REFRIGERACIÓN

La refrigeración contribuye a elevar el nivel de vida de la gente de todos los países. Los avances realizados en refrigeración durante estos últimos años son el resultado de adelantos conjuntos en que los técnicos, ingenieros, científicos y otros, han fusionado sus experiencias y conocimientos.

La aplicación del principio de la refrigeración no tiene límites. El uso más común  que se ha reconocido con facilidad consiste en la preservación de los alimentos. Casi todos los productos domésticos, en las granjas, en los negocios, en la industria o en los laboratorios son afectados en alguna forma por la refrigeración. Por esto, la refrigeración se ha convertido en una comodidad esencial para la vida moderna.

 

Breve descripción histórica de fríos o modos de refrigeración “hechos por el hombre” 

 

La historia del hielo data desde hace tanto como la historia registrada. Aún cuando el hombre de las cavernas de la Edad de Piedra conocía el hielo,  no tenía conocimiento de la forma de utilizar el mismo para la preservación de los alimentos. Miles de años después, los chinos aprendieron que el hielo mejoraba el sabor de las bebidas. Así cortaron el hielo durante el invierno, lo empacaron en paja y forraje y lo vendieron durante el verano.

Los antiguos egipcios encontraron que el agua se podía enfriar colocando la misma en jarras porosas en la parte superior de los techos para su exposición al sol. La brisa nocturna evaporaba la humedad que se filtraba a través de las jarras, haciendo que el agua dentro de ellas se enfriara. Los griegos y los romanos dispusieron de la nieve que bajaba desde la parte superior de las montañas hasta unas fosas de forma cónica que se forraron con paja y ramas y se recubrieron con techumbre de paja.

Conforme avanzó la civilización la gente aprendió a enfriar las bebidas y los alimentos para su comodidad. Este conocimiento incrementó el uso del hielo y de la nieve.

 

Primeros experimentos relacionados con la refrigeración y conservación de alimentos

 

Algunos de los experimentos registrados acerca de la conservación de alimentos datan desde el año 1626, en que Francis Bacon intentó la conservación de un pollo rellenándolo con nieve.

En el año 1683 Anton Van Leeuwenhoek descubrió un mundo científico totalmente novedoso, este alemán inventó el microscopio y descubrió que un cristal transparente de agua contiene millones de organismos vivientes, que en la actualidad se denominan microbios.

Los científicos estudiaron estos microbios  encontraron que la rápida multiplicación de los mismos se realiza en condiciones calientes y de humedad, tal como las que se presentan en los materiales alimenticios. Esta multiplicación de microbios fue reconocida prontamente como la causa principal del deterioro de los alimentos.

Por el contrario, el mismo tipo de microbios a temperaturas de 10 grados C. o menores no se multiplicaban.

Mediante estos estudios científicos se hizo evidente que los alimentos frescos podían conservarse con seguridad a temperaturas de 10 grados C. o menores. Así fue posible preservar  los alimentos por medio del secado, ahumado, especiado, salado o enfriamiento.

Ya que se conocía poco acerca de la forma de lograr temperaturas lo suficientemente bajas para congelar el agua en hielo, este último se transportó desde la fuente de suministro a las principales ciudades del mundo por medio de barcos Clippper.

 

Experimentadores de máquinas productoras de hielo

 

Una de las primeras patentes (1834) para una máquina práctica productora de hielo se concedió a Jacob Perkins, ingeniero norteamericano, residente en Londres. Estas máquinas se utilizaron con éxito en las plantas empacadoras de carne.

Durante los siguientes cincuenta años se fabricaron productores de hielo en los Estados Unidos, Francia y Alemania. En este período se solicitaron cerca de 3.000 patentes relacionadas con sistemas de refrigeración en los Estados Unidos.

Aunque se lograron progresos en la producción del hielo por medios artificiales, casi la mayoría de la gente favorecía al hielo natural, por considerar que el artificial era insano.

A finales del siglo XIX el hielo y la refrigeración empezaron a ser comunes en los hogares norteamericanos.

Uno de los factores que contribuyó notablemente al desarrollo posterior de equipos de refrigeración confiables, fue la disponibilidad de energía eléctrica de bajo costo y el desarrollo del motor eléctrico pequeño. Estos elementos fueron pilares mecánicos muy importantes. Con el crecimiento de la industria eléctrica los refrigeradores domésticos se popularizaron, sustituyendo a las cajas de hielo, que requerían un bloque de hielo diario.

Desde 1920 los refrigeradores eléctricos han sido producidos en gran número y han llegado a ser una necesidad para todos, más que un lujo para pocos.

No solamente la preservación de comida en los hogares, sino la preservación comercial de la comida, es una de las más importantes y corrientes aplicaciones de la refrigeración.

Más de las tres cuartas partes de la comida, que aparece sobre las mesas en los hogares, se produce, empaca, embarca, almacena y preserva por medio de refrigeración.

Con el correr del tiempo, los mercados mundiales en el campo de la refrigeración y aire acondicionado,  han experimentado un rápido crecimiento, seguramente este mercado continuará expandiéndose cuando otros países mejoren su nivel de vida y tengan mayor desarrollo industrial.

Como resultado de la expansión de mercado para productos de refrigeración y aire acondicionado además de la tecnología cambiante, habrá un incremento de las necesidades de personal calificado. Para realizar una instalación a nivel industrial se necesita los siguientes empleados:

 

-Ingeniero graduado

-Tecnólogos mecánicos

-Mecánicos de refrigeración, aire acondicionado y calefacción

-Ayudantes de refrigeración, aire acondicionado y calefacción.

-Mecánicos metalistas

-Ayudante metalista

-Vendedores

 

¿Dónde se usan las habilidades arriba mencionadas en la refrigeración?, los campos en los cuales estas oportunidades de empleo existen, incluyen enfriamiento a alta temperatura (generalmente aire acondicionado para confort y proceso), media temperatura (almacenamiento de productos por encima del punto de congelación), baja temperatura (procesos de congelamiento rápido y almacenamiento por debajo del punto de congelación) y temperaturas extremadamente bajas (utilizadas en aplicaciones médicas y químicas y algunas aplicaciones industriales y científicas).

 

Es importante aclarar que para llegar a ser un buen técnico, es necesario conocimiento, entrenamiento y experiencia.

 

 

Usos modernos de la refrigeración

 

La refrigeración puede definirse de modo bastante simple, como el proceso de remover calor bajo condiciones controladas. El frío o enfriamiento es simplemente un término relativo que se refiere a la ausencia de calor. Así para producir “frío o enfriamiento” se debe eliminar calor. Esto se puede lograr mediante el uso de hielo o cualquier medio mecánico. Aún cuando la refrigeración se ha descripto en términos de la preservación de alimentos, esto es tan sólo una de sus muchas aplicaciones principales. También se aplica para proporcionar condiciones de comodidad y para la producción de materias primas y productos terminados.

 

Aplicaciones del acondicionamiento de aire

 

Las unidades de acondicionamiento de aire proporcionan seguridad y comodidad en casi todas las formas de transportación que incluyen a los automóviles, autobuses, camiones, barcos, submarinos y aeroplanos. También se utilizan para proporcionar condiciones de comodidad en el hogar, oficinas, negocios, hoteles, edificios de departamentos, hospitales e industrias.

El equipo de acondicionamiento de aire tiene la capacidad de realizar las siguientes funciones específicas:

 

-Filtración de hollín, suciedad y polvo.

-Humidificación y deshumidificación del aire (incorporación o remoción de  humedad).

-Enfriamiento del aire.

-Circulación del aire dentro de un espacio delimitado.

 

Aplicaciones industriales de la refrigeración

 

La refrigeración se requiere para la producción de las condiciones climatológicas correctas en ciertos procesos de fabricación. Por ejemplo, los aceites de cortado en frío facilitan las operaciones de maquinado al reducir la temperatura de la pieza de trabajo para evitar el sobrecalentamiento. Los baños de enfriamiento rápido para las operaciones de tratamiento térmico también pueden controlarse mediante los procesos de refrigeración.

En el campo farmacéutico las unidades de refrigeración se utilizan para almacenar, procesar y probar penicilina, aureomicina y muchos otros materiales químicos y biológicos.

La refrigeración, considerada como un proceso de rápido enfriamiento, acelera la producción, reduce las pérdidas de humedad de los alimentos, así como el moho.

Todas las grandes industrias de alimentos congelados y otras implicadas en su preparación, mercado y venta de alimentos dependen de la refrigeración.

Otros usos son con respecto al acero, el cual debe envejecerse para conservar su forma y dimensiones precisas, para esto, se refrigera bajo tratamientos de congelación intensa, los cuales son rápidos y novedosos.

En estas y otras aplicaciones industriales se hace uso de unidades de refrigeración capaces de reducir las temperaturas hasta -101 grados C., en las plantas de trabajos con metales, fábricas de herramientas y en los laboratorios metalúrgicos.

La lista de aplicaciones de la refrigeración es amplísima, siendo este el motivo de que el principio de la refrigeración haya progresado tanto desde el experimento rudimentario de Francis Bacon hasta nuestros días.

 

Resumen

 

-Los principios de la historia de la refrigeración revelan que su fundamento se utilizó principalmente para el enfriamiento de líquidos y alimentos.

 

-La invención del microscopio inició el estudio científico de la conservación de los alimentos.

 

-Uno de los primeros métodos de refrigeración que se utilizó en el mundo consistió en el empacado con hielo natural.

 

-Las primeras máquinas prácticas productoras de hielo se fabricaron a principios del siglo XIX. Sin embargo el uso del hielo artificial no se aceptó hasta fines del siglo.

 

-La disponibilidad eléctrica y el desarrollo de los motores compactos y seguros contribuyó al amplio uso de los equipos de refrigeración.

 

-La refrigeración mecánica es el proceso de transferir calor de un lugar a otro.

 

-Algunas de las aplicaciones típicas de la refrigeración incluyen: las unidades de acondicionamiento de aire para el transporte y para la comodidad y seguridad en el trabajo, para procesos industriales, procesamientos de alimentos, materiales que se obtienen en el laboratorio y similares.

 

-Los desafíos que se les presentan a los técnicos, ingenieros para la identificación de nuevos métodos, procesos y aplicaciones de la refrigeración, no tiene límites.

 

-Existe una necesidad creciente en el hombre en cuanto a conocer la forma de instalar, mantener y proporcionar servicio en los equipos de refrigeración.

 

Bibliografía

 

Warren Marsh & Thomas Olivo: Principios de Refrigeración, Editorial Diana, México, 1979.

 

 

REFRIGERACION

 

Lo primero que nos viene a la imaginación cuando se menciona el tema de la Refrigeración, es su gran utilidad para la conservación de alimentos. Esta aplicación ha venido utilizándose a lo largo de la historia, pero hoy día adquiere mucha más importancia, ya que constituye uno de los principales campos de aplicación de toda la industria del frío.

Entre los principales alimentos sujetos a procesos de refrigeración se encuentran las carnes, los pescados, las frutas y los vegetales en general.

Estos alimentos están constituidos por materia orgánica, de la cual conviene conocer su estructura, su composición y su evolución cuando se la somete a diferentes temperaturas.

Las células, como seres elementales, pueden ser células muertas o células vivas, es decir, que durante el proceso de conservación por la aplicación del frío pueden seguir realizando sus funciones vitales, aunque a bajas temperaturas, la actividad celular es mucho menor que a temperaturas ambientales.

Es necesario saber los principales componentes de los alimentos, resaltando la importancia de su comportamiento al ser sometidos a un tratamiento frigorífico o a refrigeración. De todos los componentes de los alimentos, podemos decir que el agua y sus posibilidades de cambio de estado por efecto de las temperaturas a las que se someten los productos es la más importante.

Además de sus componentes, en los alimentos existen otros factores que tienen significativa influencia en la evaluación de las necesidades frigoríficas para diseñar una instalación, así como en las determinaciones de las condiciones para su conservación.

Factores tales como: el tamaño, la composición, el espesor, los coeficientes frigoríficos, el tipo y las características del embalaje, etc, juegan un importante papel que es necesario considerar.

 

Nociones sobre la constitución de los alimentos

 

Los alimentos están constituidos por tejidos de distinta naturaleza. El frío ejerce una acción determinada de los mismos, lo que produce una serie de modificaciones que pueden ser imperceptibles o pueden ser también perceptibles. En cualquiera de los dos casos, las modificaciones producidas por los cambios de temperatura pueden alterar los alimentos, produciendo efectos positivos o negativos, según el control que se realice de los mismos.

 

Se denominan tejidos a los conjuntos biológicos formados por asociación de células con propiedades específicas y que configuran conjuntos unitarios con propiedades especiales tanto de tipo morfológico como de tipo fisiológico. Constituyen la esencia de los elementos alimenticios que se pretende conservar con el frío.

En las carnes que usualmente se conservan, los tejidos pueden estar principalmente en forma sólida (huesos), semilíquida (grasas) o líquida (sangre).

La carne es un tipo de tejido muscular, elástico, de color rojizo o rosado, debido a una sustancia que contiene, denominada mioglobina.

En cuanto a su constitución, un 75% es agua y tiene además carbohidratos, lípidos y proteínas. Es conocida la gran proporción de las mismas contenida en la carne, lo cual la convierte  en un alimento muy valioso.

 

Los tejidos vegetales están constituidos por lo general de células de otros tipos, denominadas poliédricas, con membrana de mayor dureza. Una propiedad característica de los frutos es que las dimensiones de sus células varían con el tamaño de los ejemplares. Los frutos, una vez separados de la planta o árbol, siguen realizando sus funciones vitales de respiración, variación de colorido, desprendimiento de aromas, etc., y hay que tener este punto en consideración al realizar las instalaciones de conservación, ya que se trata de sustancias vivas, no muertas.

 

Las bacterias son las responsables de gran parte de las enfermedades de las personas y de los animales. De la misma forma, estos seres unicelulares alteran y atacan a los alimentos incluso cuando están en condiciones de conservación mediante el frío o la refrigeración.

Cada tipo de bacteria tiene unas condiciones ideales de vida y desarrollo, y cuando se encuentran en “su ambiente” se multiplican de forma espectacular y realizan acciones de distinta naturaleza, todas ellas de carácter perjudicial para la conservación de alimentos.

Existen en la actualidad otros medios o elementos utilizados para combatir los efectos bacterianos, como antibióticos, desinfectantes, antisépticos o en general conservantes que se mezclan con los alimentos en proporciones adecuadas para conseguir su longevidad.

No obstante, estos métodos pueden afectar la calidad, pueden convertir en tóxicos los alimentos o alterar su sabor. Por este motivo se ha reglamentado su uso indiscriminado, aunque se siguen utilizándolos sin saber muy bien, si hay control sobre éstos.

 

Por otro lado, se ha comprobado que mediante la aplicación de un choque térmico por encima de los 100 Grados C, se impide no sólo el desarrollo de bacterias, sino que se las elimina de forma definitiva. El frío no esteriliza los alimentos, es decir, los gérmenes que existían seguirán existiendo pero sin facultad de desarrollo, quedando aletargados mientras se mantiene el frío.

