sistema de Refrigeracion de Camarones

INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA

MECNICA Y ELCTRICAUNIDAD AZCAPOTZALCO

PROYECTO DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIN PARA CONGELARCAMARN EN LA CIUDAD DE CAMPECHE

TESIS CURRICULAR

QUE PARA OBTENER EL TITUTLO DE

INGENIERO MECNICO

P R E S E N T A N

C. ARELLANO MENDOZA JONATHAN

C. ESTRADA ESCOBAR DAVID

C. HERNNDEZ MENDOZA FERNANDO

C. SERRANO PEREZ JAVIER

ASESOR: ING. AGUSTIN LOPEZ MALDONADO

ASESOR: DR. GUILLERMO URRIOLAGOITIA SOSA

Mxico D.F. 2009

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA

UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO

INDICE

i

NDICE

Pg.

ObjetivoObjetivo General

Objetivos Particulares

Justificacin

Introduccin a la refrigeracin

Captulo I Generalidades

1.1 Historia de la refrigeracin 21.2 Caractersticas del producto 4

1.2.1 Taxonoma 51.2.2 Relevancia como alimento 61.2.3 Hielo-fluido 81.2.4 Aplicaciones 91.2.5 Granjas de camarn 91.2.6 Zonas de pesca de camarn en Mxico 101.2.7 Caractersticas geogrficas de Mxico 11

1.3 Conceptos fundamentales de termodinmica 16

Captulo II Marco Terico

2.1 Descripcin del proyecto prospectivo 372.2 Objetivo 382.3 Viabilidad 392.4 Metodologa 402.5 Los sistemas de refrigeracin, su integracin, funcionamiento y aplicacin 41

2.5.1 Antecedentes 412.6 Refrigeracin por absorcin 422.7 Tipos de refrigeracin 43

2.7.1 Refrigeracin domstica 442.7.2 Refrigeracin comercial 442.7.3 Refrigeracin industrial 44




INDICE

ii

2.7.4 Aire acondicionado 452.7.5 Refrigeracin marina 45

2.8 Sistemas de refrigeracin 462.9 Aplicaciones 472.10 Clasificacin de los ciclos de refrigeracin 482.11 Refrigerantes 492.12 Ventajas y desventajas operacionales de algunos refrigerantes 512.13 Ciclo mecnico de refrigeracin por compresin de vapores 522.14 Ciclo de refrigeracin por absorcin 532.15 Principales mezclas utilizadas en sistemas de refrigeracin por absorcin. 552.16 Ciclo de Carnot invertido 572.17 Sistemas de compresin de vapor en cascada y en etapas mltiples 59

2.17.1 Ciclo en cascada 592.18 Sistemas de refrigeracin ambiental 612.19 Refrigeradores Elctricos 622.20 Mtodos de enfriamiento 632.21 Sistemas de refrigeracin indirecta 642.22 Sistemas de refrigeracin directo 65

Captulo III Anlisis del Proyecto

3.1 Sntesis del proyecto 683.2 Condiciones de diseo 683.3 Clculo de carga trmica 70

3.3.1 Por transmisin de calor a travs de paredes 703.3.2 Conductancia de la capa superficial de aire 723.3.3 Carga trmica que se transmite a travs de una pared compuesta 733.3.4 Coeficiente de conductividad trmica total 743.3.5 Valores del coeficiente especfico de conductividad trmica 753.3.6 Carga trmica generada por producto 753.3.7 Carga generada por alumbrado y equipo 793.3.8 Carga trmica generada por infiltracin 813.3.9 Carga trmica generada por ocupantes 833.3.10 Carga trmica generada por efecto solar 83

3.4 Mtodo de clculo 85




INDICE

iii

Captulo IV Clculo y Seleccin de Equipo

4.1 Clculo de un sistema por compresin de vapores 1004.2 Trazo del diagrama Presin Entalpa (Diagrama de Mollier) 1034.3 Propiedades del refrigerante 1054.4 Rendimiento volumtrico del compresor utilizando R22 y amoniaco 1074.5 Refrigerante 1144.6 Temperatura y presin de condensacin del amoniaco y el R22 1154.7 Relacin de compresin 1164.8 Seleccin del R22 para el proyecto 1164.9 Clculo de los 11 parmetros para el amoniaco y R22 1194.10 Seleccin de equipos 124

Capitulo V Programa de Mantenimiento

5.1 Mantenimiento 1395.1.1 Objetivos generales 1395.1.2 Objetivos especficos del mantenimiento 139

5.2 Tipos de mantenimiento 1405.2.1 Mantenimiento preventivo 1405.2.2 Mantenimiento predictivo 1405.2.3 Mantenimiento correctivo 141

5.3 Clasificacin de las fallas 1415.4 Programa de mantenimiento a las unidades del sistema 142

5.4.1 Evaporadores 1425.4.2 Unidades condensadoras/evaporadoras 1435.4.3 Posibles fallas del evaporador y su solucin 1565.4.4 Posibles fallas de la unidad condensadora y su solucin 146

CONCLUSIONES 152ANEXOS 156REFERENCIAS XXX




INDICE

iv

Nomenclatura




INDICE

v

ndice de figuras

Captulo IFigura 1.1 Enfriadora centrfugaFigura 1.2 Clasificacin del camarnFigura 1.3 CamarnFigura 1.6 Produccin pesqueras en MxicoFigura 1.7 Estados pesqueros de camarn en MxicoFigura 1.8 Sistema A,B Y C en equilibrioFigura 1.9 Ley de la conservacin de la energaFigura 1.10 El peso como medida de fuerzaFigura 1.12 SistemaFigura 1.13 PresinFigura 1.14 Presin AtmosfricaFigura 1.15 Estados de la materiaFigura 1.16 ConduccinFigura 1.17 Conveccin libre y forzadaFigura 1.18 RadiacinFigura 1.19 Calor latente de evaporacinFigura 1.20 RefrigerantesFigura 1.21 Ciclo RankineFigura 1.22 Punto de ebullicinFigura 1.23 Punto de ebullicin




INDICE

vi

Figura 1.24 DensidadFigura 1.25 Carta psicromtricaFigura 1.26 Diagrama de Mollier

Captulo IIFigura 2.1 Mapa del Estado de CampecheFigura 2.2 Refrigerador domsticoFigura 2.3 Refrigerador comercialFigura 2.4 Refrigerador industrialFigura 2.5 Sistema mecnico por compresin de vaporesFigura 2.6 Diagrama P-h del ciclo ideal de refrigeracin por compresin mecnica de vaporesFigura 2.7 Ciclo de absorcinFigura 2.8 Sistema de refrigeracin Amoniaco-aguaFigura 2.9 Ciclo de Carnot invertidoFigura 2.10 Ciclo en cascadaFigura 2.11 Sistema de refrigeracin indirectoFigura 2.12 Sistema de refrigeracin directo

Captulo IVFigura 4.1 Sistema de refrigeracin por compresin de vaporesFigura 4.2 Diagrama del recorrido del refrigerante a travs del sistemaFigura 4.3 Diagrama de lquidos y vapores Ciclo RankineFigura 4.4 Diagrama Presin EntalpiaFigura 4.5 Diagrama del condensadorFigura 4.6 Diagrama del evaporadorFigura 4.7 Diagrama de una torre de enfriamientoFigura 4.8 Diagrama presin-temperatura para diferentes refrigerantesFigura 4.9 Sistema de refrigeracin enfriado por aireFigura 4.10 Diagrama Presin-Entalpia para el amoniacoFigura 4.11 Diagrama Presin-Entalpia para el R-22Figura 4.12 Diagrama Presin-Entalpia para el R-22

AnexosFigura A.1 Trazo del diagrama de Mollier para AmoniacoFigura A.2 Trazo del diagrama de Mollier para R-22Figura A.3 Trazo del diagrama de Mollier para Amoniaco por computadoraFigura A.4 Trazo del diagrama de Mollier para R-22 por computadoraFigura A.5 Catalogo de evaporadores BOHNFigura A.6 Catalogo de unidades condensadoras BOHN




INDICE

vii

Figura A.7 Puertas para cmaras de refrigeracin marca HERCULES

ndice de tablas

Captulo ITabla 1.1 Tipos de hieloTabla 1.2 rea de la plataforma continental de las costas mexicanas (km2)

Captulo IVTabla 4.1 Rendimiento volumtrico del compresor para R-22 y AmoniacoTabla 4.2 Temperatura y presin de condensacin del Amoniaco y R22Tabla 4.3 Tabla comparativa de resultados entre Amoniaco y R22

AnexosTabla A.1 Correccin de temperatura por efecto solarTabla A.2 Espacio, peso y densidad para productos almacenadosTabla A.3 Caractersticas de productos alimenticiosTabla A.4 Calor disipado por las personas dentro del espacio refrigeradoTabla A.5 Coeficientes de transmisin de calorTabla A.7 Tabla para seleccin de la caja de almacenamiento del camarn




Objetivo general:

Diseo y desarrollo de un sistema de refrigeracin por compresin de vapores para congelar

camarn.

Objetivos particulares:

- Calculo de los equipos de refrigeracin que siga el ciclo de compresin de vapor

- Diseo del espacio para almacenar el camarn

- El almacn debe tener la capacidad de congelar 30 toneladas de camarn

- El clculo de las propiedades termodinmicas y de transporte del refrigerante

- Seleccin del refrigerante mas adecuado para el proceso termodinmico

El sistema de refrigeracin solo congelara camarn debido a que para efectos de clculo

utilizaremos las propiedades del mismo considerando las temperaturas crticas de la ciudad de

Campeche por ser zona de temperatura extremosa.

Objetivos




Debido a que en Mxico se cuentan con bastos litorales de los cuales se pueden obtener

productos para el consumo del ser humano nos parece sumamente interesante desarrollar un

proyecto en el que nos veamos envueltos en el diseo de un sistema de refrigeracin por

compresin de vapores para congelar camarn aplicando los conocimientos obtenidos en clase.

