• Joseph Priestley había descubierto en 1774 el amoníaco y también había observado la gran afinidad de este nuevo gas, que él denominó aire alcalino, por el agua. Esta propiedad condujo a Ferdinand Philippe Edouard Carré (Moislains 1824 – Poncet 1900) a idear una máquina de refrigeración que sólo consumía calor, gracias a un nuevo sistema que él llamó de afinidad. El sistema fue conocido mas tarde con el nombre de absorción. Esta máquina otuvo el premio de la exposición universal de Londres de 1862.

• Cuando aparecieron otros refrigerantes distintos de los éteres y más tarde los motores eléctricos, la máquina de absorción tuvo que ceder el primer puesto a la de compresión. Sin embargo, no desapareció y todavía en 1919, de 55 factorías de frío existente en Florida 44 estaban equipadas con máquinas de absorción, y como se ha dicho, en la

industria petrolífera, con disponibilidad de calor residual, ha permanecido.

• Cuando aparecieron otros refrigerantes distintos de los éteres y más tarde los motores eléctricos, la máquina de absorción tuvo que ceder el primer puesto a la de compresión. Sin embargo, no desapareció y todavía en 1919, de 55 factorías de frío existente en Florida 44 estaban equipadas con máquinas de absorción, y como se ha dicho, en la industria petrolífera, con disponibilidad de calor residual, ha permanecido.

• Cabe citar también a Sir James Dewar (Kincardine on Forph 1842 - Londres 1927) Catedrático de física experimental en la Universidad de Cambridge y de Química en la Royal Institution de Londres, y suegro de Maxwell. En 1891 construyó una maquinaria para producir oxígeno líquido en cantidad y demostró el magnetismo del ozono y el oxígeno líquidos. Inventó el vaso que lleva su nombre, aplicación diáfana de los principios de la transferencia de calor por convección y radiación, y, entre otros, tiene el mérito de haber licuado por primera vez el hidrógeno en cantidades importantes en 1898 y solidificarlo en 1899.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS DEL AIRE ACONDICIONADO

HISTORIA Primeramente la necesidad de adaptar un ambiente adecuado para

cada lugar en el que se encontraba el ser humano ha existido desde tiempos muy antiguos.

Enfocando el tema en los automóviles comenzamos, desde que el hombre se dio cuenta del interior de su nueva máquina, el automóvil, era muy caliente e incómodo, y decidió que debía hacer algo al respecto, hasta la época actual, donde los equipos de aire acondicionado son una opción básica de cualquier automóvil.

PRIMEROS DESARROLLOS

Los primeros autos no eran precisamente cómodos; sus neumáticos delgados e interiores alfombrados proporcionaban un paseo muy incómodo. En el invierno los pasajeros se abrigaban, y en verano el aire acondicionado era el resultado de la brisa que soplaba al viajar a 15 mph. Nada es más caliente que el interior de un auto, por lo que cuando los fabricantes de autos comenzaron a cerrar las cabinas, era obvio que se debía hacer algo con dicho calor; al principio se colocaron aberturas en el piso, pero esto trajo más polvo y suciedad que aire acondicionado.

En 1884 William Whiteley tuvo la gran idea de colocar cubos de hielo en un contenedor debajo de la cabina de los carruajes y soplar aire adentro por medio de un ventilador conectado al eje. Una cubeta cerca de las aberturas del piso fue el equivalente en el automóvil; luego vino un sistema de enfriamiento por evaporación llamado Wheater Eye (Ojo climático), en el que se producía un efecto de disminución de la temperatura en el aire haciéndolo pasar sobre agua.Este sistema fue inventado por una compañía llamada Nash-kelvinator.

El primer auto con un sistema de refrigeración como los actuales fue el Packard 1939, en el que una espiral enfriadora, que no era más que un evaporador muy largo que envolvía toda la cabina, y cuyo sistema de control era el interruptor de un ventilador.

PRIMEROS AUTOS EN SERIE

Luego vino Cadillac, que produjo 300 autos con aire acondicionado en 1941. Estos primeros sistemas de aire acondicionado tenían una gran desventaja, no existía un embrague en el compresor, por lo que éste siempre estaba encendido mientras en auto estaba en funcionamiento, y para apagar el sistema, se tenía que parar el auto, salir de éste, abrir el capó y quitar la correa del compresor.

Después de la Segunda Guerra Mundial Cadillac promocionó una nueva característica: controles para el aire acondicionado. Estos controles estaban localizados en el asiento trasero, por lo que el conductor debía estirarse hacia el asiento trasero para apagar el sistema, pero aún así era mejor que apagar el carro y desconectar la correa del compresor.

No fue sino hasta 1966 que las industrias automotrices se dieron cuenta que la cantidad de automóviles vendidos que tenían un sistema de aire acondicionado era de 3 560 000 unidades, los autos con la opción de aire acondicionado dispararon sus ventas. Para 1987 el número de unidades de aire acondicionado vendidas fue de 19 571 000. En la actualidad se estima que el 80% de los carros y camiones pequeños en uso poseen unidades de aire acondicionado.

Por lo que comenzaron a incluir equipos de aire acondicionado como una característica básica y no como una opción, a pesar de ser una de las características más caras. Hoy día, las unidades de aire acondicionado son muy eficientes, con sistemas modernos como el ATC (Control automático de temperatura, por sus siglas en inglés), que es más confiable que los viejos termostatos. Las computadoras a bordo también se aseguran que tanto el conductor como los pasajeros se sientan cómodos.

TIPOS DE REFRIGERANTES OCUPADOS

Las unidades de aire acondicionado automotoras están evolucionando continuamente, ahora hay más diseños de compresores y nuevos componentes electrónicos que mejoran la eficiencias de estos

equipos; y no solo los componentes están evolucionando, por parte de los refrigerantes, los CFC (clorofluorocarbonos, también conocidos como R–12 o freón) están siendo reemplazados por otros gases refrigerantes como el R–134, que no contiene cloro, debido a que son contaminantes, especialmente dañinos para la capa de ozono.

Anteriormente los sistemas de aire acondicionado automotores utilizaban como fluido de trabajo un refrigerante denominado clorofluorocarbono-12 (CFC–12 o como es conocido comercialmente, Freón); pero estudios han determinado que el CFC–12 daña la capa de ozono, por lo que se dejo de fabricar en 1995, aunque todavía existen grandes inventarios de dicho refrigerante que están siendo usados hasta que se agote la existencia, aparte que el reciclaje del mismo asegura que seguirá estando disponible por un tiempo.

Para sustituir al CFC–12 se utiliza el R–134, el cual es el único refrigerante alternativo que ha sido probado y recomendado por los fabricantes de automóviles, que además aceptado por la EPA (Agencia estadounidense para la protección ambiental, por sus siglas en inglés); por lo que es utilizado en todos los automóviles fabricados a partir de 1995.

Existen otros refrigerantes alternativos en el mercado, como el GHG–X4, una mezcla de los siguientes refrigerantes: R–22, R–142b, R–124 y una pequeña cantidad (alrededor de 4%) de R–600 (Isobutano). Este es el refrigerante utilizado como sustituto para convertir los equipos ya instalados de aire acondicionado en los autos antiguos, con el fin de reemplazar el R–12. El isobutano presente en el GHG–X4 ayuda a que el aceite lubricante arrastrado con el refrigerante regrese al compresor, por lo que no es necesario cambios de aceite; y el isobutano se encuentra en tan pequeña proporción que el refrigerante no se convierte en inflamable, por lo que no existe peligro de explosión.