 

Como ya dijimos, el frío no frena la reproducción de poblaciones microbianas en el seno de las materias orgánicas, pero no destruye los gérmenes.

 

Existen tres principios o leyes fundamentales en refrigeración o tratamiento de alimentos mediante técnicas frigoríficas que resultan esenciales para la duración y conservación de los mismos:

 

-Los productos que se desee conservar mediante refrigeración deben encontrarse inicialmente en estado sano.

-Es necesario la aplicación de una refrigeración adecuada y precoz, y mantener la temperatura constante.

-Es imprescindible mantener continua la denominada “cadena de frio” desde el origen hasta el final de la conservación.

 

Para cumplir la primera regla es necesario vigilar en extremo las condiciones higiénicas de todo proceso de almacenamiento, manipulación, sacrificio, sangría y extracción de las vísceras (en los casos de las carnes en los mataderos). En el caso de las carnes es fácil intuir que las trozadas tienen mayor riesgo de contaminación que las carnes en canal (piezas grandes) ya que la relación superficie exterior/volumen de las piezas es mayor en las primeras y esto conlleva mayores riesgos.

 

Hay que cuidar las variaciones de temperatura durante la conservación, ya que el desarrollo bacteriológico aumenta sensiblemente cuando existen pequeños incrementos de temperatura, traduciéndose en general en putrefacciones superficiales que desperdician el producto.

Existen gérmenes  que están especialmente adaptados y se multiplican muy fácilmente por debajo de temperaturas de 15 grados C.

 

Componentes de los alimentos y su comportamiento

 

Descripción breve de los principales elementos que componentes de los alimentos:

 

-Los glúcidos

-Los lípidos

-Las proteínas

-El agua

 

Los glúcidos son elementos cuyos componentes principales son el carbono, el hidrógeno y el oxígeno, también se los conoce como hidratos de carbono, y como elementos más simples incluyen los azúcares.

 

Los lípidos contienen también tres componentes principales que poseen los glúcidos. Pero los componentes más característicos y más conocidos son las              denominadas grasas.

Son insolubles en agua, tienen poca densidad, y dentro de sus grupos, además del carbono, hidrógeno y oxígeno, pueden entrar otros elementos, con diversas funciones específicas, de entre las que pueden destacarse los grupos vitamínicos, las hormonas, la colesterina, etc.

 

Las proteínas tienen como mínimo cuatro componentes, es decir, además de carbono, el oxígeno y el hidrógeno, se encuentra el nitrógeno. En muchas ocasiones contienen azufre y fósforo y constituyen la estructura principal de los alimentos, es conocida la elevada proporción de proteínas que tienen las carnes, los pescados, los mariscos, la leche, los huevos, etc., los cuales tienen un elevado valor nutritivo.

Las proteínas junto con los azúcares, son elementos muy importantes para la nutrición y el desarrollo de las bacterias, es decir, cuando las bacterias actúan sobre las proteínas, originan una degradación que como resultado da lugar a derivados hidrogenados de naturaleza orgánica, como pueden ser las purinas y amoníaco, y en otros elementos tóxicos de carácter desagradable.

Las proteínas en mayor o menor proporción, están presentes en todos los elementos vivos.

 

El agua tiene una importancia fundamental en el campo de la refrigeración, es el componente que existe en mayor proporción en la materia viva.

Los alimentos, precisamente por su alto contenido de agua, sufren procesos de alteración. Cuanto menor sea la cantidad de agua que contiene un alimento, menores serán los problemas que presente su conservación.

 

Las carnes, pescados, verduras, frutas frescas, etc, con altos contenidos de agua, presentan a temperatura ambiente grandes problemas de conservación, que se resuelven gracias a la aplicación del frío.

 

Proceso de Refrigeración

 

Las células se encuentran en un medio líquido y tienen a su vez líquidos en su interior. Si los medios exterior e interior no están en equilibrio, es decir, si por alguna causa no tienen el mismo grado de concentración de elementos disueltos, las membranas de las células, al perder agua, se encogen y, si es al revés, se hinchan, pudiendo llegar a estallar y destruirse.

En condiciones normales este equilibrio se mantiene, pero debido a la acción del frío, es muy difícil que así sea.

Si enfriamos por debajo de 0 grado C, el agua empieza a solidificar y aparecen cristales de hielo, pero queda parte del agua en estado de sobrefusión, es decir, líquida, aunque a temperaturas menores de 0 grado C. Esta agua disuelve a los elementos que se han escapado de la solidificación y aumenta su concentración.

Para que se produzca la congelación se necesita una temperatura del medio refrigerante inferior a la temperatura de congelación. En la congelación de alimentos lo que se desea, es la integridad y estabilidad del producto, el agua es el enemigo principal de un estado perfecto de conservación.

También es una solución conservar los alimentos por encima de los 0 grados C, pero a estas temperaturas los tiempos de conservación son menores debido a que los procesos de fermentación continúan.

El establecimiento general de una temperatura ideal para el tratamiento frigorífico de alimentos es imposible, debido a la diversidad en la composición de los mismos.

En lo que sí parece estar de acuerdo todo el mundo, es en que lo importante es llegar a conseguir una congelación rápida a base de sobrepasar muy rápidamente la temperatura de cristalización de los alimentos.

En general se adopta una temperatura de -18 grados C, como término universalmente aceptado comercialmente para el caso de congelación de alimentos animales.

En el caso de vegetales la máxima cristalización del agua se produce entre -0,5 grados C y -5 grados C, por lo que éste es el valor que habrá que salvar lo más rápidamente.

 

Idea de congelación rápida

 

El diámetro de los cristales de hielo que se forman según la intensidad de congelación (en grados/tiempo) está en relación inversa, es decir, que cuanto menor es la intensidad de enfriamiento, mayor es la formación de grandes cristales de hielo.

Para obtener resultados aceptables en el mantenimiento de estructuras de alimentos, es necesario alcanzar una determinada temperatura con una intensidad de enfriamiento adecuada, de modo que la materia pase de la temperatura inicial de congelación a otra menor para producir la congelación de una alta proporción de agua entre -4 grados C y -7 grados C aproximadamente.

 

Espesor de los productos

 

Existen parámetros que influyen en la congelación de los alimentos, se trata de un coeficiente de transmisión de calor desde el interior al exterior del cuerpo, es decir, que comprende las diversas etapas que va atravesando el calor que sale del elemento que queremos refrigerar.

Generalmente, los sistemas utilizados son de congelación por convección, es decir, por aire frío, que presenta los inconvenientes de mayor consumo energético y pérdidas de peso del producto.

Como ya se ha puesto de manifiesto, la intensidad de enfriamiento se une a la velocidad de avance frío y ambos determinan la diferencia de temperatura entre la superficie exterior y os puntos interiores del producto que se congela.

Es importante tener en cuenta que, el espesor de los productos que se han de congelar determinan los tiempos de congelación. Si queremos congelar un producto en función del cuadrado de su espesor, el tiempo de congelado es cuatro veces mayor.

 

 

Embalaje

 

El embalaje es una materia que se interpone entre el medio refrigerante y el producto que se desea congelar y ofrece por tanto una resistencia al paso del calor o a la penetración del frío, que viene a ser lo mismo.

Esta resistencia depende del coeficiente de conductividad del material de que se esté confeccionado el embalaje y de su espesor.

Cuanto más finas y conductoras sean las materias constitutivas de los embalajes y más pegadas estén a los productos, evitando la formación de una capa intermedia de aire, menor será su influencia negativa sobre las condiciones de refrigeración.

Las velocidades de congelación variarán notablemente según las condiciones y características de los productos que deben tratarse.

 

Temperatura final de congelación

 

De todo lo dicho y considerando que la congelación rápida es un proceso temporal que lleva al producto de una temperatura exterior a otra por debajo de la temperatura de congelación del agua, intentando modificar lo mínimo posible la estructura de los alimentos, se deduce que esta fase, hasta unos -7 grados C, es la más importante y la que hay que conseguir con mayor rapidez.

Mantener en la cámara temperaturas inferiores significa asegurar que la estabilidad del producto se mantendrá sin alteraciones. De ahí que se haya establecido la temperatura de -18 grados C como suficiente para conseguirlo.

No obstante, para evitar que las posibles oscilaciones de temperatura actúen en los cambios de cristalización del hielo, y con el fin de aumentar los niveles de seguridad para los distintos productos, se ha establecido como más conveniente la temperatura de -25 grados C. para la conservación durante períodos muy largos.

 

Algunas definiciones básicas en relación a la refrigeración y a la calefacción

 

Calor: es una forma de energía transferida en virtud de una diferencia de temperatura. El calor existe en mayor o menor grado. Como cualquier forma de energía no puede ser creado ni destruido, aunque otra forma de energía puede convertirse al calor y viceversa. La energía viaja en una sola dirección de un objeto o área más caliente a una más fría.

Frío: es un término que se refiere a la carencia de calor en un objeto o espacio. Algunas definiciones lo describen como la ausencia de calor, pero no hay nada conocido en el mundo hoy en día en donde el calor esté totalmente ausente.

Refrigeración: o enfriamiento, es la remoción de calor no deseado desde espacios u objetos seleccionados y su transferencia a otros espacios u objetos. La remoción del calor baja la temperatura y puede ser llevada a cabo mediante el uso de hielo, nieve, agua fría o refrigeración mecánica.

Refrigeración mecánica: es la utilización de componentes mecánicos arreglados en un sistema de refrigeración, con el propósito de transferir calor.

Refrigerantes: son compuestos químicos que son alternativamente comprimidos y condensados a la fase líquida y luego se les permite expandir a vapor o gas, cuando son bombeados a través del sistema o ciclo de refrigeración mecánica.

 

Bibliografía

 

-Ramírez, Juan Antonio: Enciclopedia de la Climatización-Refrigeración, Ediciones CEAC-Barcelona-1994.

-Manual de Refrigeración y Aire Acondicionado-Prentice-Hall Hispanoamericana S.A.México.

 

Centrales de enfriadoras de agua

Se trata de máquinas cuya misión es enfriar agua hasta unos 7 grados C, para enviarlas a las unidades terminales (fan-coils, inductores, o climatizadores). Las centrales enfriadoras de agua son máquinas frigoríficas, basadas en el ciclo de compresión de vapor, o en el de absorción, aunque la mayoría de las enfriadoras de agua son de compresión a vapor.

Las máquinas de compresión de vapor constan de un evaporador donde se produce el frio, un condensador que es necesario refrigerar, la válvula de expansión y el compresor. En el evaporador se enfría el agua que posteriormente se enviará a las unidades terminales. El condensador puede ser refrigerado por aire o por agua.

Las unidades de condensación  por aire utilizan el aire exterior como elemento auxiliar refrigerante, por esto, deben colocarse en el exterior.

Las unidades de condensación están constituidas, además del -condensador refrigerado por aire, por un -motocompresor, generalmente semihermético, que también está provisto de resistencias eléctricas, para evitar la condensación de líquido en el interior del compresor en las paradas.

Por un -ventilador axial, para impulsar el aire del condensador. El aire que se utiliza para refrigerar el condensador sale más caliente y se vierte al exterior.

Las unidades condensadas por agua disponen de los siguientes elementos, además del -condensador, constan de un -motocompresor hermético o semihermético, con un motor eléctrico trifásico.

Por un -evaporador para enfriar el agua, constituido por un sistema de carcasa y tubos.

El refrigerante pasa por los tubos y el agua por el exterior de éstos y por el interior de la carcasa.

El agua debe entrar en el evaporador permanentemente a una temperatura igual o  inferior a 20 grados C.

 Los sistemas de expansión directa sólo se utilizan en instalaciones de pequeña y mediana potencia, y los sistemas compactos con máquinas centrífugas, y enfriadoras de líquido por absorción se emplean en instalaciones de mayor capacidad.

Los sistemas de expansión directa para aire acondicionado o enfriamiento de líquidos son los que emplean tuberías de refrigerante instalados “in situ”, y los equipos compactos tienen el condensador situado a distancia.

Enfriamiento de liquidos      

Un sistema típico de expansión directa para enfriamiento de líquidos, posee un enfriador de agua de expansión directa seco y de doble circuito, en algunos sistemas también se emplean enfriadores denominados inundados. Aunque los enfriadores de expansión secos son preferibles a causa de :

-Menor precio de costo, -menor volumen, -necesidades mínimas de refrigerante, posibilidades mínimas de congelación, -mínimos problemas de retorno de aceite.

Las características del sistema de expansión directa son:

Flexibilidad: la disposición del equipo y el acoplamiento de las unidades son más flexibles.

Bajo precio de costo: los motocompresores alternativos exigen menor inversión  de capital.

Adaptabilidad: la tendencia hacia el empleo de condensadores enfriados por aire hace que el sistema se pueda adaptar a muchas aplicaciones de la refrigeración.

Proyecto del Sistema de las Enfriadoras de Líquidos

Lo más recomendable para un sistema de enfriadoras de líquidos es la utilización de un solo motocompresor y un solo condensador, esto es para los sistemas de expansión directa, a causa de su menor precio de costo, menor espacio ocupado y menores problemas hidráulicos.

Cuando no se puede instalar un solo motocompresor y un solo condensador de suficiente potencia para compensar la carga, puede aconsejarse el proyecto de varios sistemas que tienen cada uno su propio compresor, condensador y evaporador.

Esto puede hacerse siempre que toda la carga pueda dividirse en pequeñas porciones que puedan estar físicamente separadas unas de otras.

Selección del Equipo

Al seleccionar el equipo, lo primero que debe tenerse en cuenta es el evaporador, el medio de condensación y el equilibrio de los componentes del sistema.

La selección del evaporador es el primer paso en un equipo básico de refrigeración, ya sea de expansión directa o de enfriamiento de agua. Los evaporadores de expansión directa se seleccionan sin tener en cuenta el tipo de motocompresor o el condensador que se va a utilizar.

Para la selección de la máquina de refrigeración se necesita conocer las temperaturas del refrigerante que han servido de base para calcular el evaporador.

El medio de condensación  es cuestión de preferencias, puede utilizarse la condensación por aire, agua o condensador evaporativo.

Accesorios tales como: el equipo subenfriador de líquido y los intercambiadores de la línea de aspiración deben ser tenidos en cuenta al equilibrar el sistema.

El control de las conexiones eléctricas es sumamente importante en estos sistemas. El control eléctrico es el más adecuado para esta clase de instalaciones por el número de conexiones que se necesitan entre los elementos de control y los arrancadores de los motores. Encontramos sistemas de control de bombeo, la válvula solenoide de la línea de líquido y los calefactores del cárter están conectados con el arrancador del ventilador y el termostato de ambiente.

Evaporadores para enfriamiento de líquido

 Los evaporadores para enfriamiento de líquidos varían en tipo y diseño de acuerdo al tipo de servicio para lo cual se va a utilizar.

Hay  nueve tipos generales de uso común de enfriadores de líquidos : 1) enfriador de doble tubo, 2) enfriador de Baudelot, 3) enfriador tipo tanque, 4) enfriador con serpentín en casco, 5) enfriador acorazado, 6) enfriadores de expansión seca, 7) enfriadores inundados, 8) enfriadores tipo rociados y 9) enfriadores tipo placas

1) Enfriadores de doble tubo 

El enfriador de doble tubo consiste en dos tubos arreglados de  tal modo que un tubo queda en el interior del otro. El fluido enfriado circula en una dirección a través del tubo interior, mientras que el refrigerante fluye en dirección opuesta por el espacio anular comprendido entre los dos tubos.