Todo esto con el fin de reducir el costo de este alimento debido a que existen muy pocos

sistemas de refrigeracin en los litorales de Mxico para la conservacin del mismo, por

consiguiente el camarn se encarece al ser poca la cantidad de producto que se puede

conservar para posteriormente transportarse y ser distribuido en las diferentes ciudades del

pas.

Por otro lado, con la realizacin de este proyecto se busca obtener un buen diseo de la

cmara de refrigeracin, as como el clculo de los equipos de refrigeracin que nos permitan

congelar el camarn de una manera eficiente, segura pero sobretodo econmica, por

consecuencia, la reduccin de costos para el abasto de camarn en las principales ciudades de

Mxico.

Justificacin




La refrigeracin es el proceso de reduccin y mantenimiento de la temperatura (a un valor menor a la

del medio ambiente) de un objeto o espacio. La reduccin de temperatura se realiza extrayendo

energa del cuerpo, generalmente reduciendo su energa trmica, lo que contribuye a reducir la

temperatura de este cuerpo.

La refrigeracin implica transferir la energa del cuerpo que pretendemos enfriar a otro, aprovechando

sus propiedades termodinmicas. La temperatura es el reflejo de la cantidad o nivel de energa que

posee el cuerpo, ya que el fro propiamente no existe, los cuerpos solo tienen ms o menos energa

trmica. De esta manera enfriar corresponde a retirar Energa (calor) y no debe pensarse en trminos

de " producir fro o agregar fro".

Entre otras formas:

Aprovechar diferencias de temperaturas entre el medio receptor y emisor. Transfiriendo el calor por

conveccin, conduccin o Radiacin.

Usar un proceso que requiera una aportacin externa de energa en forma de trabajo, como el ciclo

de Carnot.

Aprovechar el efecto magneto calrico de los materiales, como en la desimanacin adiabtica.

Introduccin a la refrigeracin




Las aplicaciones de la refrigeracin son variadas:

La climatizacin, para alcanzar un grado de confort trmico adecuado para la habitabilidad de un

edificio. La conservacin de alimentos, medicamentos u otros productos que se degraden con el

calor. Como por ejemplo la produccin de hielo o nieve, la mejor conservacin de rganos en

medicina o el transporte de alimentos perecederos.

Los procesos industriales que requieren reducir la temperatura de maquinarias o materiales para

su correcto desarrollo. Algunos ejemplos son el mecanizado, la fabricacin de plsticos, la

produccin de energa nuclear.

La crio gnesis o enfriamiento a muy bajas temperaturas, empleada para la licuar algunos gases o

para algunas investigaciones cientficas.

Motores de combustin interna: en la zona de las paredes de los cilindros y en las culatas de los

motores se producen temperaturas muy altas que es necesario refrigerar mediante un circuito

cerrado donde una bomba enva el lquido refrigerante a las galeras que hay en el bloque motor y

la culata y de all pasa un radiador de enfriamiento y un depsito de compensacin. el lquido

refrigerante que se utiliza es agua destilada con unos aditivos que rebajan sensiblemente el punto

de congelacin para preservar al motor de sufrir averas cuando se producen temperaturas bajo

cero.

Mquinas-herramientas: las mquinas herramientas tambin llevan incorporado un circuito de

refrigeracin y lubricacin para bombear el lquido refrigerante que utilizan que se llama taladro

aceite de corte sobre el filo de la herramienta para evitar un calentamiento excesivo que la pudiese

deteriorar rpidamente.




CAPITULO I

GENERALIDADES




CAPITULO 1 GENERALIDADES

2

1.1 Historia de la refrigeracin

La utilizacin del fro es un proceso conocido ya desde muy antiguo; en el siglo XII los chinos utilizaban

mezclas de salitre con el fin de enfriar agua; los rabes en el siglo XIII utilizaban mtodos qumicos de

produccin de fro mediante mezclas; en los siglos XVI y XVII, investigadores y autores como Boyle,

Faraday (con sus experimentos sobre la vaporizacin del amonaco) etc., hacen los primeros intentos

prcticos de produccin de fro.

En 1834, Perkins desarrolla su patente de mquina frigorfica de compresin de ter y en 1835 Thilorier

fabrica nieve carbnica por expansin; Tellier construy la primera mquina de compresin con fines

comerciales, Pictet desarrolla una mquina de compresin de anhdrido sulfuroso, Linde otra de

amonaco, Linde y Windhausen la de anhdrido carbnico, Vincent la de cloruro de metilo, etc.

En 1902 Willis Carrier sent las bases de la refrigeracin moderna y al encontrarse con los problemas de

la excesiva humidificacin del aire enfriado, las del aire acondicionado y desarroll el concepto de

climatizacin de verano.

Por esa poca un impresor neoyorquino tena serias dificultades durante el proceso de impresin, que

impedan el comportamiento normal del papel, obteniendo una calidad muy pobre debido a las

variaciones de temperatura, calor y humedad. Carrier dise una mquina especfica que controlaba la

humedad por medio de tubos enfriados, dando lugar a la primera unidad de refrigeracin de la historia.

Durante aquellos aos, el objetivo principal de Carrier era mejorar el desarrollo del proceso industrial con

mquinas que permitieran el control de la temperatura y la humedad.

En 1915, Carrier y seis amigos reunieron 32.600 dlares y fundaron La Compaa de Ingeniera

Carrier, cuyo gran objetivo era garantizar al cliente el control de la temperatura y humedad a travs de

la innovacin tecnolgica y el servicio al cliente.





3

En 1922 Carrier lleva a cabo uno de los logros de mayor impacto en la historia de la industria: la

enfriadora centrfuga. Este nuevo sistema de refrigeracin se estren en 1924 en los grandes

almacenes Hudson de Detroit, en los cuales se instalaron tres enfriadoras centrfugas para enfriar el

stano y posteriormente el resto de la tienda.

Tal fue el xito, que inmediatamente se instalaron este tipo de mquinas en hospitales, oficinas,

aeropuertos, fbricas, hoteles y grandes almacenes.

La prueba de fuego lleg en 1925, cuando a la compaa Carrier se le encarga la climatizacin de un

cine de Nueva York. Se realiza una gran campaa de publicidad que llega rpidamente a los ciudadanos

formndose largas colas en la puerta del cine.

La pelcula que se proyect aquella noche fue rpidamente olvidada, pero no lo fue la aparicin del aire

acondicionado. En 1930, alrededor de 300 cines tenan instalado ya el sistema de aire acondicionado.

A finales de 1920 propietarios de pequeas empresas quisieron competir con las grandes distribuidoras,

por lo que Carrier empez a desarrollar maquinas pequeas.

En 1928 se fabric un equipo de climatizacin domstico que enfriaba, calentaba, limpiaba y haca

circular el aire y cuya principal aplicacin era la domstica, pero la Gran Depresin en los Estados

Unidos puso punto final al aire acondicionado en los hogares.

Hasta despus de la Segunda Guerra Mundial las ventas de equipos domsticos no empezaron a tener

importancia en empresas y hogares.

Hasta la fecha la refrigeracin ha sido un campo que aun contina en desarrollo pues se intenta realizar

sistemas de refrigeracin cada vez ms eficientes y al menor costo.





4

Figura 1.1 Enfriadora centrfuga

1.2 Caractersticas del producto

Los productos marinos son altamente perecederos e inician su proceso de descomposicin tan pronto

mueren. Sin la adecuada proteccin, los procesos bacterianos enzimticos y qumicos reducen la vida

til del producto, causando perdidas y en el ltimo de los casos rechazo por su descomposicin. El

proceso de descomposicin se acelera por las altas temperaturas, por daos debidos a los golpes,

cortes y por la contaminacin. La clave en la preservacin de estos productos es el inmediato

enfriamiento despus de su recoleccin a temperaturas ligeramente arriba del punto de congelacin y

mantener esa temperatura hasta que de inicio su procesamiento de esta manera se impide la perdida de

sus propiedades. Los camarones, conocido tambin con los nombres de quisquillas o esquilas, son

crustceo decpodos marinos o de agua dulces, perteneciente al infraorden de los Caridea, de unos 10

a 15 centmetros de longitud, patas pequeas, bordes de las mandbulas fibrosos, cuerpo comprimido,

cola muy prolongada respecto al cuerpo, coraza poco consistente y color grisceo. Son relativamente

fciles de encontrar en todo el mundo, tanto en cuerpos de agua dulce como en agua salada. .(I)*.





5

Clasificacin cientficaReino: AnimaliaFilo: ArtrpodaSubfilo: CrustceaClase: MalacostrceaOrden: DecpodaSuborden: PleoceyemataInfra orden: Caridea

Figura 1.2 Clasificacin del camarn

1.2.1 Taxonoma

Pese a que el suborden Caridea de los crustceos decpodos es el que se asocia habitualmente con los

camarones, todos los crustceos del suborden Caridea son llamados camarones, aunque existan varias

especies cuyo nombre vulgar es camarn pero que no pertenecen a dicho suborden. Tambin ocurre

que todos los camarones "verdaderos" tiendan a ser clasificados como parte del orden decpodo, junto a

los cangrejos, las langostas y el kril. (II)*.





6

1.2.2 Relevancia como alimento

Figura 1.3 Camarn

Los camarones en sus diferentes especies son criaturas relativamente abundantes en los cuerpos de

agua dulce o salada en todo el mundo, lo cual los convierte en un importante recurso pesquero y

alimenticio. Prcticamente cada pas posee recetas y formas particulares para preparar y consumir estos

crustceos. Si existe algn punto en comn, es que para consumirlos se procede a su cocimiento y que

es comn que se elimine la cabeza, la coraza corporal, las aletas anteriores y posteriores, todas ellas

partes ricas en quitina y por ello indigestas.