Los enfriadores de doble tubo pueden ser trabajados con expansión seca o inundados. El enfriador de doble tubo, se usa sólo en algunas aplicaciones especiales. Un ejemplo de su utilización : en fábricas de vino e industrias cerveceras, para enfriamiento del vino y del lúpulo, también en la industria petrolera para enfriamiento de aceite.

2) Enfriadores Baudelot

El enfriador Baudelot consiste en una serie de tubos horizontales, los cuales están localizados uno abajo del otro y unidos entre sí para formar un circuito o varios circuitos de refrigerante.

Ya sea con funcionamiento de expansión seca o inundada, el refrigerante circula por el interior de los tubos mientras que el líquido al enfriarse fluye como una película delgada sobre el exterior de los mismos. El líquido fluye bajando sobre los tubos por la acción de la gravedad desde un distribuidor localizado en la parte alta del enfriador y es recogido en una especie de cajón colocado en la parte inferior.

El enfriador Baudelot se utiliza mucho para el enfriamiento de leche, vinos y cerveza, así como para el enfriamiento de agua para carbonatación en algunas plantas embotelladoras.

3) Enfriadores tipo tanque

El enfriador de líquido tipo tanque, consiste esencialmente en un serpentín refrigerante de tubo descubierto instalado en el centro o a un lado de un tanque de acero largo, el cual contiene el líquido enfriado.

El serpentín de tubo descubierto en forma de espiral y el serpentín tipo caja o canal, son dos diseños de serpentín con frecuencia usados en los enfriadores tipo tanque. Cualquiera de estos diseños funcionan inundados. Otra variación de enfriador tipo tanque es la celda de hielo.

Los enfriadores tipo tanque pueden utilizarse para enfriar agua, salmuera y otros líquidos usados como refrigerantes secundarios, aquí la salubridad no es por sobre todo importante.

4) Enfriadores serpentín en casco

El enfriador con serpentín en casco por lo general es construido por uno o más serpentines de tubo descubierto doblado en forma de espiral, el cual se encuentra encerrado en un casco de acero soldado.

Por regla general este enfriador trabaja con expansión seca, con el refrigerante dentro del tubo del serpentín y el líquido a enfriarse en el casco. En pocos casos el enfriador trabaja inundado, en cuyo caso el refrigerante está en el casco y el líquido pasa por el interior de los tubos del serpentín.

El enfriador por expansión seca se utiliza para enfriar agua por ejemplo en bebederos, y en otras aplicaciones en donde la higiene es muy importante, como en panaderías y laboratorios fotográficos.

Los enfriadores cuando trabajan inundados con el refrigerante en el casco, se los conoce con el nombre de enfriador “instantáneo” de líquido, se los utiliza para enfriar cerveza y otros tipos de bebidas, en cuyo caso el líquido es preenfriado hasta cierto grado antes de su entrada al enfriador.

5) Enfriadores acorazados

Los enfriadores acorazados tienen una eficiencia relativamente alta, requieren un mínimo de espacio en el piso y poca altura del cuarto, su mantenimiento es sencillo y fácilmente se adapta a casi todos los casos de enfriamiento de líquidos.

Por estas razones el enfriador acorazado es el más usado en el mercado, se lo usa por expansión seca o inundada. Consiste esencialmente de un casco cilíndrico de acero en el cual se tiene una determinada cantidad de tubos rectos paralelos y colocados en cabezales de tubo en sus extremos.

Cuando el enfriador trabaja por expansión seca, el refrigerante pasa por el interior de los tubos, mientras que el líquido a enfriar circula  a través del casco. Cuando el enfriador trabaja inundado, el líquido enfriado circula por dentro de los tubos y el refrigerante está contenido en el casco.

Como regla general, los enfriadores de expansión seca se usan en instalaciones de tonelaje pequeño y mediano, hasta 250 toneladas, y los enfriadores inundados se usan para capacidades comprendidas desde 10 hasta varios miles de toneladas, por lo general se los usa en instalaciones de gran tonelaje.

6) Enfriadores de expansión seca

Las principales ventajas de un enfriador por expansión seca con respecto a los del tipo inundado son las pequeñas cargas de refrigerante que requieren y el regreso seguro o positivo de aceite hacia el motocompresor.

Además que la posibilidad de daño al enfriador como resultado de la congelación rápida siempre es considerablemente menor cuando el líquido enfriado circula por el exterior de los tubos que cuando lo hace a través de su interior.

El número y longitud de los circuitos refrigerantes necesarios para mantener la velocidad del refrigerante a través de los tubos del enfriador dentro de los límites razonables, depende de la carga total de enfriamiento y de la relación de la razón de flujo del líquido enfriado. Estos factores varían para cada caso e particular, lo mismo ocurre con el circuito refrigerante, por esta razón los enfriadores se fabrican con uno o con circuitos refrigerantes múltiples de longitudes variables.

7) Enfriadores inundados

Los diseños de enfriadores inundados estándar incluyen arreglos tanto de tubos simples como de pasos múltiples.

Para flujo de paso simple, los tubos están dispuestos de tal manera que el líquido pasa simultáneamente a través de todos los tubos y en una sola dirección.

La circulación de líquido enfriado por pasos múltiples se obtiene mediante el uso de placas desviadoras en los extremos o cabezales, los cuales están atornillados a los extremos del enfriador.

Algunos enfriadores emplean cabezales de tubos fijos, mientras que otros se componen de atados de tubos.

8) Enfriadores tipo rociados

El enfriador tipo rociado en su construcción, es similar al enfriador convencional inundado, con la excepción de que el refrigerante líquido, es rociado sobre la parte externa de los tubos de agua con toberas que están localizadas en un cabezal rociador colocado encima del atado de tubos.

Las principales ventajas de este tipo de enfriador son su alta eficiencia y carga refrigerante relativamente pequeña. Las desventajas son su alto costo de instalación y la necesidad de una bomba para recircular el líquido.

9) Enfriadores tipo placa

-Se utilizan para uso industrial, farmaceútico, alimenticio, químico, petroquímico, plantas eléctricas, plantas siderúrgica, y otros más.

-Para enfriadores de agua salada.

-Para usos de refrigeración libres de congelación.

Bibliografía:

Miranda, Angel Luis: Enciclopedia de la climatización-Aire Acondicionado-Ediciones Ceac-Barcelona-1994.

Manual de Aire Acondicionado Carrier-Editoral Marcombo SA-Barcelona-1994.

Dossat, Roy: Principios de Refrigeración-Editorial Continental-México-1991.

INTRODUCCIÓN: 

Una parte muy importante de las aplicaciones frigoríficas está destinada a la conservación de verduras y frutas, mediante las cámaras frigoríficas.

Estos productos tienen una composición y unas características que son útiles conocer para llevar a cabo la manipulación de las mismas, el control de su almacenamiento y su desarrollo frigorífico, y como consecuencia proceder a realizar su tratamiento en las condiciones más idóneas para su conservación y comercialización.

Conceptos tales como “calor específico” y “entalpia” de los alimentos deben estar presentes y utilizarlos correctamente. El calor especIfico y la entalpia son instancias a  tener en cuenta  a la hora de realizar los cálculos que deben efectuarse para proceder al diseño de la cámara frigorífica.

Los alimentos no son elementos puros, es decir, están constituidos por más de un componente con calores específicos distintos, por lo que se hace difícil evaluar el calor especifico de los mismos.

La principal característica de las frutas y las verduras, es la de ser alimentos muy perecederos.

Cámaras frigoríficas:

Conservación de frutas y verduras

 

Debido a las características de las frutas y las verduras, lo ideal sería contar con instalaciones adecuadas.

En general, puede decirse que no existe un sistema único de conservación o tratamiento frigorífico de estos alimentos. Tradicionalmente se suele utilizar una pre-refrigeración en túneles o cámaras  de alta potencia frigorífica con corrientes fuertes de aire frío y con poca densidad de estiba.

Las frutas y verduras durante su conservación continúan realizando fenómenos de respiración y de tipo metabólico, por lo que es necesario que haya una buena renovación del aire de la cámara frigorífica. Muchas veces es suficiente la renovación que se produce cuando las puertas se abren para la entrada y salida de mercadería.

Las temperaturas y humedades a las que deben conservarse las frutas y las verduras no son válidas para todos los casos, debido a la gran variedad  existentes y a las posibilidades y factores que influyen.

Las frutas y las verduras no deben entrar nunca en las cámaras frigoríficas en estado ya maduro, sino en estado de pre-maduración, ya que de esta forma se puede alargar más su conservación.

La temperatura de conservación más empleada hasta ahora es la próxima a su congelación, pero sin que ésta llegue a producirse, aunque sobre esta cuestión hay distintos puntos de vista.

Es por esto, que las distintas teorías existentes al respecto, conducen a criterios alternativos de elección de sistemas de refrigeración  y de congelación de productos vegetales, ya sean frutas o verduras.

En  España por ejemplo, está más extendido el uso de la refrigeración a temperaturas más altas que las de congelación, y específicas para cada tipo de producto e incluso de variedad.

Llevando las frutas y verduras a temperaturas de 10 a 12 grados C, en cámaras de pre-refrigeración, éstas se endurecen y con ello se consigue un frenado en su maduración . La manipulación, limpieza, envasado, a estas temperaturas es lo ideal.

Para su posterior conservación se utilizan cámaras de ventilación forzada, con sistemas de expansión directa, con valores de humedad entre 85 y 90 %, y con llenados de cámara alrededor de un 70% y temperaturas entre -10 y +5 grados C. aproximadamente.

Cámaras frigoríficas

Conservación para manzanas

Las manzanas no sólo son las frutas almacenadas más importantes por el tonelaje, sino porque su tiempo medio de almacenaje en cámaras frigoríficas es considerablemente superior al de otras frutas.

Para la mayoría de las variedades de manzanas, la temperatura de la cámara frigorífica es de -1 grado C. Esta temperatura está 1 grado C por encima del punto de congelación superior (-2 grados C).

Algunas variedades de manzanas conservadas a -1 grado C. desarrollan procesos fisiológicos que afectan su vida de almacenamiento y su comercialización.  Sin embargo, si las temperaturas de almacenamiento se mantienen a 4 grados C., tales procesos pueden no constituir un factor económico.

A menudo se usa una temperatura próxima a los 2 grados C.

El daño por enfriamiento es el término aplicado corrientemente a las perturbaciones que tienen lugar  a bajas  temperaturas cuando no interviene la congelación.

Las principales perturbaciones se clasifican como daños por enfriamiento en las manzanas:

Escaldadura blanca, rotura empapada, núcleo marrón, bronceado interno.

La gama de vida en almacenamiento de las manzanas en las cámaras frigoríficas depende de la variedad de la misma, de su cultivo, de la duración del almacenaje en la cámara frigorífica antes de su comercialización, y de la disponibilidad de espacio del almacén a diferentes temperaturas.

El almacenamiento en “atmósfera controlada” proporciona importantes ganancias al extender la vida comercial de ciertas variedades de manzanas. Se elimina el daño por enfriamiento elevando su temperatura en la cámara frigorífica a los 4 grados C., y modificando la composición de la atmósfera.

Sólo las manzanas de buena calidad y alto potencial de almacenamiento deben colocarse en almacenes de “atmósfera controlada”.

Cámaras frigoríficas

Conservación para peras

El procedimiento habitual es el almacenamiento en cámaras frigoríficas de las peras antes de su maduración.

Para una buena calidad del almacenaje en las cámaras frigoríficas, son esenciales una recolección y una manipulación cuidadosa. Las magulladuras y roturas en la piel son lugares ideales para la infección por micro-organismos.

Para tener la mejor calidad en el almacenaje en las cámaras frigoríficas, es muy importante un rápido enfriamiento después de la recolección. Las peras maduran con rapidez a altas temperaturas, pero no se reblandecen ni cambian de color en las primeras fases de la maduración.

Si en las cámaras frigoríficas no disponen de suficiente frio ni de ventilación para el rápido enfriamiento de la fruta, debe considerarse el pre-enfriamiento en cámaras especiales o el hidro-enfriamiento, antes de su colocación en la cámara de conservación.

Las peras son muy sensibles a la temperatura, deben colocarse a -1grado C., las peras no son sensibles a los daños de congelación como en el caso de la manzana, de modo que no se necesitan temperaturas en la cámara frigorífica demasiado elevadas.

La disposición apiladas recomendada de las peras en la cámara frigorífica, es válida también para la ubicación de las manzanas en las cámaras frigoríficas. En las cámaras frigoríficas donde se alojan las peras, hay que  tener buenas condiciones de humedad, ya que las éstas pierden agua con facilidad, por esto, para largos períodos de almacenaje se recomienda una humedad relativa de 90 a 95%.

Una vez sacadas del almacén, las peras se hacen madurar en una gama de temperatura que va desde los 16 a los 21 grados C., esto vale tanto para las peras que serán envasadas, como para las comestibles en forma fresca.

El método de conservación de las peras en “atmósfera controlada” ofrece buenas perspectivas, las llamadas peras Bartlett pueden conservarse por un período de hasta 5 o 6 semanas a -1 grado C.

El almacenaje comercial de las peras en una “atmósfera controlada” no ha sido considerado tan necesario como en el caso de las manzanas, ya que no se conocen desórdenes por baja temperatura, no hay ninguna necesidad en ampliar la vida en el almacenamiento.

Cámaras frigoríficas

Conservación para uvas

En general las uvas, soportan los rigores de la manipulación del transporte y del almacenamiento en las cámaras frigoríficas. Casi toda esta fruta se pre-enfría, y gran cantidad de ella se almacena durante períodos variables antes del consumo.

La uva se desarrolla con relativa lentitud y debe estar madura antes de su recolección, ya que toda su maduración tiene lugar en las viñas. Sin embargo  no debe estar madura en exceso, ya que esto la predispone a dos desórdenes posteriores  a la cosecha: uno es el debilitamiento de los tallos, y otro es la sensibilidad progresiva a los organismos de deterioro.

La uva es vulnerable al efecto desecante del aire, por ello, es tan importante el estado del tallo, éste es un factor de calidad y un indicador del tratamiento anterior de la fruta. El tallo de la uva, a diferencia de otras frutas, es el que sostiene la fruta, debido a esto, hay que poner énfasis en el tema acerca de las operaciones que hacen mínimas la pérdida de humedad.

La temperatura recomendada para el almacenamiento de la uva tipo vitis vinífera (Europa o California) en la cámara frigorífica es de -1 grado C. La humedad relativa debe estar entre los 90 y 95%.

Las plantas de almacenamiento de uva por ejemplo las de California, deben proporcionar una circulación uniforme de aire en las cámaras, algunas tienen cámaras de pre-enfriamiento donde la uva es enfriada a unos 4 a 6 grados C., en 24 horas antes del almacenamiento.

En algunas plantas todo el enfriamiento se hace en las cámaras frigoríficas, pero solo unas pocas tienen suficiente movimiento de aire para enfriar la fruta tan rápido como se desea.

Se recomienda el enfriamiento entre 4 y 7 grados C., en el caso de las uvas que deben transportarse durante un día o dos, para llegar al lugar del expendio. Se debe tener cuidado en el embalaje y en la manipulación de la fruta, retrasar al mínimo el almacenamiento y  enfriarlas rápidamente.

Cámaras frigoríficas 

Conservación para ciruelas

Las ciruelas no son apropiadas para un largo período de almacenamiento, pueden conservarse durante no más de 2 semanas antes de ser comercializada.

Las ciruelas que se quieren conservar deben recolectarse con un alto contenido de sólidos solubles.

Antes del almacenaje en las cámaras frigoríficas, la fruta debe enfriarse uniformemente, el enfriamiento puede hacerse en los recipientes a granel, de 400 a 450 Kgs., que se utilizan para la recolección.

La ciruela puede conservarse en general 1 mes dentro de las cámaras frigoríficas entre -1 grado C, con una humedad relativa del 90 al 95% .

La fruta con el contenido de mayor sólidos solubles ha mostrado la vida en el almacén mas larga.

Si la fruta debe almacenarse, es esencial un enfriamiento rápido a -1 grado C, el hidro-enfriamiento se ha utilizado con éxito, tolerándose el humedecimiento en tanto la fruta esté fría.

Cámaras frigoríficas

Conservación para naranjas

Las naranjas pueden almacenarse bien en las cámaras frigoríficas durante unas 8 a 12 semanas entre 0 a 1 grado C., con una humedad relativa entre 85 y 90%.

Para otro tipo de naranja la temperatura varía de 4 a 7 grados C, durante 4 a 6 semanas, otras variedades se almacenan a 9 grados C, pero las frutas cosechadas en los meses de mucho calor se almacenan en las cámaras frigoríficas a 3 grados C.

Las naranjas pierden humedad rápidamente, de modo que durante el almacenamiento, las cámaras frigoríficas deben mantener una humedad alta, el almacenamiento de las naranjas  se complica cuando su conservación es a temperaturas bajas, ya que esto produce desórdenes fisiológicos en la corteza, como el envejecimiento, el picado y el ablandamiento con formación de agua, estos son los defectos más comunes en las naranjas, debido a las bajas temperaturas en las cámaras frigoríficas.

La tasa de respiración de las frutas cítricas es mucho más baja que el de las frutas de hueso, de las verduras verdes y de las manzanas.

Cámaras frigoríficas

Conservación para pomelos

Los pomelos se almacenan en las cámaras frigoríficas durante 4 a 6 semanas, la temperatura recomendada es de 10 grados C., para alguna variedad de pomelos se recomienda una gama de temperatura entre los 14 y 16 grados C..

En las cámaras frigoríficas de almacenamiento donde se conservan los pomelos, se recomienda una humedad relativa entre el 85 y el 90%. La pérdida de peso y de agua tiene lugar muy rápidamente y puede evitarse manteniendo la humedad correcta y tomando la precaución adicional de un recubrimiento con cera.

Cámaras frigoríficas

Conservación para limones

En general, los limones se almacenan en cámaras frigoríficas, las cuales están próximas a las zonas producción, más que a las zonas de venta y consumo.

Todos los limones deben ser curados y desverdecidos antes de su envío. Los limones se curan  durante 6 a 10 días entre 22  y 26 grados C., y entre 88 y 90% de humedad relativa.

Los limones se almacenan en las cámaras frigoríficas a 15 grados C.,  con una humedad relativa entre el 86 y 88%.

Las cámaras frigoríficas que conservan los limones, deben tener una temperatura y humedad controladas, el aire debe ser limpio y circular uniformemente por todos los puntos de la cámara. La ventilación debe ser suficiente para eliminar los productos dañinos del metabolismo.

Si el almacenamiento en las cámaras frigoríficas presentan temperaturas menores a 15 grados C., los limones adquieren un color indeseable, un bronceado en la corteza, hay un oscurecimiento de la membrana que separa los gajos de la pulpa y puede también afectar el sabor. Las temperaturas mayores a 15 grados C., acortan la vida en el almacenamiento en la cámara frigorífica y favorecen el desarrollo de organismos que echan a perder el producto.

Para asegurar una circulación de aire uniforme y una buena temperatura, es importante un correcto apilado de los recipientes con la fruta dentro de la cámara frigorífica. Las pilas deben estar separadas al menos 50 mm. y las hileras 100 mm.. A intervalos deben preverse pasillos de por lo menos 2 mts. de ancho para la circulación de las carretillas.

Cámaras frigoríficas

Conservación para mandarinas

Para las mandarinas es necesaria una cuidadosa manipulación durante la recolección y el empaquetado, a causa de su naturaleza perecedera y de su limitada vida en el almacenamiento en la cámara frigorífica. Estas frutas no deben almacenarse en la cámara frigorífica más tiempo del necesario para su comercialización, que es de 2 a 4 semanas.

Se recomienda una temperatura de 4 grados C. y de 90 a 95% de humedad relativa, se necesita un pre-enfriamiento y una refrigeración continua durante el transporte.

Cámaras frigoríficas

Conservación para bananas o plátanos

Las bananas no maduran satisfactoriamente en la planta, por esto,  se recolectan cuando la fruta está hecha pero no madura, con la piel verde oscura y la pulpa dura, feculenta e incomestible.

Las instalaciones de plátanos al por mayor se distinguen de las instalaciones de almacenamiento en las cámaras frigoríficas en general, porque las bananas necesitan salas de maduración.

La sala de maduración controla el comienzo y el final de la maduración de la fruta, que es un fenómeno fisiológico natural. Una instalación de tratamiento de bananas típica consiste en una serie de cinco o más salas independientes de maduración.

Cada carga se programa para llegar a su madurez óptima en un determinado día, la fruta de esta carga que se envíe antes del programa estará poco madura, la que se envíe después estará demasiado madura, por consiguiente, no es práctico realizar envíos de una misma sala durante varios días.

Para el uso de las cámaras frigoríficas de plátanos o bananas se recomiendan los sistemas de hidrocarburos halogenados a expansión directa. Un mal funcionamiento del equipo frigorífico durante el tratamiento de la fruta, puede originar grandes pérdidas  del producto, de modo que es muy importante invertir en los costos de la instalación de la cámara frigorífica de maduración de los plátanos o bananas, la cual debe tener un sistema completamente independiente.

La temperatura de la refrigeración de las frutas debe ser de 4,5 grados C., las temperaturas del aire que se utiliza durante el tratamiento van desde 7 a 18 grados C..

A causa del peligro de congelación de las bananas, no se recomiendan en la cámara frigorífica temperaturas por debajo de 4,5 grados C.

Cámaras frigoríficas

Conservación para ananás o piñas

Las piñas o ananás recogidos en un estado de semi maduración pueden conservarse durante 2 semanas de 7 a 13 grados C., y todavía pueden tener una semana más de vida en la cámara frigorífica.

El mantenimiento continuo de la temperatura de almacenamiento en la cámara frigorífica es tan importante como la temperatura de almacenamiento específica.

La fruta madura debe conservarse a una temperatura entre los 7 y 8 grados C.

Cámara frigorífica

Conservación de melones y sandía

El almacenamiento en cámaras frigoríficas es escaso para muchas clases de melones, para evitar el daño por enfriamiento muchos melones se almacenan entre 7 y 10 grados C., con una humedad relativa entre el 90 y 95%.

Los melones persas pueden guardarse a 7 y 10 grados C., durante un máximo de 2 semanas, los de panal durante 2 o 3 semanas y los casaba de 4 a 6 semanas.

Las sandías están mejor almacenadas entre 10 y 15 grados C., y pueden guardarse entre 2 y 3 semanas. A bajas temperaturas, están sujetas a varios síntomas de daño por enfriamiento, pérdida de sabor, y pérdida gradual del color rojo.

Las sandías deben consumirse dentro de las 2 o 3 semanas siguientes a su recogida, principalmente debido a su pérdida gradual de rizado.

Cámaras frigoríficas

Conservación de hortalizas

Cámaras frigoríficas

Conservación para esparrágos

Los espárragos se deterioran muy fácilmente a temperaturas por encima de los 2 grados C., y especialmente a temperatura ambiente.

Si el período de almacenamiento en la cámara frigorífica es de 10 días o menos, se recomienda mantenerlos a 0 grados C.. Los espárragos están sujetos a sufrir daño por enfriamiento si se les mantiene durante más tiempo a esta temperatura. La humedad relativa dentro de la cámara frigorífica debe ser alta, del 95 al 100%.

Una vez recolectados, los espárragos deben enfriarse inmediatamente, el hidro-enfriamiento es un método normal en estos casos, durante el transporte las yemas de los espárragos deben ser humectadas, para conservar la frescura de los tallos.

Cámaras frigoríficas

Conservación para remolachas

Las remolachas desmochadas son susceptibles de marchitado, debido a la pérdida de agua cuando la atmósfera de la cámara frigorífica es demasiado seca.

Cuando están almacenadas a 0 grados C., con al menos 95% de humedad relativa pueden guardarse en la cámara frigorífica  durante 4 a 6 semanas.

Cámaras frigoríficas

Conservación para zanahorias

Las zanahorias están bien almacenadas en la cámara frigorífica a 0 grados C., y con una humedad relativa muy alta, del 98 al 100%,  al igual que las remolachas son susceptibles de un marchitamiento muy rápido si la humedad es baja.

Para un largo almacenamiento, las zanahorias deben estar desmochadas y libres de cortes y magulladuras, si están en buenas condiciones en el momento del almacenamiento pueden guardarse entre 5 y 9 meses, esto es si se enfrían rápidamente después de la recolección.

Cámaras frigoríficas

Conservación para coliflor

La coliflor puede almacenarse en la cámara frigorífica durante 3 a 4 semanas a 0 grados C., y a una humedad relativa de 95%, el éxito en el almacenaje depende del  retardo en el envejecimiento de la corona o ramillete, el deterioro está marcado por la aparición de manchas o el empapamiento de los ramilletes blancos y por el desprendimiento de las hojas.

La congelación de la coliflor provoca la aparición de una coloración marrón grisácea y el reblandecimiento de la corona.

Cámara frigorífica

Conservación para apio

El apio es un producto relativamente perecedero, y para su almacenamiento en la cámara frigorífica de 1 a 2 meses, es esencial que el producto se mantenga a una temperatura de 0 grados C., y a una humedad relativa del 98 al 100%, esto es para evitar el marchitamiento.

Las canastas en el almacenamiento dentro de la cámara frigorífica deben estar  separadas y deben estibarse para permitir la circulación de aire frio por debajo y por encima de las canastas, y entre las canastas inferiores y el suelo.

El apio es un artículo relativamente perecedero, y para un almacenamiento de 1 a 2 meses, es esencial que el producto se mantenga 0 grado C.. La humedad relativa debe ser lo suficientemente alta como para evitar el marchitamiento, entre 98 al 100%.

El apio puede enfriarse mediante una refrigeración forzada de aire, por hidroenfriamiento o por enfriamiento al vacio, el método de hidroenfriamiento es el más común. El enfriamiento al vacio se usa  mayormente en el caso del apio embalado en cajas de cartón para su envío a largas distancias.

Cámara frigorífica

Conservación para choclo o maíz

El choclo o maíz tierno es altamente perecedero y raramente es almacenado, el maíz no debe guardarse en la cámara frigorífica más de 4 a 8 días.

El maíz debe almacenarse a 0 grado C., y con una humedad relativa del 95 al 98%. El maíz tierno debe enfriarse con prontitud tras la recolección, normalmente el maíz es hidroenfriado, pero el enfriamiento al vacio es también satisfactorio.

Cuando no se cuenta con equipos de preenfriamiento, el maíz puede embalarse y enfriarse con hielo. El maíz tierno no debe manipularse a granel, pues tiende a calentarse cuando está apilado.

Cámara frigorífica 

Conservación para berenjenas

Las berenjenas no están adaptadas a un largo almacenamiento, no puede esperarse que se conserven de forma satisfactoria, incluso a su temperatura óptima de 8 a 12 grados C., durante más de 1 semana. La humedad relativa debe ser del 90 al 95%.

Las berenjenas están sujetas al daño por enfriamiento a temperaturas por debajo de los 7 grados C.  , la escaldadura superficial o el bronceado y el picado son síntomas de daño por enfriamiento.

Cámara frigorifica

Conservación de ajos

El ajo puede guardarse a 0 grado C., y a una humedad relativa de 65 a 70%. El ajo puede almacenarse en la cámara frigorífica durante 6 o 7 meses, si está en buenas condiciones y está curado .

En algunos lugares, se guarda el ajo en un almacén normal, donde puede permanecer durante 3 o 4 meses, o más, si el edificio puede mantenerse fresco, seco y ventilado.

Cámara Frigorifica

Conservación para verduras de hoja

La lechuga, por ejemplo, es una verdura de hoja altamente perecedera, requiere una temperatura de 0 grado C., y una humedad relativa del 95 al 100%, la lechuga se conservará mejor a 0 grado C., que a 3 grados C.

Si cuando se almacenan están en buenas condiciones, las lechugas se empaquetan en cajas de cartón, y con prontitud pueden enfriarse al vacío alrededor de 1 a 2 grados C. Entonces deben guardarse en remolques refrigerados para su envío.

Cada vez es más grande  la cantidad de lechuga que se envía en atmósfera modificada para ayudar a la retención de su calidad.

Si bien las atmósferas modificadas son un suplemento a una adecuada refrigeración en el transporte, no son sustituto de la refrigeración de las cámaras frigoríficas.

Cámara frigorífica

Conservación para champignones

 

Normalmente los champiñones son procesados y vendidos a las 24 horas o 48 horas de haber sido recogidos. Se conservan en buenas condiciones a 0 grado C. durante 5 días, a 4 grados C. durante 2 días y a 10 grados C. o más, durante 1 día.

Se recomienda una humedad relativa del 95% durante el almacenamiento en la cámara frigorífica. Mientras se están transportando o preparando para la venta, los champiñones deben estar refrigerados. El deterioro viene marcado por una coloración marrón en la superficie, un alargamiento de los tallos y  una apertura del velo. Los tallos negros y los velos abiertos están relacionados con la deshidratación.

Cámara frigorífica

Conservación para cebollas

Una humedad relativa baja es esencial para el almacenamiento de las cebollas, entre los 65 y 70%. La temperatura de almacenaje es de 0 grado C.

Las cebollas deben curarse antes o durante el almacenamiento en la cámara frigorífica, la forma más común de curarlas es la ventilación forzada durante el almacenamiento, las cebollas se consideran curadas cuando los cuellos están prietos, si no están curadas, es probable que las cebollas se deterioren en el almacenamiento.

Las cebollas se almacenan en sacos, en canastas, que luego se pondrán en palets. Las cebollas embolsadas deben amontonarse de forma que se permita una circulación de aire adecuada.