Tambin es comn que se destripe antes de consumirlo, pues en este grupo de especies los intestinos

son fcilmente reconocibles, aun antes del cocimiento, como una lnea oscura que corre

longitudinalmente por la parte alta del cuerpo y cola.

Los mtodos tradicionales de enfriamiento y almacenamiento de los productos marinos incluyen el uso

de agua salada fra, hielo y una mezcla de agua hielo.

El agua salada fra proporciona generalmente medios temporales de refrigeracin, pero toma demasiado

tiempo llevar la temperatura del pescado hasta el nivel deseado y la concentracin de sal siempre es





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una preocupacin adicional. El hielo ha sido usado para controlar la temperatura de los productos por

ms de un siglo. El calor latente de fusin del hielo (335 kJ/kg) provee una alta capacidad de

enfriamiento. El hielo no slo mantiene el producto fro, sino tambin hmedo, brilloso, y adems prev

la deshidratacin. El hielo en bloque o hielo en bloque triturado, hielo en tubo, hielo en escamas y hielo

en placa son los tipos de hielo usados por dcadas en la acuacultura. Conforme ha incrementado la

demanda por una calidad superior en los productos, son necesarios mtodos ms avanzados de

preservacin para satisfacer las necesidades del mercado que en este caso se hace mas amplio.

Una limitante en el empleo del hielo convencional es la baja velocidad de enfriamiento sin importar que

el hielo se aplique directamente al producto o se mezcle con agua. El proceso de enfriamiento se ve

afectado bsicamente por el tamao de las partculas y la temperatura de distribucin de la mezcla

agua-hielo. La tabla muestra diferentes tipos de hielo. Las partculas grandes tienen un rea de

transferencia de calor ms pequea y menos uniforme. En consecuencia proveen menos enfriamiento.

Tipo de HieloHielo en bloque tritura

Dimensiones5-10 mm

Hielo en tubo

Hielo en fichaHielo en placaHielo en escamas

d: 50 mml: 40-50 mme: 12 mme: 3-20 mme: 8-16 mme: 1.5-12.5 mm

d = dimetro l = longitud e = espesor

Tabla 1.1 Tipos de Hielo

Formas diferentes de hielo presentan algunos otros retos a resolver, por ejemplo en el caso del hielo en

bloque triturado, hielo en placas presenta formas irregulares con puntas filosas que pueden daar la piel





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de ciertas especies. Por otro lado el hielo en escamas puede causar congelamiento parcial si se aplica

directamente, esto es debido a su subenfriamiento que sufri con anterioridad el producto. (III)*

1.2.3 Hielo-fluido

La alternativa al hielo convencional es tener hielo en micro partculas con dimensiones de 0.25 a 0.50

mm, las cuales pueden ser utilizadas ya sea en forma de hielo bombeable o como cristales secos. El

tamao pequeo de este tipo de hielo resulta en mejor rea de transferencia de calor comparado con

otros tipos de hielo para una cantidad determinada. Puede ser empacada dentro de un contenedor hasta

con una densidad de 700 kg/m3, tiene el factor de empacamiento ms alto entre todos los tipos de hielo

usados en la industria. Adems, la temperatura del hielo es menos subenfriado que el hielo fluido.

El hielo fluido puede ser bombeado al producto directamente del generador o de un tanque almacn. El

hielo fluido cubre el producto sin provocar ningn dao y de manera efectiva previene las bolsas de aire

que son muy comunes en los contenedores llenos con hielo en escamas o hielo triturado.

Los cristales del hielo fluido proveen un enfriamiento ms rpido que otros tipos de hielo o mezclas de

hielo-agua. Se ha reportado por la Industria Noruega de la Pesca que el hielo fluido con un contenido de

15 % de hielo puede enfriar 600 kg. de salmn en un tote de 12 a 1C en 35 minutos. Pruebas

desarrolladas por el.

Departamento de Industrias pesqueras y de los ocanos de Nueva Escocia indican que el hielo fluido

con una concentracin de hielo del 30 % poda proporcionar aproximadamente 1.5C ms abajo en la

temperatura que el hielo en escamas aplicado en bacalao fresco-destripado aplicando as nuevas

tcnicas de enfriamiento para la conservacin de los productos que son capturados en el mar.

La desventaja del hielo fluido comparado con el resto de los tipos de hielo es el alto costo de la mquina

generadora. Sin embargo las mquinas generadoras de hielo son ms compactas, slo 60 % o menos

del peso y volumen en comparacin con otros tipos de generadores. Las mquinas generadoras de hielo





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fluido consumen de 30 % hasta 40 % menos energa que las mquinas generadoras de hielo en

escamas con esto se logra una disminucin notable en el consumo de energa que el sistema de

refrigeracin proporcionara y que en captulos posteriores procederemos a calcular .(IV)*

1.2.4 Aplicaciones

El hielo fluido se ha usado en diferentes operaciones de acuacultura, incluyendo enfriamiento y

almacenamiento, distribucin y procesamiento (lavado, clasificado, eviscerado y empacado). En la

actualidad se usa en el procesamiento de varias especies incluyendo el camarn y el salmn esto debido

a sus propiedades de conservacin para productos pesqueros aplicado ampliamente.

(V)*.

1.2.5 Granjas de Camarn

El control de calidad es especialmente importante cuando el camarn es removido de las aguas de la

granja para su proceso. El mtodo tradicional de empacar el camarn una capa de hielo se coloca en

el fondo del ttem, una ms en medio y una capa final sobre el camarn- frecuentemente resulta daino

para la carne. Toda la presin es colocada en la capa inferior del camarn, causando que los jugos sean

sueltos en el hielo. El uso del hielo fluido da por resultado grades mejoras. Durante la cosecha, el

camarn cosechado a una temperatura de 24 a 27 C puede ser enfriado a una temperatura de -2C en

menos de cinco minutos dentro de totes aislados esto debido al equipo que se maneja para este sistema

de enfriamiento.

Los cristales del hielo en la mezcla acta para suspender el camarn, as se reducen las contusiones y

daos. El almacenamiento y transportacin del camarn en estos totes no slo prev el dao y mantiene

la frescura, sino tambin mejora la produccin en un 2 % a 3 %. El agua salada en el hielo fluido se ha

usado con xito en el proceso de maduracin del camarn. (VI)*.





10

1.2.6 Zonas de pesca de camarn en Mxico

La calidad y vida til de los productos marinos depende de una adecuada manipulacin desde el

momento de la cosecha. Los pasos claves para su preservacin son el enfriamiento inmediato cerca del

punto de congelacin y evitar los daos en el producto. Las velocidades de enfriamiento aumentan con

la disminucin del tamao de partcula. Los sistemas de hielo fluido utilizan pequeas partculas de hielo

en una suspensin de agua para maximizar las velocidades de enfriamiento y evitar el dao al producto.

Desde hace varios aos, Mxico realiza esfuerzos para resolver este problema, sin embargo, estudios

efectuados para prever los incrementos en la demanda y oferta de los alimentos indican un gran dficit

para los prximos aos.

Uno de los programas que han recibido mayor impulso en el pas es el "Programa de Desarrollo

Pesquero", por considerarse que los recursos acuticos pueden ser una fuente importante de alimentos,

as como generar empleos que permitan a la poblacin contar con ms dinero para adquirir este tipo de

comida.

La Repblica Mexicana posee 11 592.77 kilmetros de costas, de los cuales 8475.06 corresponden al

litoral del Pacfico y 3 117.71 al del golfo de Mxico y mar Caribe, incluyendo islas; su plataforma

continental es de aproximadamente 394 603 km, siendo mayor en el golfo de Mxico; adems cuenta

con 12 500 km de lagunas costeras y esteros y dispone de 6 500 km de aguas interiores, como lagos,

lagunas, represas y ros.

Al establecerse en 1976 el rgimen de 200 millas nuticas de "zona econmica exclusiva", quedan bajo

jurisdiccin nacional 2 946 885 m de regin marina nacional. (VII)*.





11

Figura 1.5 Zonas pesqueras de camarn en Mxico

1.2.7 Caractersticas geogrficas de Mxico.

Por la ubicacin geogrfica del pas, sus aguas ofrecen medios muy diversos para las distintas especies

de organismos acuticos debido a la variabilidad de climas y de condiciones ecolgicas, la cual es

mayor en las aguas marinas; esto permite que en los mares de Mxico se encuentren especies de

climas templado, clido y fro, de fondo y superficie, costeras y de alta mar, regionales y migratorias, y

de todas las transiciones entre estos tipos extremos.





12

La plataforma continental presenta un declive suave y su profundidad normalmente no excede los 200

metros; es una zona de gran riqueza bitica. En el golfo de Mxico alcanza gran extensin frente a

Campeche y Yucatn. (VIII)*.

Tabla 1.2 rea de la plataforma continental de las costas mexicanas (km2)

En general, los ecosistemas de las zonas tropicales se caracterizan porque en ellos vive una gran

diversidad de especies y no se encuentra alguna que domine por su abundancia; esto sucede en las

aguas que baan las costas mexicanas, lo que ofrece al pas ventajas que han permitido establecer

grandes pesqueras comerciales, principalmente en el golfo de California, en la costa occidental de la

pennsula de Baja California, en la sonda de Campeche, as como pesqueras tropicales a lo largo de

todos sus litorales.

En estas aguas se aprovechan 305 especies diferentes, y algunos investigadores han calculado que

existen 1 200 especies posibles de ser capturadas. La utilizacin de estas especies se ha incrementado





13

paulatinamente; en los aos 60 a 70 tenan importancia econmica solamente 20 especies de peces, 2

de crustceos y 2 de moluscos; en la actualidad ha aumentado el aprovechamiento de especies de

peces pelgicos y demersales, que llegan a alcanzar ms del 50% de la captura total nacional y

diversifican la pesca en cuanto a nuevos recursos.

Las principales especies que forman la captura mexicana son para consumo humano directo; esta

captura se compone de peces seos, como el guachinango, el mero y el atn; de elasmobranquios: el

tiburn y el cazn; de crustceos: los camarones y las langostas; y de moluscos: el abuln y el ostin.

Para consumo indirecto estn las algas, las anchovetas las sardinas y la fauna de acompaamiento,

entre otras.

Adems existen otros recursos potenciales que ofrecen las aguas marinas mexicanas como son peces

de fondo, peces picudos, mejillones y almejas, esponjas, corales, etctera. De los reptiles como la

tortuga y de los mamferos como la ballena, se deber tener cuidado al programar sus pesqueras para

evitar el explotarlos desordenadamente y ponerlos en peligro de extincin.

En los ros, lagos y represas del pas, se localizan especies importantes para la pesca. Se hacen

pesqueras comerciales en los ros, principalmente en los estados de Tabasco y Veracruz; y en los

lagos en Chapala, Ptzcuaro, Cuitzeo, Zirahun y Catemaco. Entre las especies de peces utilizadas

estn los bagres, el bobo, las carpas, los charales, el pescado blanco, las tilapias y las truchas, adems

de almejas, tortugas, cocodrilos, etctera. La diversidad de especies no representa un obstculo como

tal, ya que mediante una adecuada flexibilidad en las tcnicas de captura, industrializacin y

comercializacin se pueden obtener ventajas, ampliando el nmero de organismos que se aprovechen.

Las especies cuya captura se ha incrementado sensiblemente son la sardina, la anchoveta y los

tnidos, y se han desarrollado nuevas pesqueras, como las del calamar, bacalao y merluza, peces

picudos, en las cuales se utilizan nuevos barcos pesqueros, arrastreros y palangreros.





14

Gracias al impulso que se le ha dado al "Plan Nacional de Desarrollo Pesquero", la captura se

increment notablemente: en 1970 el total capturado fue de 254 000 toneladas; para 1975, de 525 000

toneladas; en 1980, 1 257 148 toneladas; en 1985, de 1 255 888; en 1987,1 464841 toneladas y en

1992, 1 246 425, habindose obtenido una tasa anual de crecimiento importante, lo que confirma el

dinamismo de la actividad y ubica al sector pesca como uno de los de ms rpido crecimiento en la

economa nacional. La poblacin de pescadores de Mxico es ms numerosa y productiva en el

noroeste, es decir, en las costas de Baja California, Sonora, Sinaloa y Nayarit, y es menor en el resto

del litoral del ocano Pacfico, en los estados de Jalisco, Colima, Michoacn, Guerrero, Oaxaca y

Chiapas.

En el Atlntico, la poblacin es menos numerosa; el mayor nmero de pescadores se encuentra en los

estados de Tamaulipas, Veracruz y Campeche, y el menor en Tabasco Yucatn y Quintana Roo.

Figura 1.6 Produccin pesquera en Mxico





15

El sector pesquero en Mxico est integrado por el sector social, el sector privado y el sector pblico,

que en total forman una poblacin ocupada por 217 212 personas.

Las sociedades cooperativas de produccin pesquera que integran el primero de estos sectores tenan

reservadas las ocho especies de mayor valor en la pesca comercial: camarn, langosta, abuln, almeja

pismo, ostin, totoaba, cabrilla y tortuga; y su produccin en 1987 fue de 433 353 toneladas.

A partir de 1977 el sector social enfoc sus actividades hacia las especies de consumo popular. En la

actualidad, estas especies ya son manejadas por el sector privado. (XIX)*.

Figura 1.7 Estados pesqueros de camarn en Mxico





16

1.3 Conceptos fundamentales de termodinmica

Termodinmica: Es una rama de la ciencia que trata sobre la accin mecnica del calor. Hay ciertos

principios fundamentales de la naturaleza, llamados leyes de la termodinmica, varios de los cuales son

bsicos para el estudio de la refrigeracin.(X)*.

Ley cero de la termodinmica: Cuando los sistemas estn en equilibrio mutuo, comparten una

determinada propiedad. Esta propiedad se puede medir, y se le puede asignar un valor numrico

definido. Una consecuencia de ese hecho es el principio trmico de la termodinmica, que afirma que si

son sistemas distintos estn en equilibrio termodinmico son un tercero tienen que estar en equilibrio

entre s. Esta propiedad compartida en equilibrio es la temperatura.(XI)*.

Figura 1.8 Sistema A, B y C en equilibrio trmico

Primer principio de la termodinmica: El primer principio es una ley de conservacin de la energa.

Afirma que, como la energa no puede crearse ni destruirse dejando a un lado las posteriores

ramificaciones de la equivalencia entre masa y energa- la cantidad e energa trasferida a un sistema en

forma de calor mas la cantidad de energa igual al aumento de la energa interna del sistema. El calor y

el trabajo, son mecanismos por los que los sistemas intercambian energa entre s.(XII)*.





17

Figura 1.9 Ley de la Conservacin de la energa

Segundo principio de la termodinmica: La segunda ley de la termodinmica da una definicin

precisa de una propiedad llamada entropa. La entropa se puede considerar como una medida de lo

prximo o que no se halla un sistema en equilibrio; tambin se puede considerar como una medida del

desorden (espacial y trmico) del sistema. La segunda Ley afirma que la entropa, o sea, el desorden de

un sistema aislado nunca puede decrecer. Por tanto, cuando un sistema aislado alcanza una

configuracin de mxima entropa, ya no puede experimentar cambios: ha alcanzado el equilibrio. La

naturaleza parece pues preferir el desorden y el caos. (XIII)*.

Entalpia.(Del prefijo en y del griego thalpein calentar), es una magnitud de termodinmica simbolizada

con la letra H, la variacin de entalpa expresa una medida de la cantidad de energa absorbida o cedida

por un sistema termodinmico, o, lo que es lo mismo, la cantidad de energa que tal sistema puede

intercambiar con su entorno. (XIV)*.





18

Entropa: Es una medida de lo prximo o cuando no se halla un sistema de equilibrio. Se utiliza para

algunas tecnologas de cifrado para introducir un grado de aleatoriedad en el proceso de cifrado. Un

valor de entropa que se utiliza con una clave para cifrar datos debe utilizarse tambin para descifrar

datos. (XV)*.

Fuerza: Es todo aquello que tenga tendencia a iniciar un movimiento de un cuerpo, hacer que cese

dicho movimiento o cambien de direccin. Tambin puede cambiar el tamao o forma de un cuerpo. La

fuerza ms conocida es el peso. El peso es una medida de la fuerza que ejerce la atraccin de la

gravedad sobre el mismo. (XVI)*.

Figura 1.10 El peso como medida de fuerza

Temperatura: Es una magnitud escalar que es una propiedad de todos los sistemas termodinmicos en

equilibrio trmico (o sea que no presentan intercambio de calor entre sus partes). En la escala

microscpica, la temperatura se define como el promedio de la energa de los movimientos de una





19

partcula individual por grado de libertad. Se refiere a las nociones comunes de calor o fro, por lo

general un objeto ms "caliente" tendr una temperatura mayor.(XVII)*.

Figura 1.11 Escalas de temperatura

Materia: Es el trmino para referirse a los constituyentes de la realidad material objetiva, entendiendo

por objetiva que pueda ser percibida de la misma forma por diversos sujetos. Se considera que es lo que

forma la parte sensible de los objetos perceptibles o detectables por medios fsicos.(XVIII)*.

Energa: El trmino energa tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una

capacidad para obrar, transformar, poner en movimiento.

En fsica, energa se define como la capacidad para realizar un trabajo.

En tecnologa y economa, energa se refiere a un recurso natural y la tecnologa asociada para

explotarla y hacer un uso industrial o econmico del mismo.





20

Tecnologa asociada para explotarla y hacer un uso industrial o econmico del mismo. (XIX)*.

Un rayo es una forma de transmisin de energa.

Sustancia pura: Se denomina sustancia pura (llamada as para distinguirla de una mezcla) aquel

sistema homogneo que posea un solo componente. Las sustancias puras pueden ser elementos o

compuestos. Tambin se refiere a la unin de uno o ms tomos iguales con interaccin qumica, es

decir, que se encuentran enlazados con fuertes lazos qumicos, que no es posible separar de manera

fsica. (XX)*.

Sistema: Un sistema es un conjunto ordenado de elementos interrelacionados e interactuantes entre s.

Estos conjuntos se denominan mdulos. El concepto de sistema tiene dos usos muy diferenciados, que

se refieren respectivamente a los sistemas de conceptos y a los objetos reales ms o menos complejos

y dotados de organizacin. Es el concepto central de la Teora de sistemas.(XXI)*.

Figura 1.12 Sistema





21

Volumen: El volumen es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo. La unidad de medida de volumen

en el Sistema Internacional de Unidades es el metro cbico, aunque temporalmente tambin acepta el

litro y el mililitro, en el sistema ingles se emplea ft (XXII)*.

Figura 1.12 Volumen del cubo unidad = 1 m3

Volumen especifico: El volumen especfico (v) es el volumen ocupado por unidad de masa de un

material. Es la inversa de la densidad. Se expresa en unidades de volumen sobre unidades de masa.

En el sistema internacional de unidades se expresa como m3 / kg. Ej. (XXIII)*.

Volumen especifico para un gas ideal: Todos los gases a presiones relativamente bajas obedecen a

una ecuacin de estado muy simple que da lugar a consecuencias sumamente importantes e igualmente

sencillas. Todo gas que satisfaga la ecuacin de estado presin-volumen especfico-temperatura de un

gas o mezcla de gases, algunas de las cuales son extremadamente complejas. Sin embargo, solamente

se explicarn algunas de las ms importantes.