Cámara frigorífica para Perejil

El perejil debe guardarse de 1 a 3 meses a 0 grado C., durante períodos más cortos, entre 2 y 3 grados C. Una elevada humedad relativa es esencial para prevenir la desecación, ésta debe ser de 100%. A menudo el envasado con hielo es beneficioso.

Cámara frigorífica

Conservación para calabazas

Las calabazas pueden almacenarse durante 6 meses, de 10 a 13 grados C., con una humedad relativa entre el 60 y el 75%. El almacenamiento seco es necesario para la conservación de la calidad.

Cámara frigorífica

Conservación para espinacas

Las espinacas son altamente perecederas y pueden almacenarse sólo durante períodos cortos, estos períodos son de 10 a 14 días a 0 grado C., con una humedad relativa entre el 95 y el 98%.. Se deterioran rápidamente a temperaturas más altas.

Comercialmente las espinacas, se enfrían al vacío o con corriente forzada de aire. Si está completamente enfriada puede conservarse de 10 a 14 días a 0 grado C., si no se dispone de equipo de preenfriamiento, debe colocarse hielo picado en cada paquete para proporcionar un rápido enfriamiento.

Cámara frigoríficas

Conservación para batatas

Gran parte de las batatas se almacenan en almacenes comerciales no refrigerados. Un curado preliminar a 29 grados C., y una humedad relativa entre el 90 y el 95% durante 4 a 7 días, es esencial para sanar las heridas recibidas durante la recolección y la manipulación y para prevenir la entrada de organismos que provocan su descomposición.

Tras el curado la temperatura debe reducirse a 13 o 16 grados C., normalmente mediante ventilación del almacén, y la humedad relativa se mantiene entre 85 y 90%.

Muchas variedades se conservan satisfactoriamente de 4 a 7 meses bajo estas condiciones. La refrigeración se utiliza con frecuencia en largos almacenamientos de batatas, para alargar el período de venta dentro del tiempo cálido, cuando la ventilación no mantendrá temperaturas lo suficientemente bajas.

Cámaras frigoríficas para Tomates

Los tomates  verdes pueden guardarse a temperaturas de 13 a 21 grados C., y los tomates rojos a una temperatura de 7 a 10 grados C., la humedad relativa será para ambos de 90 a 95%.

Los tomates deben conservarse sin enfriar, en habitaciones húmedas, debido al daño potencial por enfriamiento ya que una refrigeración continuada, deteriora la capacidad del fruto para desarrollar un sabor a tomate fresco.

 

Bibliografía:

Ramirez, Juan Antonio: Enciclopedia de la climatización-Refrigeración-Ediciones Ceac- Barcelona-1994.

Ashrae Handbook-Refrigeration: Systems and Applications-Atlanta USA-1990.

Características y aislamiento de las cámaras frigoríficas

Para aislar una cámara frigorífica de ciertas dimensiones existen dos opciones:

-Cámara frigorífica de mampostería : es aprovechar las paredes del recinto o habitación destinado a su ubicación y colocar directamente el aislante sobre la pared.

En este caso habría que fabricar un techo que soportase la techumbre de la habitación, el peso del aislante, y las sobrepresiones y depresiones que pudiera ocasionar la cámara frigorífica.

- Cámara Frigorifica Modular : es  construir la cámara frigorífica con paneles prefabricados, realizados en chapa de acero galvanizado lacada por los lados, y con  poliuretano o cualquier otro aislante, alguno de los cuales puede ser inyectado en el propio lugar del montaje.

La segunda opción (cámar frigorifica modular)  aumenta el presupuesto, ya que estos paneles son caros, pero hay que pensar que si se realiza la cámara frigorífica aprovechando la albañilería, hay que hacer un techo, como se indicó antes, y además un tabique para dejar una antecámara donde manipular el género.

Con el panel no es necesario efectuar ningún tipo de obra, ya que se adapta a todas las formas y tamaño, a lo largo, a lo ancho y alto, ajustándose a la medida exacta de las necesidades, sin fugas, sin deformaciones y sin costos de mantenimiento.

Otra ventaja del prefabricado en las cámaras frigoríficas, es el montaje, que no precisa de ningún tipo especial de herramientas, ya que los paneles encajan entre sí con una ligera presión de las manos.

Cada pieza ensambla perfectamente con su compañera, y una vez ensamblada la cámara frigorífica queda tan fuerte como una pared de obra.

En consecuencia el sistema de paneles en la cámara frigorífica, en comparación con la instalación aislante sobre pared, reduce el tiempo de instalación entre el 50 y 80% según el tamaño de la instalación, por lo tanto, si se reduce el tiempo de montaje es otra gran ventaja sobre el primer sistema, ya que el plazo de entregas es menor, y se consigue un ahorro de mano de obra en instalación, aspecto siempre interesante.

Además el sistema de paneles ofrece la ventaja de que en cualquier momento se puede realizar una ampliación de la cámara frigorífica, o trasladar ésta a otro sitio y volver a aprovecharlo, cosa que empleando el otro sistema es imposible.

En el mercado existe una gran gama de paneles prefabricados para la construcción de cámaras frigoríficas, sólo es cuestión de elegir, mediante catálogos facilitados por los fabricantes, las distintas opciones de materiales, espesores y formas de montaje, o que a nuestro criterio consideramos mejores, conforme a la solución adoptada respecto del aislamiento, y a las dimensiones necesarias según la capacidad requerida de carga, y a las exigencias de la normativa referente a las separaciones mínimas, cámaras de aire, etc.

Recomendaciones básicas para sistemas frigoríficos en las cámaras frigoríficas

Es conocido por todas las personas relacionadas con este tipo de instalaciones, que debido a su reducida magnitud y al desconocimiento técnico del comprador, se llama a licitación sin una especificación técnico-económica sólida, que contemple la realización de un sistema frigorífico con todos los elementos necesarios y la adecuada capacidad de cada uno de ellos, que las temperaturas dentro de la cámara frigorífica sean las adecuadas aún en los días más calurosos de verano, pues en ese momento también la calidad de los alimentos deben mantenerse en óptimo estado.

Existen ciertos principios de refrigeración fundamentales, que son vitales para el correcto funcionamiento de cualquier sistema:

-El sistema frigorífico debe estar limpio, seco y libre de contaminantes.

-El moto-compresor debe operarse dentro de límites correctos de temperatura, presión y electricidad.

-El sistema frigorífico debe diseñarse y operarse en forma tal que se obtenga una lubricación correcta del moto-compresor en todo momento.

-El sistema frigorífico debe diseñarse y operarse de manera tal que no entre al moto-compresor una cantidad excesiva de refrigerante líquido.

Los moto-compresores empleados en refrigeración están diseñados para bombear vapor refrigerante y tolerarán únicamente una cantidad limitada de refrigerante líquido.

-Debe mantenerse una cantidad correcta de refrigerante en el evaporador y evitarse una pérdida de carga excesiva en las cañerías que transporta el refrigerante.

Si se logran estos cinco pasos mencionados anteriormente, es casi seguro que la operación del sistema frigorífico estará libre de problemas.

Si se descuida cualquiera de estos pasos, ocurrirán problemas de operación, como por ejemplo:

-Altas temperaturas en el interior de las cámaras frigoríficas.

-Moto-compresores quemados, algunos de forma severa ocasionando reiterados corto-circuitos en los bobinados de los moto-compresores.

-Formación de carbón por calor y contaminantes en el sistema frigorífico.

-Golpes de aceite o de refrigerante líquido en los moto-compresores.

-Flapper de moto-compresores rotos.

-Fallas de lubricación en los moto-compresores y debido a ello, se producen daños a los pistones, al cigüeñal, a las bielas y a los elementos constitutivos en general del moto-compresor.

-Contaminación del aceite que lubrica al moto-compresor y luego se producirán reacciones químicas no deseadas con el gas refrigerante, las cuales provocarán el colapso del sistema frigorífico.

Decíamos que estos fundamentos básicos están íntimamente relacionados, y deberán mantenerse siempre presentes con respecto a la aplicación de cualquier componente, o cuando se observe cualquier cambio en la operación del sistema frigorífico.

 Bibliografía:

Miralles Ramírez, Juan Antonio: Enciclopedia de la climatización-Ediciones Ceac-España,1996.

INTRODUCCIÓN

Cuando el líquido refrigerante se ha transformado total o parcialmente en vapor debido a la absorción de calor en el evaporador, es necesario tomar esos gases y llevarlos a una presión elevada que permita de nuevo su licuefacción, para iniciar otra vez el ciclo.

El moto -compresor es el elemento de la instalación que se encarga de realizar la función de proporcionar esa presión elevada.

Existen distintos tipos de moto-compresores, con aplicaciones variadas según las necesidades de desplazamiento volumétrico y en función de las características constructivas. También es importante la consideración del fluido frigorífico que se utilice.

En los siguientes apuntes vamos a describir someramente los moto-compresores que se utilizan más frecuentemente, y es necesario aclarar que el  tipo de moto-compresor  alternativo es uno de los más utilizados por su aplicación en instalaciones medias y elevadas.

Moto-compresores frigoríficos, clasificación

Podemos establecer dos grandes grupos de moto-compresores fijándonos en sus diferencias tecnológicas o de funcionamiento:

-Las máquinas de desplazamiento positivo.

-Y las máquinas aerodinámicas.

Cada uno de ellos puede subdividirse en varias clases, conduciendo a los que actualmente más se conocen o utilizan :

-Moto-compresores aerodinámicos.

-Moto-compresores centrífugos.

-Moto-compresores de flujo axial.

-Moto-compresores rotativos.

-Moto-compresores alternativos.

La elección más adecuada de un moto-compresor depende de múltiples factores, y en cada caso deberá utilizarse el más idóneo.

Entre los factores que influyen pueden destacarse:

-Dimensionado y peso.

-Vibraciones e inercia de piezas móviles.

-Duración desde el punto de vista mecánico.

-Regularidad en el suministro del caudal.

-Existencia o no de válvulas.

-Condiciones de mezcla aceite-refrigerante.

 Moto-compresores aerodinámico

Estos moto-compresores poseen como ventaja principal  la de no contaminar el refrigerante con el aire, aunque el caudal que desplaza es muy variable en función de las fluctuaciones de la presión.

Moto-compresores centrífugos

Pueden desplazar grandes volúmenes de gas refrigerante, en general con bajas relaciones de compresión.

La compresión se consigue por la aceleración del gas en el rotor, de forma que al aumentar el cuadrado de la velocidad periférica, se incrementa el valor de la compresión . Para que esto suceda deberán obtenerse los valores altos de la velocidad.

Este hecho obliga a elegir un moto-compresor centrífugo para un régimen de funcionamiento máximo. No tiene la flexibilidad de otros tipos de moto-compresores.

Otro factor que influye respecto de la compresión, es la masa específica del refrigerante. Se deben utilizar refrigerantes pesados, de manera que los fluídos halogenados se utilizan más, en contra del amoníaco, cuyo peso volumétrico es mucho menor.

Pueden fabricarse moto-compresores centrífugos monoetapa o multietapa.

Las máquinas centrífugas tienen una de sus principales aplicaciones en el escalón de baja presión de circuitos con varias etapas, donde se requiera grandes volúmenes de desplazamiento, compitiendo con los rotativos y alternativos.

 Moto-compresores de flujo axial

De naturaleza semejante a los anteriores, se emplean fundamentalmente en industrias químicas y en aplicaciones de aire acondicionado o en compresiones de aire con grandes volúmenes.

Supone menores dimensiones, pesos y una mayor simplificación de elementos auxiliares, debido a su menor ruido, menor vibración y mayor facilidad de insonorización.

Son muy utilizados en grandes potencias. Con halogenados y a partir de 8.000 CV se emplean en lugar de moto-compresores centrífugos.

 Moto-Compresores rotativos

El movimiento de las máquinas rotativas es circular y continuo. Poseen acoplamiento directo del elemento motor y no tienen válvulas de admisión o aspiración, circulando el gas siempre en el mismo sentido.

Admiten elevadas relaciones de compresión, ya que el aceite de engrase, que es abundante, sirve además como refrigerante, sustrayendo el calor producido por compresión.

Los moto-compresores de un solo rotor pueden ser: de paleta o de pistón rotativo.

Los moto-compresores de dos rotores pueden ser: de engranajes o de tornillos, estos últimos tienen dos rotores en forma de hélice, uno principal y otro denominado auxiliar.

 Moto-Compresores alternativos

Se basan en la transformación  de un movimiento rotativo en otro movimiento alternativo, semejante a los motores de combustión interna pero en sentido inverso.

A pesar de las pérdidas energéticas debidas a la transformación del movimiento, resultan insustituibles en instalaciones de mediana y elevada capacidad, debido a su gran flexibilidad y precio acomodado.

Los moto-compresores alternativos pueden clasificarse en función de sus características físicas, constructivas o funcionales.

Se puede hablar de moto-compresores alternativos en función de :

-Tipo de construcción (abierto, cerrado, semi-hermético).

-Número de efectos (simple o doble).

-Su forma (horizontal, vertical, V, etc.)

 -Sentido del flujo (alternativo).

 De los moto-compresores horizontales se pasó a los de colocación vertical que ocupan menos espacios, aumentando posteriormente la velocidad de rotación  y reduciendo los pesos de los elementos en movimiento.

 La construcción en V disminuyó el tamaño unitario de los cilindros y aumentó su número, lo cual representó un aumento de la velocidad de rotación sin incrementar la velocidad lineal del pistón, acortándolas dimensiones de su carrera.

El empleo de varias líneas de pistones en V ha supuesto cierta evolución, llegándose a construir compresores con 16 cilindros.

 Separadores de aceite

 Es importante aclarar que hay que evitar que el aceite mezclado con el fluido refrigerante que procede de la impulsión del moto-compresor sea arrastrada a las otras partes de la instalación.

 Para que lo dicho anteriormente no ocurra, se utiliza un separador de aceite al lado del moto-compresor, pues este separador evita que pase la mayor cantidad de aceite posible.

 En el mercado, actualmente existen separadores de aceite que dejan pasar muy poco aceite a la instalación.

 Dimensionado y elección del compresor

 Son varios los factores que influyen en la elección de un moto-compresor, dadas las condiciones de trabajo y las necesidades de refrigeración.

 Para seleccionar un moto-compresor adecuadamente según las especificaciones de los catálogos de los fabricantes, es preciso conocer los siguientes datos:

 -Potencia de refrigeración necesaria en (Kcal/h). Si previamente se ha seleccionado el evaporador, deberá adecuarse este valor al realmente obtenido por el mismo, ya que siempre existirá alguna diferencia.

 -Temperatura de evaporación.

 -Temperatura de condensación.

Las características de potencia frigorífica de los moto-compresores se obtienen en función de las condiciones en que deben trabajar, es decir, en función de las diferentes temperaturas de evaporación y de condensación.

 Existen dos referencias estandarizadas: -10 grados C y +25 grados C, o bien, -15 grados C y +30 grados C.

 Se suelen indicar las velocidades de giro de revoluciones por minuto y los desplazamientos volumétricos en m. cúbico/hora (en función del tipo de refrigerante de que se trate).

 Moto-compresores quemados, ¿qué hacer?