RTpv

Se denomina gas ideal. En esta expresin p es la presin absoluta en N/m(Pa), v es el

volumen especifico en m/Kg, T es la temperatura absoluta en K, y R es la constante de gas en

j/kg k.(XXIV)*





22

Masa: La masa puede definirse como la cantidad de materia contenida en un cuerpo. No hay que

confundir sta con el peso del propio cuerpo, ya que este ltimo vara de un lugar a otro del espacio

segn el campo de gravedad en el que se encuentra inmerso. La unidad de medida es kg en el sistema

internacional lb (libras masa) en sistema ingls.(XXV)*.

Presin: Es la fuerza, ejercida por unidad de rea. Se puede describir como la medida de la intensidad

de la fuerza en un punto cualquiera sobre la superficie de contacto. Siempre que la fuerza se encuentre

distribuida uniformemente sobre un rea dada la presin en cualquier punto de la superficie, de contacto

es la misma, y puede calcularse dividendo la fuerza total aplicada entre el rea total obre la cual se

aplica la fuerza. Esta relacin se aplica con la siguiente ecuacin:

P= F/A

P= Presin expresada en unidades de fuerza por unidad de rea.

F= Fuerza total expresada en unidades fuerza cualesquiera.

A= rea total expresada en unidades de rea cualesquiera. (XXVI)*.

Figura 1.13 Presin





23

Presin atmosfrica: El aire tiene peso y por consecuencia ejerce una presin sobre la superficie de la

tierra, a esta presin se le conoce como presin atmosfrica.

El peso de una columna de aire con una seccin trasversal de 1cm2 de la superficie de la tierra a nivel

del mar es de 1.033kg. Por lo tanto a presin de la atmsfera (aire) sobre la superficie a nivel del mar

da como resultado 1.033kg/cm2 o 14.6961b/pul2 entendiendo este valor como la presin atmosfricas

normal a nivel del mar.

En realidad esta presin vara dependiendo entonces de la temperatura, humedad y algunos otros

factores. Un factor trascendente es la altura sobre el nivel del mar, teniendo as un a relacin de que a

mayor altura menor presin atmosfrica.(XXVII)*.

Figura 1.14 Presin Atmosfrica

Presin manomtrica: Es la presin a la que se encuentra un fluido dentro de un recipiente. Esta

presin se lee en el manmetro (XXVIII)*

Presin absoluta: Se entiende como presin total o real de un fluido y esta se da por la suma de la

presin atmosfrica ms la presin manomtrica.(XXIX)*.





24

Estado de la materia: La materia puede existir en tres fases o estados de agregacin; slido, lquido y

gaseoso. Muchos materiales, bajo las condiciones de presin y temperatura apropiadas pueden existir

en cualquiera de las formas fsicas de la materia. La cantidad de energa que poseen las molculas de

la materia determina no solo la temperatura sino tambin el estado fsico as como su temperatura.

(XXX)*.

Figura 1.15 Estados de la materia

Calor: Es una forma de energa, por lo tanto se puede convertir en otra forma de energa y

recprocamente otras formas de energa se pueden convertir en calor. El concepto popular de calor es

que este es la energa interna de un cuerpo pero desde el punto de vista termodinmico, se define como

energa de transicin de un cuerpo a otro como resultado de una diferencia de temperaturas entre

ambos.(XXXI)*.

Conduccin: Es el flujo de calor a travs de una sustancia. Para que haya transmisin de calor entre

dos cuerpos en esta forma, se requiere contacto fsico real. La conduccin es una forma de transmisin

de calor eficiente.

En los slidos, la nica forma de transferencia de calor es la conduccin. No se comprende en su

totalidad el mecanismo exacto de la conduccin de calor en los slidos, pero se cree que se debe, en





25

parte, al movimiento de los electrones libres que transportan energa cuando exista una diferencia de

temperatura. Esta teora explica porque los buenos conductores elctricos tambin tienden a ser buenos

conductores del calor.(XXXII)*.

Figura 1.16 Conduccin

Conveccin: Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un lquido o un gas, es casi

seguro que se producir un movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte del

fluido a otra por un proceso llamado conveccin. El movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Si

se calienta un lquido o un gas, su densidad (masa por unidad de volumen) suele disminuir. Si el lquido

o gas se encuentra en el campo gravitatorio, el fluido ms caliente y menos denso asciende, mientas

que el fluido ms fro y ms denso desciende. Este tipo de movimiento debido exclusivamente a la no

uniformidad de la temperatura del fluido, se denomina conveccin natural.

La conveccin forzada se logra sometiendo al fluido a un gradiente de presiones, con lo que se fuerza

su movimiento de acuerdo a las leyes de la mecnica de fluidos.(XXXIII)*.





26

Figura 1.17 Conveccin libre y forzada

Radiacin: Es la transmisin de calor por ondas similares a las ondas de radio, un ejemplo de radiacin

es la transmisin de energa solar a la Tierra. Existe poca radiacin a bajas temperatura, tambin

cuando la diferencia de temperaturas entre los cuerpos es pequea, por lo tanto, la radiacin tiene poca

importancia en el proceso de refrigeracin. Sin embargo, la radiacin al espacio o al producto refrigerado

por agentes exteriores, particularmente el sol, puede ser un factor importante en la carga de

refrigeracin.

La aplicacin tpica de refrigeracin es una combinacin de los tres procesos citados anteriormente. La

transmisin de calor no puede tener lugar sin que exista una diferencia de temperatura. (XXXIV)*.

Figura 1.18 Radiacin

CALOR ESPECIFICO: Es la cantidad de calor requerido para cambiar la temperatura de la unidad de

masa de un material cualesquiera en un grado.(XXXV)*.





27

CALOR SENSIBLE: Cuando el calor absorbido o entregado por un material causa o acompaa un

cambio en la temperatura del material sin un cambio fsico. (XXXVI)*.

CALOR LATENTE: Cuando el calor absorbido o entregado por un material produce un cambio fsico del

material y no tiene efecto alguno sobre la temperatura del mismo. (XXXVII)*

CALOR TOTAL: Es una condicin particular, es la suma de todo el calor sensible y el calor latente

requeridos para llevar un material a esa condicin. Comnmente es conocido como entalpa.(XXXVIII)*.

CALOR LATENTE DE FUSION: Bajo un cambio de estado, la mayora de las sustancias tendrn un

punto de fusin, en el cual, ellas cambiaran de un slido a un lquido sin algn incremento de

temperatura.

En este punto, si la sustancia esta en estado lquido y el calor se retira de ella, la sustancia se solidificara

sin un cambio en su temperatura. El calor envuelto en uno u otro de esos (cambio de un slido a un

lquido, o de un lquido a un slido), sin un cambio de temperatura se conoce como calor latente de

fusin.(XXXIX)*.

CALOR LATENTE DE EVAPORACIN: Para cambiar una sustancia de lquido a vapor y de vapor a

lquido se requiere calor latente de vaporacin. Puesto que la ebullicin es solo un proceso de acelerado

de vaporacin, este calor tambin puede llamarse calor latente o de ebullicin, calor latente de

evaporacin, o, para el proceso contrario, calor latente condensacin. Cuando 1 kilo (1 libra) de agua

hierve o se evapora, absorbe 539 kcal. (970 BTU) a una temperatura constante de 100 C (212 F) al

nivel del mar, igualmente, para condensar 1 kilo (1 libra) de vapor deben sustraerse 539 kcal. (970BTU).

Debido a la gran cantidad de calor latente que interviene en la evaporacin y en la condensacin, la

transmisin de calor puede ser muy eficiente mediante este proceso. Los mismos cambios de estado que

afectan al agua se aplican tambin a cualquier lquido aunque a diferentes presiones y temperaturas.





28

La absorcin de calor para cambiar un lquido a vapor y la sustraccin de este calor para condensar

nuevamente el vapor, es la clave para todo el proceso de la refrigeracin mecnica y la transmisin del

calor latente requerido, es el instrumento bsico de la refrigeracin.(XL)*.

Figura 1.19 Calor latente de evaporacin

CALOR LATENTE DE SUBLIMACIN: El proceso de sublimacin es el cambio directo de un slido a

vapor sin pasar por el estado lquido, que puede ocurrir en algunas sustancias. El ejemplo ms comn

es el uso del hielo seco o sea bixido de carbono para enfriar. El mismo proceso puede ocurrir con

hielo debajo de su punto de congelacin, y se utiliza tambin en algunos procesos de congelamiento a

temperaturas extremadamente bajas y altos vacos.

El calor latente de sublimacin es igual, a la suma del calor latente de fusin ms el calor latente de

evaporacin. (XLI)*.

TONELADA DE REFRIGERACIN: La tonelada de refrigeracin puede definirse como la cantidad de

calor latente absorbida por la fusin de una tonelada corta de hielo (slido puro) en 24 hrs; puesto que el





29

calor latente de fusin de 1lb de hielo es de 144BTU, el calor latente de una tonelada (1000 lb) SERA

144 x 2000, O SEA, 288000 BTU/DA. Por lo tanto el calor equivalente de derretir 2000 lb de hielo a 32

F en 24 hrs.

Para obtener el calor por hora es necesario dividir entre 24 horas, lo cual da una cantidad de 12000

BTU/hora, que a su vez recibe el nombre de tonelada de refrigeracin.

Puesto que el calor latente del hielo en el sistema mtrico es de 80 kcal y que una tonelada americana

es igual a 907.185 kilos, la tonelada de refrigeracin es igual a 3.024 Kcal/hora. (XLII)*.

REFRIGERANTE: Son compuestos qumicos que son alternativamente comprimidos y condensados a la

fase liquida y luego se les permite expandir vapor o gas cuando son bombeados a travs del sistema de

un ciclo de refrigeracin mecnica.