 (Extracto de un discurso de Raymond Mosley, Vicepresidente de Ingeniería de Aplicación de Copeland Refrigeration Corporation).

 A veces nos preocupamos por entrar en detalles técnicos de cómo resolver un problema, y por esto, perdemos de vista el objetivo final de cómo resolver “el” problema.

Como dice un refrán: “El bosque se vuelve invisible a causa de los árboles”.

 Nuestro objetivo en cualquier aplicación  de refrigeración  o aire acondicionado es un sistema libre de problemas, y desde este punto de vista nuestra respuesta a la pregunta de los moto-compresores,  es simple y lógica, evitarse antes de que ocurra.

Nuestro objetivo final es evitar la quemadura y esto solo puede ser llevado a cabo antes que la quemadura ocurra, no después.

 Es verdad que ocasionalmente una falla en el aislamiento del motor, puede causar la quemadura del moto-compresor, pero en un sistema bien diseñado, con buena fabricación, aplicación e instalación adecuados, la quemadura raramente ocurre.

Las que ocurren, la mayoría se deben a fallas de lubricación o mecánicas, resultando como efecto secundario, la quemadura.

 Si este problema es encontrado y corregido a tiempo, un gran porcentaje de las fallas del moto-compresor pueden prevenirse.

La inspección de mantenimiento periódica por un técnico de servicio con experiencia, en la detección de una operación anormal puede ser el mejor factor en la reducción de los costos de mantenimiento.

Es más fácil, menos costoso y más satisfactorio para todos tomar los pasos necesarios para asegurar la operación adecuada del sistema, en lugar de permitir la falla del moto-compresor y reestablecer el sistema a una condición satisfactoria.

 Cuando ocurre una quemadura

 Suponiendo que a pesar de todas las precauciones, un motor se quema, ¿qué hacer?.

Afortunadamente, como resultado de la experiencia de muchos años, la técnica para la limpieza del sistema es simple, efectiva y relativamente barata y confiable.

Fue reconocido que la contaminación resultante de una primera quemadura, permanece en el sistema, siendo la causa de las fallas siguientes.

 El lavado del sistema fue desarrollado e introducido como un procedimiento confiable de limpieza del sistema. Aplicado adecuadamente restaurará el sistema a una operación óptima, pero el procedimiento del lavado del sistema presenta varios inconvenientes.

 Es un proceso complicado y que consume mucho tiempo, además de requerir experiencia, conocimiento y habilidad del técnico de servicio.

Es costoso debido a que se pierden grandes cantidades de refrigerante.

Nuestra compañía ha estado interesada en los métodos de limpieza por muchos años y debido a los problemas involucrados en el proceso de lavado, pensamos que un método más simple y más económico puede efectivizarse con buenos resultados.

La experiencia en el campo para extraer la humedad de los sistemas ha indicado que los filtros deshidratadores pueden ser la respuesta.

 El costo de la limpieza del sistema con los filtros deshidratadores es muy barato. No existe la necesidad de lavar el sistema con grandes cantidades de refrigerante y no se pierden muchas horas-hombre en la limpieza laboriosa de cada circuito.

En la mayoría de los casos, el refrigerante del sistema puede se recuperado.

Este es el único medio práctico que puede asegurar la limpieza adecuada, especialmente en líneas largas y en múltiples circuitos o evaporadores.

 Este procedimiento ha sido usado durante muchos años, y donde se ha utilizado adecuadamente no se tiene conocimiento de una segunda falla por limpieza inadecuada. Ahora no existe ninguna excusa de fallas repetidas debido a la limpieza inadecuada de los sistemas.

 Recibimos ocasionalmente reportes de fallas repetidas en sistemas que han experimentado la quemadura del motor. Prácticamente en todos los casos hemos encontrado que el sistema ha sido limpiado inadecuadamente, muchas veces se debe a que el técnico de servicio no ha aplicado el filtro deshidratador en la línea de succión.

 No existe tal cosa como quemadura ligera, el único procedimiento seguro es tratar cada motor quemado como un problema serio.

No compartimos la idea de que un sistema que ha sufrido una de las llamadas quemaduras ligeras pueda ser limpiado adecuadamente por el uso de filtros únicamente en la línea de succión en conjunto con filtros deshidratadores en la línea de líquido.

En nuestra opinión los riesgos son más grandes al hacer una limpieza a medias cuando son posibles futuras fallas costosas en el sistema, y los posibles ahorros son nominales en el mejor de los casos.

 Conclusión:

 En conclusión, debemos repetir nuestra respuesta a la pregunta de moto-compresores quemados. Evitarlo antes de que ocurra. Es imposible ver una quemadura como un ente separado del resto del sistema.

Si sigue la buena práctica de refrigeración , aplique el moto-compresor adecuadamente y permanezca alerta a cualquier signo de mala operación del sistema, el problema de la quemadura se cuidará a sí misma.

 Fallas de moto-compresores que podrían haberse evitado

Para permitir al usuario y al Ingeniero de Servicio una mejor comprensión del tipo de daño que puede ocurrir en un moto-compresor por el control incorrecto del sistema o por una mala operación externa del sistema, los siguientes ejemplos ilustran los daños mecánicos de las fallas del moto-compresor que pudieron haberse evitado.

 Golpes de aceite o de refrigerante líquido

La fuerza generada por el golpe de refrigerante líquido o aceite puede causar fallas en los moto-compresores.

La solución a este problema está en el control adecuado del refrigerante líquido y puede requerirse el uso de un acumulador o trampa de succión, de calentadores del cárter o del sistema de bombeo completo en sistemas con carga excesiva de refrigerante.

 Formación de carbón por calor y contaminantes

La extrema  formación de carbón se debe a la descomposición del aceite y puede ser causado por contaminantes como la humedad y el aire dentro del sistema, o por temperaturas excesivamente altas en la descarga.

La formación del carbón puede ocurrir sin la falla del motor. Esto no ocurrirá en un sistema limpiado, deshidratado y evacuado adecuadamente, con temperaturas del motor y descargas dentro de los límites de operación recomendados.

 Flapper de descarga roto

El flapper de descarga se daña por presiones excesivamente altas en la cabeza. Esto ocurre cuando la presión de descarga sube por arriba de un punto en donde la presión rompe el flapper de acero de descarga contra el asiento del orificio de dos cargas durante  la carrera de succión.

Presiones de esta magnitud son probablemente debidas a restricciones en la línea de descarga o de líquido, creándose una condición de presión hidráulica en la cámara de descarga del compresor.

Las presiones en la cabeza deben mantenerse bajo un control adecuado para la correcta operación de cualquier sistema.

Las presiones requeridas para cortar un flapper de esta manera son muy superiores a los límites establecidos para el moto-compresor.

 Rotura de la cámara de descarga

 La cámara de descarga de un moto-compresor puede dañarse por presión excesiva de líquido, o cuando el exceso de líquido entra en la cámara de descarga, y normalmente es encontrado únicamente cuando la carga de refrigerante excede el límite de carga del moto-compresor.

Para evitar este tipo de daños, la carga del moto-compresor debe mantenerse debajo de los límites permitidos o un control de seguridad debe ser proporcionado por el diseño del sistema.

Control automático del sistema de bombeo completo, acumuladores en la línea de succión o calentadores del cárter pueden requerirse.

 Desgaste del orificio perno-pistón de la biela

Los desgastes del orificio perno-pistón de la biela, ocurren cuando los flappers de descarga están rotos y el pistón está sujeto a la presión de descarga en las carreras de succión y descarga del moto-compresor.

Como resultado, la parte inferior del orificio perno-pistón está siempre bajo presión y no recibe lubricación, como el orificio se alarga, se desarrolla un juego excesivo y la biela empieza a golpear el fondo del pistón.

Eventualmente la biela se rompe en el orificio perno-pistón o en el vástago de la biela.

 Daños al pistón debido a la falta de lubricación

 Un pistón se daña si no tiene la lubricación adecuada por períodos prolongados, esto es frecuente encontrarlo en aplicaciones de baja temperatura, puede ocurrir por temperaturas excesivas de la pared del cilindro, resultado de altas relaciones de compresión y bajas presiones de succión o por un flujo de aire inadecuado sobre la cabeza y cuerpo del moto-compresor.

La misma condición puede resultar también, de continuos regresos de refrigerante líquido o de una mezcla excesivamente húmeda de líquido y vapor regresando al cárter del compresor, lo cual lava el lubricante de las paredes del cilindro.

 Daño al cigüeñal de lubricación

 El cigüeñal se daña si existe rozamiento y desgaste de éste debido a la falta de lubricación.

Par evitar daños en cigüeñales, bielas  pistones es necesario una lubricación continua, en períodos cortos.

 Daño a bielas debido a golpe de líquido

Aunque la mayoría de los moto-compresores Copeland tienen bielas de aluminio, las cuales se rompen cuando se someten a esfuerzos excesivos, algunas bielas de los modelos de moto-compresores movidos por bandas fueron hechas de acero forjado.

La distorsión y el doblez de las bielas de acero es causado por un golpe de refrigerante líquido, ya que la presión generada por la compresión hidráulica es muy fuerte, cuando el refrigerante líquido entra a los cilindros del moto-compresor.

Un moto-compresor de refrigeración está diseñado para bombear vapor únicamente, aunque puede tolerar pequeñas cantidades de líquido, pero cuando estas cantidades son grandes se pueden dañar los moto-compresores.

Los sistemas deben ser diseñados y aplicados para que el moto-compresor no esté sujeto a abusos.

 Bibliografía:

Juan Antonio Ramirez: Enciclopedia de la climatización-Refrigeración- Ediciones Ceac-Barcelona-1994.

Manual de Refrigeración Copeland-Copeland Corporation, Sidney, Ohio 45365.

Sistemas de Aire Acondicionado Central y sus aplicaciones

Instalaciones de Aire Acondicionado Central para función múltiple

Con el título Aire Acondicionado Central para función múltiple, nos referimos a las aplicaciones de sistemas de acondicionamiento de aire adecuados a grandes edificios, de varias plantas y muchas habitaciones o conjuntos de edificios.

Dichos edificios suelen esta destinados a una función única de los ocupantes, ya sea trabajo, residencia, instalación médica o de enseñanza.

Los edificios de varias plantas comprenden oficinas, departamentos, hoteles, dormitorios, hospitales, los cuales presentan problemas comunes, a saber:

-Ocupación simultánea en todos los costados del edificio, con existencia de efecto solar en las zonas expuestas al este y suroeste.

-Preferencia del control individual en las condiciones del ambiente cuando existen bruscas variaciones de carga.

-Necesidad de aislamiento en cuanto a ruidos y  olores en los espacios individuales.

-Limitaciones en cuanto al espacio disponible para alojar los elementos del sistema, tuberías y conductos.

 

Aire Acondicionado Central en edificios de oficinas

Este tipo de edificios presentan dos zonas básicas:  la zona interior y la zona periférica.

Las zonas interiores están ubicadas en el centro del edificio y no sufren la influencia de los elementos exteriores, a excepción del último piso, las zonas periféricas en cambio, están expuestas a la acción del sol, el viento, las lluvias, y al efecto sombra de los edificios adyacentes.

Por lo tanto se hace necesario, establecer dos sistemas distintos de aire acondicionado central de acuerdo a cada zona, ya sea la interna o periférica.

La zona interior del edificio, tiene una carga de iluminación y de ocupantes relativamente constantes, por esto, se puede utilizar un sistema de aire acondicionado central denominado todo-aire.

La zona periférica se caracteriza por las variaciones extremas de carga, desde un máximo de radiación solar, iluminación, ocupantes, etc., pasando por la ausencia de cargas durante las estaciones intermedias del año, asimismo el exterior del edificio, está sometido a elementos estructurales de la fachada, edificios linderos, sombras y nubes.

Debido a lo comentado anteriormente, es necesario tener para la zona exterior, un sistema de aire acondicionado central muy flexible y capaz de equilibrar las cargas variables que puedan ir produciéndose en la zona periférica del edificio.

Otra particularidad de la zona exterior es el comportamiento en invierno de la estructura externa del edificio, que produce corrientes descendentes en los muros exteriores. Estas corrientes absorben el calor irradiado por los ocupantes haciendo que los mismos se sientan incómodos, mientras que este efecto no se compense por un aumento de la temperatura ambiente.

Para hacer frente a las variaciones de carga de las zonas periféricas, el sistema de aire acondicionado central debe disponer de dos fluidos en los espacios que se acondicionan, uno frío y otro caliente, en las zonas exteriores se puede utilizar un sistema todo-aire con dos corrientes, fría y caliente, y sistemas de aire primario y agua secundaria.

Los sistemas de aire acondicionado central todo-aire, necesitan de espacio para su instalación, por los conductos de impulsión y retorno de aire, este sistema resulta económico en las estaciones intermedias del año al proporcionar la refrigeración por tomas de aire exterior.

Los sistemas de aire primario y agua secundaria ahorran espacio, el aire primario realiza transmisiones por las paredes, ventilación mínima y deshumectación y proporciona fuerza motriz a las unidades de inducción, o proporciona solamente ventilación y deshumectación como ocurre con el sistema de inducción de tres tuberías, sistema de panel-aire o sistemas de batería-ventilador.

El sistema de aire acondicionado central en los edificios de oficinas, debe trabajar normalmente unas 16 horas como mínimo, si se proyecta el sistema para condiciones extremas, deberá funcionar las 24 horas del día.

Se hace necesario repetir las premisas enunciadas al comienzo de este bloque, es decir, se deben apreciar :

-Los elementos coincidentes de condiciones exteriores.

-El comportamiento de la estructura del edificio.

-Y las condiciones internas. 

Respetando estos tres ítems se podrá llegar a una solución adecuada, a través del estudio conjunto que realizarán el técnico en refrigeración, el arquitecto, el ingeniero y el empresario.

 

Aire Acondicionado Central en Hoteles, Departamentos y Dormitorios

A estos edificios se les puede aplicar mucho de lo dicho para los edificios de oficinas, pero debe tenerse en cuanto algo que en los edificios de oficinas no ocurre, hay muchas zonas exteriores y funcionan durante todo el año las 24 horas del día.

Las habitaciones de los hoteles tienen una población transeúnte que está fuera de la habitación  la mayor parte del día, lo que da lugar a una reducción de la carga de iluminación.

Por esto, al hacer la estimación de la carga deberá atenderse principalmente a la exposición solar de la habitación y a la carga de ocupación a primeras horas de la mañana o por la noche. La carga total de refrigeración se calculará para la hora en que coincidan los valores máximos de carga solar y de ocupación.

En estos edificios es fundamental lograr una distribución silenciosa del aire acondicionado central, con un control de rápida respuesta a las variaciones de temperatura de la habitación .

Es aconsejable la ventilación a través de un pasillo independiente, y el aseo debe tener casi tanta ventilación como la habitación.

Debe haber sistemas independientes para espacios destinados a recepción , restaurante, salón de juegos, salón de conferencias.

Puede utilizarse cualquier sistema de dos fluidos (aire-agua), también sistema de bypass o de un conducto.

Con respecto a los departamentos, pueden variar en el tipo de construcción, desde dos plantas con jardín, hasta edificios de muchos pisos, los llamados edificios torre.

Siempre es importante tener en cuenta la carga que el lugar va a soportar, los cálculos de carga deben hacerse sobre la base de 24 horas de funcionamiento, ya que de este modo se puede llegar a cubrir las necesidades de enfriamiento y calefacción.

En estas edificaciones tienen cabida muchos sistemas  según el tamaño, la configuración del edificio y la distribución de los departamentos.

Estos sistemas pueden ser unidades de ventana, bombas de calor, aire acondicionado central todo-aire o aire-agua.

Las casas con sus correspondientes dormitorios son muy semejantes a los departamentos. Su ocupación durante el día puede considerarse de un 50%.

Deberá tenerse en cuenta la orientación de la casa, aquí no existe el problema de la extracción de aire en las cocinas y en cuanto al ruido  deberá considerarse una aplicación semejante a la de los hoteles, departamentos y oficinas.

 

Aire Acondicionado Central en Hospitales 

Las habitaciones de los  hospitales se consideran como la de los hoteles, exceptuando que la ocupación es de 100% durante las 24 horas del día y a lo largo de todo el año.

Según la orientación de las habitaciones se podrá aplicar un factor de diversidad a la carga de iluminación.

El factor más importante es la circulación  del aire, que debe estar supeditada a cada habitación.

Los pasillos, salas de enfermeras y zonas de servicio, deben disponer de una impulsión de aire separada.

Cada habitación debe tener una extracción de aire capaz de crear una presión negativa y no debe haber intercomunicación entre las distintas zonas (contaminación).

Las salas de tratamientos especiales, terapeútica, maternidad, cirugía, morgue y otras zonas de servicio, suelen exigir condiciones particulares de temperatura, humedad y ventilación.

La zona ocupada por pacientes se trata mejor con sistemas de inducción  de aire primario y agua secundaria.

En algunos edificios con determinada orientación  se pueden utilizar sistemas de aire acondicionado central todo-aire.

Los espacios para servicios individuales se tratan mejor por medio de unidades autónomas o centrales con unidades batería-ventilador.

Lo ideal sería un servicio de limpieza óptimo, que garantice en la medida de lo posible la ausencia de polvo, olores y bacterias.

 

Aire Acondicionado Central en Escuelas y Colegios

En una escuela es necesario mantener un ambiente adecuado durante todo el año, exigido por la aglomeración escolar, por la gran intensidad de iluminación y de luz solar en las aulas exteriores con ventanales, y por la importancia que tiene que poseer el lugar donde se enseñan y se aprenden los conocimientos.

La arquitectura de los edificios dedicados a la enseñanza primaria y secundaria pueden variar desde edificios de una o dos plantas a conjuntos de edificios destinados cada uno de ellos a funciones individuales.

Cualquiera que sea la estructura del edificio, pueden ser muchos los sistemas de aire acondicionado central a utilizar, y como se exige una óptima ventilación, los sistemas todo-aire, de cualquier tipo serán la mejor solución, pues las unidades autónomas y los equipos todo-agua de fan-coil tienen aplicaciones limitadas, más limitaciones tiene aún el sistema aire-agua.

Con respecto a los establecimientos de enseñanza superior, presentan problemas muy semejantes a los de primaria y secundaria, con la diferencia que las instituciones de enseñanza superior poseen generalmente un edificio con varios pisos, con una ocupación de actividad simple o múltiple, por este motivo la elección del sistema de aire acondicionado es más variada.

La refrigeración suele hacerse por medio de una central funcionando paralelamente con otra central de calefacción.

 

Aire Acondicionado Central en Shoppings

Cuanto más grandes son estos centros de compras, más cuidado debe ponerse en el estudio de los problemas de cada uno de los pisos.

Si bien cada planta tiene una particularidad, pero por otra parte todo el edificio presenta una uniformidad, en cuanto a sus líneas de ventas, debe ser tratado como una unidad.

El ciclo de circulación del aire acondicionado central de estas grandes tiendas, debe corresponder a la carga de cada piso o a veces a todo el edificio.

Se utilizan para climatizar este gran recinto, diversos sistemas de acondicionamiento: unidades autónomas, centrales con unidades de ventilación, pudiendo emplearse un mínimo de conductos.

En determinadas zonas del shopping se pueden instalar unidades ventiladoras que reciben agua fría de una central de deshumectación.

Una central acondicionadora con una amplia red de conductos puede tratar a todo el edificio como una sola unidad, manteniéndose las condiciones particulares de cada planta por el medio más adecuado que podrá ser el control de volumen en cada zona o un control de aire de bypass en la central.   

 

Aire Acondicionado Central en Bibliotecas y Museos

Las bibliotecas y museos que contienen colecciones de libros, obras de arte y técnica, ciencias históricas y naturales, suelen estar situadas en las grandes ciudades. Esta situación expone a las colecciones a la acción destructora de una atmósfera sucia.

En el proyecto del acondicionamiento del aire se debe prestar especial atención al filtraje y eliminación de la suciedad atmosférica y mantener una humedad y temperatura constante a lo largo de todo el año.

Debe establecerse un movimiento de aire que evite su estancamiento en los rincones.

El control de la humedad relativa del ambiente y de la humedad del objeto, es sumamente importante, pues la humedad relativa del ambiente afecta el equilibrio del contenido de humedad entre el objeto y la atmósfera que lo rodea.

Es decir que el equilibrio de humedad en el ambiente, es esencial para que el objeto no se deteriore. El equipo de aire acondicionado central puede ser de varios tipos, el sistema ideal es el que estando bien zonificado, con una central deshumectadora y unas unidades de ventilación distribuidas, utiliza un control de recalentamiento de bypass o vapor por agua o eléctrico.

El sistema de aire acondicionado central deberá funcionar las 24 horas durante todo el año, y la atenuación acústica será parte importante del proyecto.

Aire Acondicionado Central en Laboratorios

Los laboratorios individuales se proyectan para unas condiciones determinadas o para un margen de condiciones de temperatura, humedad y  limpieza, estas funciones debe mantenerse con rigor y los controles y protectores deben ser con frecuencia muy perfeccionados.

La explicación siguiente se refiere a locales destinados a laboratorio, donde las oficinas de los investigadores, salas de conferencias, bibliotecas y lugares de trabajo están situados bajo el mismo techo.

Al proyectar la aplicación de un aire acondicionado central para laboratorios deben considerarse sus condiciones especiales a las que no son aplicables las normas generales que sirven para el proyecto de los sistemas en general.

La selección del sistema de acondicionamiento la determina el agrupamiento de espacios semejantes y las necesidades individuales de cada espacio separado.

Para los espacios con carga variable resultan más convenientes los sistemas multizona de recalentamiento, como el sistema caudal constante y temperatura variable.

Los espacios con cargas concentradas pueden exigir un tratamiento local de temperatura, humedad y limpieza. Mientras no exista peligro de explosiones o humos corrosivos, debido al trabajo que se realiza en un laboratorio, el equipo a emplear puede ser el normal.

Con respecto a la extracción de humos, se utilizan campanas de extracción con su propio ventilador, en donde las necesidades de extracción no dependen del sistema de aire acondicionado central, el aire exterior que no ha sufrido tratamiento alguno entra directamente en el extractor y es expulsado individualmente o por medio de un grupo de extractores.

Aire Acondicionado Central en Buques

El acondicionamiento de buques, lo mismo si se trata de un buque de pasajeros o de carga sigue la misma norma que en las instalaciones de tierra.

Pero es importante determinar la zona de navegación, si es tropical, si hace mucho frio, si nieva.

El efecto solar también es un elemento importante a tener en cuenta y la radiación solar difusa que refleja la superficie del agua.

Los caudales de ventilación son mayores a bordo por el reducido tamaño de los camarotes, y por los característicos olores de los barcos.

Como en un barco el volumen está aprovechado al máximo, esto plantea un problema de espacio en el momento de seleccionar el equipo.

Generalmente los camarotes y alojamientos de la tripulación sólo pueden condicionarse con sistemas de inducción aire-agua, sistemas todo-aire con recalentamiento y sistemas de dos conductos.

Los espacios públicos se acondicionan por medio de sistemas convencionales todo-aire, formados por una central y unidades batería-ventilador.

El equipo que se instala a bordo debe ocupar el mínimo de espacio y producir la mínima vibración y ruido, adaptarse al movimiento del buque, utilizar materiales resistentes a la acción corrosiva del aire, del mar y del agua salada.

Para resolver posibles averías, debe ir un técnico acompañado de repuestos y materiales para el  mantenimiento.

 

 

Bibliografía:  

Carrier, Compañía de Aire Acondicionado: Manual de Aire Acondicionado, Marcombo S.A., Barcelona, 1994.

 

Premisas generales que deben cumplir las instalaciones de Aire Acondicionado Central, climatización, refrigeración y calefacción

 Cualquiera que sea el sistema elegido, la instalación de los sistemas de aire acondicionado central, climatización, refrigeración y calefacción, deben responder a ciertas premisas, a fin de lograr las condiciones ambientales de confort y el mejoramiento de los procesos industriales:

-Deben proporcionar una condición climática uniforme en todos los ambientes, sin que ésta dependa de las condiciones exteriores.

 -El sistema debe ser fácilmente regulable y controlable automáticamente.

-No debe provocar gases nocivos, para lo cual habrá adecuada renovación del aire en los locales.

-Toda la instalación del aire acondicionado central, la refrigeración o la calefacción, así como el funcionamiento y mantenimiento deben ser económicos, con el menor consumo de energía posible.

 

  Sistemas de Acondicionamiento de  Aire Acondicionado Central  y sus aplicaciones

Instalaciones de Aire Acondicionado Central para una única función

 

Aire Acondicionado Central para Residencias

 La arquitectura  de las residencias es muy variable, pasando de edificios de tipo multicelular hasta chalets de zonas residenciales. Cualquiera que sea su tipo, existe una diversidad de dispositivos estructurales, orientaciones y sombras que pueden reducir la carga del acondicionamiento del aire acondicionado central.

Considerando estos elementos y coordinándolos desde el punto de vista del inversor, puede conseguirse la selección más económica del equipo de aire acondicionado central y sus gastos de explotación.

Lo más importante en este proyecto, es la satisfacción del propietario u ocupante de la residencia.

Entre todos los mercados y  aplicaciones del aire acondicionado central, el mercado residencial es el más amplio y el más competitivo.

Actualmente muchos fabricantes producen unidades de calefacción, acondicionamiento y bombas de calor, especiales para residencias. Lo que se busca es la adaptabilidad y la solidez de estas unidades.

 

 Aire Acondicionado Central en establecimientos de Comidas y Bebidas

 Esta clasificación comprende : restaurantes, cafeterías, comedores, bares, salones de cocktail y “night clubs”.

La característica principal de estos locales es la existencia de grandes cargas a determinadas horas  del día y la noche. Estas cargas punta deben coordinarse con las condiciones externas, las cuales están relacionadas, con la determinación de la carga de refrigeración.

Es un requisito indispensable la buena ventilación, con un control del aire extraído para neutralizar los olores de comida y tabaco.

Otro aspecto a tener en cuenta en la valoración de la carga, es la concentración de calor sensible y latente en los espacios destinados a baile y diversión.

En los comedores debe existir siempre una ligera sobrepresión, ocasionalmente se puede establecer una corriente de aire de ventilación procedente del comedor hacia la cocina, para ser expulsada al exterior. La cocina y la despensa deben tener presión negativa.

Tanto si la cocina ha de acondicionarse o ventilarse deben hacerse cuidadosos análisis de los elementos que producen vapor y calor, los aparatos más molestos en este aspectos, suelen tener campanas de extracción que eliminan las ganancias de calor y humedad.

El volumen del establecimiento de comidas  determinará la elección  del sistema de aire acondicionado central, esta elección  también puede estar determinada por su relación con el resto del edificio.

En algunos casos, el mismo sistema de aire acondicionado central, que sirve al edificio puede trabajar con carga parcial durante el fin de semana para servir únicamente al restaurante. Esto puede hacerse recirculando en el sistema de aire acondicionado central la cantidad de aire que se destina al resto del edificio.

El acondicionamiento del resto del edificio puede anularse mientras el del restaurante sigue funcionando.

 

Aire Acondicionado Central en Tiendas

 En esta clasificación están comprendidas las tiendas y los grandes almacenes. Estas pueden ser de vestimenta, calzados, confiterías, peleterías, almacenes generales, boutiques, supermercados, hipermercados y shoppings.

En todos estos lugares, el ciclo laboral puede ser de 8 a 12 horas, y en algunos lugares de 24 horas, esto, da como resultado, gran intensidad luminosa, cantidad de ocupantes variable y gran cantidad de mercancía.

Estas zonas exigen un tratamiento especial de las ganancias y pérdidas de calor y ventilación a causa de las máquinas de distribución de bebidas, vitrinas para comestibles, cigarrillos, caramelos, venta de fotos, salones de belleza, etc. Con sus aparatos productores de calor y olores.

La mercancía almacenada y el mobiliario que forma parte de un almacén puede utilizarse para reducir la carga haciendo uso del efecto de pre-enfriamiento.

El frío almacenado en las mercancías compensará las cargas máximas y reducirá el tamaño del equipo.

Cuando los locales son de techo alto se puede hacer uso de la estratificación del calor por medio de la extracción de aire natural o forzada.

En la mayoría de los casos se pueden utilizar unidades compactadas situadas en el suelo, suspendidas del techo o montadas en él, a veces los proyectos pueden exigir el montaje de aire acondicionado central con unidades de batería-ventilador y un amplio sistema de conductos.

En combinación  con las unidades de tratamiento de aire (climatización) pueden montarse plantas de refrigeración por expansión directa o unidades de enfriamiento de agua (chillers).

 

Aire Acondicionado Central en lugares donde se practica bowling

 La característica de esta aplicación es el aspecto local del aire acondicionado, ya que sólo se acondicionan los espacios ocupados por los jugadores, los espectadores y la zona del bar.

Las pistas delante de la línea de faltas y de la zona de colocación de los bolos, no se acondicionan.

Como existe una gran concentración de gente  (8 a 19 por pista) y se realiza un ejercicio violento, además se fuma en el lugar, la ventilación debe ser amplia y positiva.

La extracción del aire viciado debe hacerse por ventilador con rejillas situadas por encima de los espectadores y jugadores, más allá de la línea de faltas, por encima de las pistas.

Las bocas para el retorno del aire deben ser numerosas y situadas a distancia de la zona destinada al bar. Las parrillas, cafeteras y equipos similares, deberán estar dotados de extractores.

La impulsión del aire acondicionado central deberá proyectarse de forma que se evite una distribución irregular.

Las unidades que pueden utilizarse en estos casos son las autónomas, aunque también pueden encontrar aplicación las unidades multizona o de bypass.

 

 Aire Acondicionado Central en Estudios de Radio y TV

 Los estudios de radio y TV pueden variar mucho de dimensiones, ocupando uno o más pisos de un edificio, o el edificio completo dedicado enteramente a una red.