Su aplicacin es muy fuerte en el rea industrial y de investigacin, tambin desarrollndose en reas

comerciales. Este proceso trata de la preservacin de los productos alimenticios en su caracterstica

condicin muy crtica.(XLIII)*

Figura 1.20 Refrigerantes





30

TEMPERATURA DE SATURACIN: Saturacin es la condicin de temperatura y presin en la cual el

lquido y el vapor pueden existir simultneamente. Un lquido o vapor esta saturado cuando est en su

punto de ebullicin (para el nivel del mar, la temperatura de saturacin del agua es de 100 C o 212 F).

A presiones ms altas la temperatura de saturacin aumenta, y disminuye a temperaturas ms

bajas.(XLIV)*.

VAPOR SOBRECALENTADO: Cuando un lquido cambia a vapor, cualquier cantidad adicional de calor

aumentar su temperatura (calor sensible), siempre y cuando la presin a la que se encuentre expuesto

se mantenga constante. El termino vapor sobrecalentado se emplea para denominar un gas cuya

temperatura se encuentra arriba de su punto de ebullicin o saturacin. (XLV)*.

Figura 1.21 Ciclo Rankine

LIQUIDOS SUBENFRIADO: Cualquier lquido que tenga una temperatura inferior a la temperatura de

saturacin correspondiente a la presin existente, se dice que se encuentra subenfriado. El agua a

cualquier temperatura por debajo de su temperatura de ebullicin (a 100 C al nivel del mar) est

subenfriada. (XLVI)*





31

PUNTO DE EBULLICIN: Es la capacidad de una sustancia para absorber calor latente bajo

condiciones estndar de presin y temperatura (a nivel del mar). (XLVII)*.

En el caso del agua, su punto de ebullicin son los 100C. en ese estado.

Figura 1.22 Punto de ebullicin

PUNTO DE FUSIN. El punto de fusin se refiere a la temperatura ms alta que puede alcanzar un

slido y una vez que llega a ese nivel su temperatura no puede aumentar ms en ese estado, por lo que

cambia de solido a liquido.(XLVIII)*.

Figura 1.23 Punto de ebullicin





32

DENSIDAD: La densidad de una sustancia se define como el peso por unidad de volumen y se expresa

normalmente en gramos/centmetros cbicos (libras por pie cbico). La densidad del gas puede variar

grandemente con los cambios de presin y temperatura. Por ejemplo el vapor de agua a 3.5 Kg/cm2 (50

PSIA) de presin y 138 C (281 F) de temperatura es tres veces ms pesado que el vapor a 1.03

Kg/cm2 (14.7 PSIA) de presin a 100 C (212 F).(XLIX)*.

Figura 1.24 Densidad

DENSIDAD RELATIVA: La densidad relativa o aparente expresa la relacin entre la densidad de una

sustancia y la densidad del agua, resultando una magnitud adimensional. La densidad del agua tiene un

valor de 1 kg/l a las condiciones de 1 atm y 4 C equivalente a 1000 kg/m3. Aunque la unidad en el

SI es kg/m3, tambin es costumbre expresar la densidad de los lquidos en g/cm3.(L)*.

Carta psicromtrica. La carta psicomtrica es la representacin grafica de las propiedades de la mezcla

de aire con vapor saturado, con ella se pueden analizar grficamente las propiedades psicromtricas y

se facilita la solucin de diferentes problemas (Diagrama 24). (LI)*.





33

Su utilizacin es bsica en el rea de acondicionamiento de aire, aunque tambin tiene aplicaciones

dentro de la refrigeracin.

Composicin de la carta psicromtrica:

Figura 1.25 Carta psicromtrica

La carta psicomtrica muestra la relacin entre las propiedades del aire que son:

Temperatura de bulbo seco.

Temperatura de bulbo hmedo.

Temperatura de roco.

Humedad absoluta especfica.

% de humedad relativa.

Volumen especifico.

Entalpa calor sensible.

Entalpa calor latente.

Entalpa calor total.




CAPITULO 1

Flujo msico. En Fsica, es la diferencial de la masa respecto al tiempo. Esto ocurre dentro de un

sistema termodinmico, cuando, un

Donde:

= Gasto msico

= Densidad del fluido

V = Velocidad del fluido

A = rea del tubo corriente

De otra forma, es la rapidez con que fluye la

por:

Flujo volumtrico: Es la cantidad de fluido que pasa por determinado elemento en la unidad de tiempo.

Normalmente se identifica con el flujo volumtrico o volumen que pasa por una rea dada en la unidad

de tiempo. (LIII)*.

Diagrama de Mollier: Diagrama que muestra el recorrido que realiza el refrigerante a travs del sistema.

Estos diagramas son fciles de entender y sirven como una

comprender el funcionamiento de un sistema de refrigeracin.

1-2 Evaporador.

2-3 Compresor.

3-4 Condensador.

4-1 Vlvula de Expansin




34

, es la diferencial de la masa respecto al tiempo. Esto ocurre dentro de un

, cuando, un fluido atraviesa por un rea en un tiempo determinado (

con que fluye la masa. El Flujo de masa, de igual forma, se establece

=

: Es la cantidad de fluido que pasa por determinado elemento en la unidad de tiempo.

flujo volumtrico o volumen que pasa por una rea dada en la unidad

Diagrama que muestra el recorrido que realiza el refrigerante a travs del sistema.

Estos diagramas son fciles de entender y sirven como una herramienta valiosa para analizar y

comprender el funcionamiento de un sistema de refrigeracin.(LIV)*.

GENERALIDADES

, es la diferencial de la masa respecto al tiempo. Esto ocurre dentro de un

determinado (LII)*.

igual forma, se establece

: Es la cantidad de fluido que pasa por determinado elemento en la unidad de tiempo.

flujo volumtrico o volumen que pasa por una rea dada en la unidad

Diagrama que muestra el recorrido que realiza el refrigerante a travs del sistema.

herramienta valiosa para analizar y





35

Figura 1.26 Diagrama de Mollier

Efecto refrigerante. Se le llama efecto refrigerante a la cantidad de calor que cada unidad de masa

refrigerante absorbe del espacio refrigerado. Por ejemplo, cuando se derrite una libra de hielo, absorber

del aire de los alrededores y de los objetos adyacentes una cantidad de calor igual a su calor latente de

fusin. Si el hielo Se funde a 32F absorber 144 Btu/lb, de modo que el efecto refrigerante de 1 lb. de

hielo es 144 Btu.(LV)*




CAPITULO II

MARCO TEORICO




CAPITULO 2 MARCO TEORICO

37

2.1 Descripcin del proyecto prospectivo

Las necesidades de fro en la mitad sur de Mxico durante todo el ao, sobretodo en zonas tropicales,

supone un enorme coste energtico, para la obtencin del confort deseado en nuestros hogares pero

principalmente en el campo comercial, se estima una media por cmara frigorfica para la conservacin

de camarn, del orden de 120 KW/da, que en nuestro pas supone una factura elctrica muy elevada

para este tipo de zonas tropicales todo el ao.

Figura 2.1 Mapa del Estado de Campeche

Tambin merece destacar las posibilidades de mejorar el sistema para este tenga una gran capacidad

de congelacin de una manera ms eficiente, segura pero sobretodo econmica.

El desarrollo del proyecto est basado en un sistema que mediante proceso termodinmico permite la

impulsin de fluidos a travs de la energa trmica. Esta impulsin de fluidos (refrigerante) nos permitir

que exista intercambio de calor, y con ello llevar el producto a la temperatura de diseo o requerida. Es

as que nuestro proyecto prospectivo consiste en disear una cmara frigorfica. Como este es un

proyecto tcnico de diseo donde se necesita el clculo de los equipos de refrigeracin y/o instalaciones





38

de refrigeracin con lo cual pretendemos conservar en buen estado un producto perecedero (camarn),

llevndolo a un punto de congelacin, de acuerdo a la metodologa de diseo, incidiendo principalmente

en los criterios de un sistema de refrigeracin por compresin de vapores basndonos principalmente en

los conocimientos adquiridos en clase.

2.2 Objetivo general

El estudio detallado de las caractersticas y particularidades que se dan en los barcos de pesca revela

que en ellos se requiere la produccin de fro para la conservacin y/o congelacin del camarn. Al ser

muy costoso esto, al llegar a la costa se requieren sistemas de refrigeracin y cmaras frigorficas para

la conservacin del mismo.

Conforme a la realizacin de este proyecto, el objetivo general, es congelar un alimento perecedero para

mantenerlo en buen estado, el cual pueda ser comestible para la comunidad antes mencionada. Adems

de que este producto es un alimento muy demandado en el estado de Campeche, en general, en todo el

pas.

Para ello, analizaremos y llevaremos a cabo los siguientes puntos:

- Clculo y seleccin de un sistema de refrigeracin por compresin de vapor.

- Seleccin de los equipos de refrigeracin.

Como hemos visto, los objetivos, no solo incluyen el aspecto de la cmara y el sistema de refrigeracin,

tambin debemos hacer un anlisis de sobre la conservacin del camarn, para ello tomamos en cuenta

los siguientes puntos:

- Almacenaje de Alimentos en refrigeracin.

- Condiciones de almacenamiento.

- Clculo del tiempo de congelacin de alimentos.





39

Otro aspecto muy importante a considerar es el diseo de las cmaras frigorficas, para lo cual haremos

el clculo y diseo de las mismas considerando los siguientes factores:

- Aislantes. Caractersticas y tipos.

- Carga de pre-enfriamiento y enfriamiento.

2.3 Viabilidad

La forma de llevar a cabo este proyecto, es real. Teniendo en cuenta todos los factores que involucran

ha este, de tal manera que el proyecto aqu presentado se puede realizar, construir y calcular, ya sea

para una empresa interesada por individuo que lo necesite. Nuestro proyecto ser calculado y

diseado, para armar una cmara, un frigorfico u espacio donde podamos mantener congelado un

producto perecedero, que en este caso es camarn.

Para llevarlo a la realidad no se debe dejar pasar un concepto muy importante el cual es el costo-

beneficio, gastos y otros. Lo que necesitamos es un capital o inversin, la cual nos permita desarrollarlo

de la mejor manera para proporcionar un beneficio a esta comunidad. El anlisis del sistema pone de

manifiesto que las posibilidades reales de utilizacin de estos sistemas es viable. Sin embargo, tambin

han permitido detectar ciertas deficiencias que requieren ser mejoradas para alcanzar el rendimiento y el

comportamiento ptimo del sistema.

En comparacin con otros proyectos que hemos visto en la zona de Campeche, vemos que los sistemas

son pocos, debido a que son muy costosos, entonces con este proyecto realizaremos un sistema de

refrigeracin y diseo de cmara que nos permita congelar al menor costo para la distribucin en todo el

pas y es por eso que el proyecto es viable, solo se necesita cierto capital de inversin que a corto plazo

se amortizar.





40

2.4Metodologa

Para el proyecto de un sistema de refrigeracin para congelar camarn primero tendremos que conocer

factores como la temperatura de congelacin del camarn. En base a este dato podremos proponer la

temperatura requerida o de diseo del espacio que en donde estar contenido el camarn.

Otro aspecto muy importante que no debemos olvidar es que disearemos el espacio en base a la

temperatura crtica de verano de la ciudad de Campeche.

Una vez bien determinados estos datos procedemos a hacer el clculo de la carga trmica por los

diferentes conceptos:

I. Carga trmica generada por la transmisin a travs de paredes.

II. Carga trmica generada por el producto.

III. Carga trmica generada por alumbrado y equipo.

IV. Carga trmica generada por infiltraciones.

V. Carga trmica generada por ocupantes.

VI. Carga trmica generada por efecto solar.

Para el clculo de la carga trmica generada por la transmisin a travs de paredes debemos conocer el

coeficiente especfico de conductividad trmica del material que constituye la pared, as como el tipo de

material que se utilizara y la conductancia de la capa superficial del aire.

Para el clculo de la carga trmica generada por el producto sabemos que haremos un proceso de

congelacin. En el caso de la carga trmica generada por alumbrado, equipo y ocupantes haremos uso

de modelos matemticos muy sencillos que nos permitirn conocer el valor de esta carga trmica,

Posteriormente, en base al diseo de la cmara o espacio de refrigeracin, calcularemos todos los

parmetros por infiltracin.

Para este caso necesitaremos conocer algunos parmetros que obtendremos de la carta psicromtrica y

que son:





41

1. Temperatura de bulbo seco (Tbs)

2. Temperatura de bulbo hmedo (Tbh)

3. Temperatura de roco (Tr)

4. Humedad absoluta o especifica (ha)

5. Por ciento de humedad relativa (% HR)

6. Volumen especifico (v/m)

7. Entalpa total o calor especifico (BTu /lbm)

8. Contenido especifico de calor sensible

9. Contenido especifico de calor latente.

No se realizara el clculo de la carga trmica generada por efecto solar debido a que la cmara

frigorfica se encontrara dentro de una bodega. As pues, sabiendo la carga trmica que debe generar el

sistema de refrigeracin por compresin de vapores, haremos el anlisis del sistema porque es

necesario conocer los niveles, de presin, la relacin de compresin, el efecto refrigerante, la velocidad

de flujo msico, la potencia del compresor, el coeficiente de rendimiento, la temperatura de descarga del

compresor y el volumen desplazado por el compresor y el desprendimiento de calor en el condensador

para hacer una muy buena seleccin del equipo. Estos datos nos servirn para poder seleccionar el

refrigerante mas apropiado para utilizar en el sistema, adems para saber si utilizaremos un sistema con

subenfriamiento, con sobrecalentamiento o subenfriamiento con sobrecalentamiento, haciendo los

clculos lo haremos una comparacin para saber qu es lo ms adecuado.

2.5 Los sistemas de refrigeracin, su integracin, funcionamiento y aplicacin

2.5.1 Antecedentes

El avance en las tcnicas de cultivo llev a la humanidad a la necesidad de conservar sus alimentos y a





42

idear mtodos para producir fro, uno de los primeros mtodos que utiliz fue almacenar trozos de hielo

que traan de montaas y que guardaban en pozos tapados con madera donde ponan sus alimentos.

La primera mquina de refrigeracin se patent en 1834 por Jacob Perkins. Se trataba de una mquina

de absorcin que utilizaba ter. As pues, esta sustancia tendra el privilegio de ser el primer refrigerante

industrial. En 1867 se utiliz el dixido de carbono (CO2) como refrigerante en la compresin de vapor y

en 1873 se hizo lo mismo con el amoniaco (NH3). En 1928 Thomas Midgley junto a Henne y McNary

identificaron y sintetizaron el diclorodifluorometano, Cl2F2C (R-12), el cual para el uso de la poca no

daaba el ambiente, y no era inflamable. Con esto la refrigeracin alcanz infinidad de aplicaciones. Hoy

en da se busca utilizar refrigerantes que no sean clorofluorocarbonados para evitar el deterioro en la

capa de ozono. (LVI)*

2.6 Refrigeracin por absorcin

Faraday conoca que el cloruro de plata tiene la capacidad de absorber el amoniaco gaseoso. Expuso

cierta cantidad de cloruro de plata pulverizado al amoniaco gaseoso hasta que absorbi todo el que

poda retener. El polvo cargado de amoniaco se coloc posteriormente en un tubo de ensaye sellado

con forma de V invertida. Cuando se aplic calor se produjo el desprendimiento de vapores de

amoniaco. Los vapores se enfriaron posteriormente sumergiendo el otro extremo del tubo en un

recipiente con agua fra. El agua sirvi como agente de remocin de calor del amoniaco gaseoso.

Conforme los vapores de amoniaco entraron al extremo enfriado del tubo de ensaye, se formaron gotas

de amoniaco lquido. Una vez eliminada la aplicacin de calor y del agua de enfriamiento el amoniaco

lquido comenz a burbujear y a hervir, regresando de nuevo al estado de vapor, el cual fue absorbido

nuevamente por el cloruro de plata. Cuando Faraday toc el extremo del tubo de ensaye que contena

amoniaco lquido encontr que estaba bastante fro. Se haba producido la ebullicin del lquido sin la

aplicacin notable de una fuente de calor. A pesar de lo tosco que pudiera parecer este experimento, en

la actualidad se utilizan los mismos principios en los sistemas de refrigeracin por absorcin. El francs





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Ferdinand Carr invent y patent el sistema de refrigeracin por absorcin de operacin continua, que

patent en los Estados Unidos de Norteamrica en 1860.

2.7 Tipos de refrigeracin

En la actualidad existen 5 tipos de aplicaciones de la refrigeracin, los cuales son:

Domestica

Comercial

Industrial

Aire acondicionado

Marina (LVII)*

2.7.1 Refrigeracin domstica.

El campo de la refrigeracin domstica esta limitada principalmente a refrigeradores y congeladores

caseros. Las unidades domsticas generalmente son de tamaos pequeos teniendo

capacidades de potencia que fluctan entre 1/20 y HP. (LVIII)*

Figura 2.2 Refrigerador domstico





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2.7.2 Refrigeracin comercial

La refrigeracin comercial se refiere al diseo, instalacin y mantenimiento de unidades de

refrigeracin del tipo que se tienen en establecimientos comerciales para su venta al menudeo,

restaurantes, hoteles e instituciones que se dedican al almacenamiento, exhibicin,

procesamientos y a la distribucin de artculos de comercio perecederos de todos tipos. (LIX)*.

Figura 2.3 Refrigerador comercial

2.7.3 Refrigeracin industrial

La refrigeracin industrial a menudo es confundida con la refrigeracin comercial porque la divisin entre

estas dos reas no esta claramente definida. Como regla general, las aplicaciones industriales son ms

grandes en tamao que las aplicaciones comerciales, y la caracterstica que las distingue es que se

requiere un empleado para su servicio, que por lo general es un ingeniero. Algunas aplicaciones

industriales tpicas son plantas de hielo, grandes plantas empacado ras de alimentos, cerveceras,

lechera, y plantas industriales, tales como refineras de petrleo, plantas qumicas, etc. (LX)





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Figura 2.4 Refrigerador industrial

2.7.4 Aire acondicionado

El aire acondicionado es la tcnica para controlar los factores que afectan las condiciones fsicas y

qumicas de la atmsfera dentro de cualquier espacio destinado a ocuparse por personas pasa su

comodidad o bien para realizar procesos industriales. (LXI)*

2.7.5 Refrigeracin marina

La refrigeracin marina se refiere a la realizada a bordo de embarcaciones de trasporte y cargamento

sujeto a deterioro as como refrigeracin de los almacenes del barco.

La finalidad de la refrigeracin moderna es muy variable y va desde conservar un producto, hasta

llevarlo a realizar un proceso. Estos procesos se clasifican en grupos que son:





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Enfriamiento

Refrigeracin

Congelacin

Proceso Criognico (LXII)*

2.8 Sistemas de refrigeracin

Enfriamiento: Los sistemas de enfriamiento operan normalmente con temperaturas que van desde

+15C a +2C (59F a 35. 6F). Aun cuando en algunos casos existe una disminucin de temperaturas

hasta los 0 C (32F), en este proceso nunca se presenta cambio de estado en la sustancia que se

maneja y solamente se elimina calor sensible.

Su aplicacin es muy amplia y se utiliza en productos que no requieren conservacin y la temperatura en

que se encuentran son solo para efectos de gusto.

Como ejemplos tenemos:

Enfriadores de bebidas carbonatadas y agua.

Enfriadores de productos lcteos.

Sistemas de Acondicionamiento de Aire.(LXIII)*.

Refrigeracin: Los niveles de temperatura de este proceso comprenden valores ligeramente superiores

de los 0C a -18C (32F a -O .4F) aproximadamente. En este proceso si existe cambio fsico y

lgicamente eliminacin de calor latente. Este proceso se utiliza para la conservacin de productos

llevando a cabo los procedimientos adecuados, se pueden mantener estos productos de 2 semanas





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hasta 1 mes aproximadamente. Es utilizado ampliamente en instalaciones domsticas, comerciales y de

investigacin. (LXIV)*.

Congelamiento: Este proceso opera entre -18C y -40c (-0.4F Y -40F) Y en este proceso tambin

existe cambio de estado en la sustancia y tambin se elimina calor latente. No obstante en algunos

casos solo se elimina calor sensible, por ejemplo, cuando se conserva la carne congelada en la

transportacin. Su principal utilidad es el rea comercial, industrial y de investigacin. El periodo de

conservacin va desde 1 mes hasta 1 ao, dependiendo del producto y que procedimientos se empleen.

(LXV)*.

Criognico: Es un proceso que opera desde -40C (-40F) a valores cercanos al cero absoluto. Esto

implica el cambio de estado fsico en la sustancia si esta liquido o contiene agua para enfriarlo

posteriormente.

Su aplicacin es muy fuerte en el rea industrial y de investigacin, tambin desarrollndose en reas

comerciales. Este proceso trata de la preservacin de los productos alimenticios en su caracterstica o

condicin muy critica. (LXVI)*.

2.9 Aplicaciones

Las aplicaciones ms comunes de la refrigeracin son: La conservacin de alimentos a diferentes

escalas, que puede ser desde el refrigerador en nuestros hogares hasta grandes cmaras de

refrigeracin comerciales e industriales donde los productores de verduras, frutas, la industria de la

pesca y los productores de carne tienen la posibilidad de almacenar sus productos para poder

comercializarlos posteriormente. As mismo la necesidad de transportar estos productos largas

distancias trajo consigo la necesidad de implementar unidades de transporte capaces de refrigerar. No

menos importante es la conservacin de productos mdicos como medicamentos, vacunas, y en algunos

casos rganos humanos.





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Los sistemas de clima o aire acondicionado para brindar comodidad en hogares y lugares de trabajo en

zonas donde el clima es extremoso. (LXVII)*.

2.10 Clasificacin de los ciclos de refrigeracin

Los diferentes ciclos de refrigeracin son capaces de trabajar en un amplio rango de temperaturas que

pueden ser desde unos grados por encima de 0 C hasta temperaturas cercanas al cero absoluto y cada

uno de estos ciclos implica diferentes tipos de tecnologas. Podemos hacer una clasificacin en base a

sus principios de operacin:

a) Ciclos mecnicos.- Compresin mecnica de vapores, compresin mecnica de gases con y sin

produccin de trabajo exterior. En estos ciclos se utilizan las propiedades termodinmicas de fluidos y

principalmente de fluidos gaseosos que constituyen el conjunto de ciclos de compresin expansin.

b) Ciclos Termo-mecnicos.- Ciclos Rankine acoplados a ciclos de compresin de vapor, en donde la

potencia suministrada proviene de ciclos de generacin de vapor y ciclos de eyecto-compresin en

donde se comprime trmicamente un gas por medio de altas velocidades producidas por un eyecto-

compresor.

c) Ciclos Trmicos.- En estos ciclos se utilizan las propiedades fsico-qumicas, ligadas a fenmenos

trmicos que se manifiestan mediante la disolucin de ciertos slidos o lquidos en solventes lquidos o

durante la absorcin de vapores en absorbentes slidos o lquidos o durante la adsorcin de vapores en

adsorbentes lquidos o slidos

d) Ciclos termoelctricos.- En este tipo de ciclos de refrigeracin se utilizan las propiedades

termoelctricas de ciertos slidos, generalmente de aleaciones metlicas, el enfriamiento producido est

basado en el efecto Peltier.

e) Ciclos electro-magnticos.- Son ciclos de generacin de vapor para la produccin de electricidad

acoplados a ciclos de compresin mecnica. (LXVIII)*.





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2.11 Refrigerantes

En la clasificacin de los refrigerantes se utiliza el criterio de ASHRAE (American Society for heating,

refrigerating, and Air-Conditioning Engineers) y las indicaciones de la EPA (Environmental Protection

Agency). ASHRAE clasifica los refrigerantes de forma muy general en los tipos siguientes Derivados

halogenados saturados. Proceden del metano, etano y propano por sustitucin parcial o total de los

tomos de hidrgeno por tomos de Cl, F. Pueden ser de tipo:

a) Clorofluorocarbonados (CFC). Contienen Cl, F y C en su molcula. Estos refrigerantes dejaron de

utilizarse a finales de 1994 en la UE y a finales de 1995 en el resto de pases occidentales debido a que

causan deterioro en la capa de ozono.

b) Hidroclorofluorocarbonados (HCFC). Contienen H, Cl, F y C en su molcula. Dejarn de producirse en

Europa a finales del 2014 y a finales del 2029 en los otros pases firmantes del Protocolo de Montreal,

aunque estas fechas pueden verse modificadas por decisin de los organismos competentes.

c) Hidrofluorocarbonados (HFC). Contienen H, F y C en su molcula. Son compuestos que no perjudican

la capa de ozono; poseen un Potencial de Agotamiento de Ozono nulo (ODP por sus siglas en ingls,

pero si contribuyen al calentamiento global.

d) Perfluorocarbonados (PFC). Slo contienen F y C. El prefijo "per" hace referencia a que el compuesto

tiene el mximo nmero posible de tomos de flor. Son compuestos que no perjudican la capa de

ozono, poseen un ODP nulo. Halones. Contienen H, Br, F y C en su molcula. Se denominan

hidrobromofluorocarbonados. Les afecta la misma prohibicin que a los que contienen cloro en su

molcula. Derivados halogenados insaturados. Proceden de hidrocarburos insaturados por sustitucin

parcial o total de los tomos de hidrgeno por tomos de F, Cl o Br. Un ejemplo de ellos es el R-1140 o

1- cloroeteno.

Mezclas azeotrpicas. Algunas veces se pueden obtener las propiedades deseadas para un tipo

determinado de instalacin con un solo fluido frigorfico o refrigerante. Sin embargo, en otras ocasiones





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debe recurrirse a mezclas para obtener un compendio ponderado de las propiedades necesarias. De

esta forma se puede conseguir la eliminacin, o al menos la disminucin, de aspectos negativos o

perjudiciales. Existen unas mezclas que funcionan como sustancias puras y tienen un punto de

ebullicin constante; estas son las llamadas mezclas azeotrpicas. Entre este tipo de refrigerante se

menciona por ejemplo el R-500, el R-502 y el R-503.

Mezclas zeotrpicas. Las mezclas que no son azeotrpicas se llaman zeotrpicas y se caracterizan por

no tener constante la temperatura de ebullicin a una presin determinada. Durante el cambio de estado

la temperatura no permanece constante, aumentando en la vaporizacin y disminuyendo en la

condensacin. La diferencia de temperaturas entre la final y la inicial recibe el nombre de deslizamiento

y es un factor fundamental en la evaluacin de estas mezclas. Interesa un deslizamiento corto. Si el

deslizamiento es menor de 1 C la mezcla zeotrpica puede considerarse casi azeotrpica. Las mezclas

zeotrpicas que se consideran actualmente son el R-407A, el R-407B, el R-407C, el R-404A, el R-410A

y el R-410B. A veces a estos frigorgenos se les refiere como la gama de los cuatrocientos.

Hidrocarburos saturados. Algunos hidrocarburos saturados pueden utilizarse directamente como

refrigerantes, otros forman parte de mezclas que se han propuesto como sustitutos de los CFC y HCFC.

Por ejemplo el R-600, butano, es un componente minoritario del R-416A.Hidrocarburos insaturados. Al

igual que en los hidrocarburos saturados, algunos hidrocarburos insaturados pueden tambin utilizarse

como refrigerantes o formar parte de mezclas propuestas como sustitutos de los CFC y HCFC. Se

menciona por ejemplo el R-1270, o propileno, que es un componente minoritario del R-411B.

Compuestos orgnicos no alqulicos. Entre ellos estn el ter etlico, la metil amina, el ter metlico y

algunos ms que deben mencionarse debido a su utilizacin pionera, ms que a su utilizacin actual

puesto que son inflamables y txicos.





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Compuestos inorgnicos. Incluye gases simples como O2, N2 y otros, al igual que compuestos

inorgnicos como H2O, NH3, CO2 y otros. (LXIX)*

2.12 Ventajas y desventajas operacionales de algunos refrigerantes.

Refrigerante R-12 (CCl2F2). Es seguro, no txico, no inflamable y no explosivo. Es muy estable y no se

descompone an bajo condiciones extremas de operacin. Sin embargo si se pone en contacto con una

flama abierta se descompone en productos muy txicos. (LXX)*. Tiene presiones de condensacin

moderadas bajo condiciones atmosfricas normales y una temperatura de ebullicin de 29.4 C a la

presin atmosfrica lo cual lo hace til para todo tipo de aplicaciones. Por el deterioro de la capa de

ozono su uso ya no es permitido.

Refrigerante R-22 (CHClF2). Se desarrollo para aplicaciones de temperatura bajas, ya que tiene una

temperatura de ebullicin de 40.8 C. Debido a que tiene un desplazamiento menor en el compresor se

utiliza muchas veces en lugar de R12.Presiones de operacin mayores que para R-12 as como tambin

la temperatura de descarga del compresor. Por el deterioro de la capa de ozono su uso ya no es

permitido.(LXXI)*

Refrigerante R-114 (C2F4Cl2). Tiene un punto de ebullicin de 3.56 C a condiciones atmosfricas,

bajas presiones de operacin. Muy seguro y muy estable. Se usa generalmente con compresores

centrfugos en grandes instalaciones. Por e

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