También existen estudios pequeños y grandes dedicados a la retransmisión, los estudios grandes (en especial los de TV) tienen unas cargas enormes y variables de iluminación, cámaras y resto del equipo. Por este motivo es necesario tener en cuenta todas las cargas y proceder de forma que se reduzcan utilizando cualquier método posible.

El sistema de aire acondicionado central que resulte, debe ser económico y fácil de controlar. Los controles deben ser individuales en cada local, ya sea un estudio, auditorio, sala de control, oficina o zona de recepción.

Los armarios electrónicos deben tener una ventilación de aire limpio y una extracción directa. El aire necesario para esta ventilación puede ser procedente de los estudios adyacentes, salas de control y oficinas.

El sonido es un elemento muy importante, debiendo controlarse cuidadosamente las vibraciones y los ruidos molestos.

Las aplicaciones individuales determinan la elección del sistema de aire acondicionado central, en la medida de satisfacer las necesidades de ventilación y temperatura sin crear corrientes de aire y ruidos molestos.

 

 Aire Acondicionado Central en Clubes campestres (rurales)

 Estas residencias se encuentran situadas en campo abierto, completamente expuestas a los agentes climáticos. El problema principal procede del número variable de los ocupantes. Las distintas actividades de los ocupantes exigen un análisis de las cargas de cada habitación y de las necesidades globales de refrigeración.

Los espacios que se acondicionan varían, desde las salas de reuniones, comedores, bares y habitaciones individuales.

Algunos clubes disponen de zonas recreativas dedicadas a billares, pool, bowling y juegos de ping-pong.

Esta aplicación sugiere el empleo de toda clase de equipos, desde acondicionadores de ventana hasta centrales enfriadoras de agua con unidades fan-coil (ventilador-serpentín), dentro de la gama de equipos construidos de fábrica.

 

 Aire Acondicionado Central en Salones de belleza y peluquerías

 Es necesario en este tipo de lugares, tener en cuenta la carga y establecer una ventilación  con sobrepresión y extracción de aire.

En esta categoría se encuentran los grandes salones de belleza y las pequeñas peluquerías.

En los salones de belleza que se encuentran dentro de grandes tiendas, hoteles u otros edificios, existe otro problema, y es que deben tener una presión negativa para evitar que los olores se extiendan a las zonas próximas.

Los salones de belleza son grandes salas compartimentadas, existiendo habitaciones separadas para tratamientos de belleza, masajes, depilación, etc.

La distribución del aire acondicionado central en zonas amplias, se realiza generalmente por medio de difusores en el techo, y las habitaciones individuales reciben el aire de rejillas separadas.

El sistema de aire acondicionado central es el de bypass, con un sólo conducto, o un sistema de recalentamiento.

Con respecto a las peluquerías la distribución del aire acondicionado central debe evitar el choque con las cabezas de los clientes o con los espejos.

Las peluquerías pueden acondicionarse con el mismo sistema de aire acondicionado central del edificio en donde están instaladas, y  otra opción sería la utilización de unidades autónomas.

 

 Aire Acondicionado Central en Iglesias, teatros y salas de música

 Estas instalaciones tienen en común el albergar a un considerable número de personas.

El grupo de personas que se encuentran en el lugar, pueden estar realizando distintas actividades : canto, baile, conferencias, etc.

Debido a esto, es importante el criterio de aplicación  de los factores adecuados que proporcionen  una potencia suficiente para las cargas variables de calor latente y transmisiones.

En general se puede decir, que para cada 100 personas hace falta de 15 a 18.000 frigorías/hora.

Los sistemas de aire acondicionado central utilizables en las iglesias, teatros, auditorios, salas de música,  varían desde las unidades autónomas hasta centrales montadas “in situ”. Pueden utilizarse sistemas de acumulación de agua fría o hielo.

 

 Aire Acondicionado Central en Salas de baile y de patinaje

 Igual que en el ítem anterior, estas instalaciones se caracterizan por la gran cantidad de gente que se encuentra en su interior, desarrollando una intensa actividad.

El factor de calor sensible es bastante bajo, y por este motivo debe realizarse un recalentamiento el aire o aumentar el volumen de éste para absober el exceso de humedad.

Las condiciones interiores del proyecto deben coordinarse con el movimiento del aire alrededor de los ocupantes activos, y cuanto mayor sea la velocidad en la distribución del aire, mayores temperaturas se pueden elegir.

La mayoría de los factores vistos respecto de el aire acondicionado en iglesia y teatros, se pueden aplicar en este caso, pero la ventilación debe ser muy superior.

Debe estudiarse la coincidencia de los efectos de la iluminación  con la actividad desarrollada.

En las pistas de patinaje, el aire acondicionado central debe coordinarse  con el efecto radiante de las paredes y los suelos fríos. El enfriamiento de éstos no representa problema alguno para los patinadores, pero sí para los espectadores.

Los equipos autónomos o centrales de acondicionamiento y refrigeración  deberán considerarse desde un punto de vista puramente económico.

La distribución del aire se puede proyectar con un reducido número de difusores o con una amplia red de conductos.

 Aire Acondicionado Central en Fábricas

Debe establecerse una distinción entre el acondicionamiento de la fábrica desde el punto de vista del confort humano, y el acondicionamiento que necesitan determinados productos industriales.

En el primer caso lo que se busca es el bienestar del trabajador, y en el segundo lo más importante es el ambiente que rodea al producto.

Existen casos en que el aire acondicionado central beneficia a ambos, y esto, se traduce en términos  económicos, ya que si el obrero trabaja en un lugar agradable la producción mejorará notablemente.

Puede suceder que las condiciones del proyecto y el movimiento del aire resulten ser antieconómicos, en este caso, debe ser estudiado el problema para poder acondicionar zonas limitadas o estudiar separadamente puntos de acondicionamiento individuales para los trabajadores.

Para conseguir los costos mínimos debe hacerse un análisis de las cargas de iluminación , techos, paredes, maquinaria, elaboraciones  y trabajadores, para determinar la carga en funcionamiento.

Los sistemas autónomos “todo aire” de un solo conducto, y el acondicionamiento de ciertas zonas o puntos concretos, se pueden aplicar en las fábricas.

Cuando se tienen distintas estaciones de enfriamiento dispersas puede resultar más  económico distribuir por la fábrica agua refrigerada o enfriada evaporativamente en vez de aire. En tales casos se pueden disponer unidades de ventilación terminales o combinadas con pequeños conductos.

 

 Bibliografía

 Quadri, Nestor Pedro: Instalaciones de Aire acondicionado y calefacción, Editorial Alsina, Bs.As., 1986.

 Carrier, Compañía de Aire Acondicionado: Manual de Aire Acondicionado, Marcombo .

S.A., Barcelona, 1994.

Sistemas frigoríficos, utilizando gases R para cámaras frigoríficas de helados 

 Tras dejar el congelador, el helado está en una estado semisólido y, posteriormente, debe refrigerarse, es decir, debe ser puesto en una cámara frigorífica para llegar a ser lo suficientemente sólido para su almacenamiento y distribución. La temperatura ideal para servir el helado está alrededor de -13ºC. Para mantener una textura lisa en un helado endurecido, el contenido en agua restante debe enfriarse rápidamente, para que los cristales de hielo formados sean pequeños.

Por esta razón , muchas cámaras frigoríficas se mantienen a -29ºC y algunas incluso a -35ºC.

Las cámaras frigoríficas más modernas tienen circulación forzada de aire, bien mediante un refrigerador de unidad o bien por medio de una batería remota de serpentines.

Con los recipientes de helado dispuestos de tal forma que el aire circula alrededor de ellos, el momento del endurecimiento es alrededor de la mitad de una cámara frigorífica que tenga serpentines superiores o camisas y circulación por gravedad.

Con circulación forzada de aire en la cámara frigorífica y con condiciones promedio de planta, el helado dispuesto en recipientes de 10 o 20 litros, todos espaciados para permitir la circulación de aire, se endurecerá en alrededor de 10 horas.

Algunas plantas grandes emplean túneles de enfriamiento que descargan en una cámara frigorífica de almacenamiento de baja temperatura. Debido a los varios envases a endurecer, muchos túneles de frio son del tipo de ráfaga de aire, operando a temperaturas entre -34ºC y -49ºC, y en algunos casos se llega a los -56ºC.

Las cámaras frigoríficas de contacto de placas, deben cargarse y descargarse continua y automáticamente, para introducir los paquetes desde la llenadora, sin demora.

La temperatura en la cámara frigorífica de almacenamiento se conservan los helados alrededor de -30ºC, hoy en día se usan cámaras frigoríficas cuyo almacenamiento se realiza por medio de palets y sistemas de estanterías.

 Equipos de refrigeración para cámaras frigoríficas de helados

Algunas fábricas de helados pequeñas, utilizan cámaras frigoríficas de endurecimiento, hasta una temperatura aceptable, mediante compresores refrigerantes de etapa simple.

En muchos casos, estas fábricas operan sus compresores por encima de la relación de compresión máxima recomendada por el fabricante, y como consecuencia de ello se producen las roturas de motocompresores y la interrupción en la producción del frio artificial.

Una alternativa para evitar estos inconvenientes es la utilización de motocompresores de doble tapa, con subenfriamiento de líquido, logrando temperaturas en las cámaras frigoríficas para helado de hasta -40ºC.

Las condiciones adicionales que afectan adversamente sobre la velocidad de congelación del helado, son inconvenientes producidos fundamentalmente por una baja eficiencia del evaporador, debido: a una rápida congelación y la formación en el mismo de una película de hielo y de aceite. La descongelación automática es una respuesta al problema del hielo y la escarcha, y un separador de aceite en la línea de descarga de los compresores es altamente aconsejable.

La reducción de las perdidas de frio artificial a través de las puertas y las constantes aperturas de las mismas, y el aislamiento suficiente de la cámara frigorífica de helados pueden contribuir materialmente a una mejor eficiencia.

Bibliografía:

-Manual de Refrigeración Copeland Corporation, Sidney, Ohio, USA. 1970

-Ashrae Handbook, Roure 6, S.L, España, 1990.

Sistemas frigoríficos, empleando para cámaras frigoríficas gases R

Las cámaras frigoríficas de carne no son diferentes de otras cámaras alimentarias, se aplican los mismos principios que se refieren a las condiciones de higiene de las cámaras frigoríficas y de los edificios en donde éstas están alojadas.
Todas las cámaras frigoríficas de carne deben funcionar bajo normas dadas a conocer mediante órdenes del servicio de inspección.
Las precauciones adecuadas deben hacer mínimo el crecimiento y la contaminación bacteriana, esto significa, el uso de materias primas limpias, agua y aire limpios, de una manipulación de la carne en condiciones sanitarias en todos los aspectos, un buen control de temperatura de las cámaras, y una limpieza escrupulosa entre turnos de trabajo de todas las superficies en contacto con la carne.
El enfriamiento rápido de la carne, no sólo reduce el tiempo de crecimiento, sino que también reduce el número de bacterias.
Es un deber del que trata los productos de la carne recomendar al consumidor normas de preparación adecuadas  en las cámaras frigoríficas, las condiciones sanitarias se reducen a mantener la limpieza y el orden físicos, evitando la entrada de olores extraños.

Con respecto a las cámaras frigoríficas de carne vacuna, el enfriamiento se hace por la noche en cámaras con una gran capacidad frigorífica y una gran circulación de aire, el tiempo de enfriamiento es de 1 día, aunque a veces se dilata hasta 2 o 3 días más.
La res de vacuno que no se envía el día después de la matanza, debe mantenerse en  cámaras frigoríficas  de temperaturas de 1 a 2ºC, con una circulación mínima de aire para evitar un excesivo cambio de color y una pérdida de peso importante.
Las reses en medias piezas o laterales, se soportan de ganchos suspendidos de un carrito con una rueda que corre por carriles elevados. Los carritos, en general, se transportan desde la sala de despiece a las cámaras de refrigeración mediante cadenas de transporte motorizadas, equipadas con dedos que engarzan con los carritos, los cuales se distribuyen a continuación manualmente por el sistema de carriles de las cámaras de refrigeración y conservación.

Cámaras frigoríficas de refrigeración y conservación para carnes

Los carriles de las cámaras de refrigeración y  conservación están situados corrientemente a una distancia entre centros de 900 a 1200 mm. en las cámaras de conservación. Los carriles deben estar situados como mínimo a 610 mm del obstáculo más próximo, tal como una pared o una columna del edificio, y la parte superior de los carriles debe estar al menos a 3.350 mm por encima del suelo.
Las vigas de soporte deben estar situadas como mínimo a 1.830 mm por debajo del techo, para obtener una óptima distribución del aire.
Con el fin de asegurar una distribución eficaz del aire, las mitades de las reses deben situarse en los carriles, tanto de las cámaras de refrigeración como de las cámaras de conservación, de  modo que no se toquen las unas con las otras. El espacio necesario varía con el tamaño de la res, y el promedio debe ser de 760 mm por cada dos mitades de un vacuno. Sin embargo, en la práctica las mitades están frecuentemente más apiñadas.
Una cámara frigorífica de refrigeración para carne debe tener un tamaño tal que la última res cargada en ella no debe retrasar materialmente el enfriamiento de la primer res. Aunque el tamaño no es tan crítico como en el caso de las cámaras frigoríficas de refrigeración de reses de cerdo (a causa de la refrigeración más lenta), es deseable que se limite el tamaño de la cámara frigorífica para carne, para contener no más de 4 horas la matanza diaria, a fin de controlar mejor las pérdidas y la condensación.
Las cámaras frigoríficas de conservación para carne, pueden ser tan grandes como se desee, debido a su capacidad de mantener una temperatura y una humedad más uniformes.
En tanto que las capacidades de las cámaras frigoríficas de refrigeración para carne y las cámaras frigoríficas de conservación para carne de la planta, varían ampliamente,
en general las cámaras de conservación para carne requieren una capacidad igual a la matanza diaria, y las cámaras frigoríficas de conservación para carne requieren de una a dos veces la matanza diaria.

La s condiciones de proyecto y la carga frigorífica de las cámaras frigorificas para carne

La selección del equipo debe basarse en las condiciones a carga punta, cuando la pérdida por el producto es la máxima. Las pérdidas por la cámara, el calor del equipo y el calor de la res se suman a una carga total que varía mucho- no sólo en magnitud, sino también en la proporción entre calor sensible y calor total (factor de calor sensible)- a lo largo de todo el proceso de refrigeración.
A medida que avanza este proceso, la carga por el vapor disminuye y la carga sensible se hace más predominante.
En condiciones de carga frigorífica punta, el exceso de humedad se condensa en forma de niebla-lo suficiente para calentar la mezcla niebla-vapor-aire hasta el factor de calor sensible del proceso de eliminación de calor. En consecuencia, el proceso de extracción de calor de la batería infravalora la tasa real de eliminación de agua en la cantidad de vapor condensado en forma de niebla.
En general las cámaras de refrigeración para carne vacuna, tienen capacidad suficiente en el evaporador para mantener la temperatura ambiente adecuada. Esto da como resultado un incremento de la temperatura ambiente entre los 2 y los 4º C , con una reducción gradual ente 0 y 1º C. Sin embargo muchas instalaciones frigoríficas suministran una mayor capacidad-en particular los sistemas de batería seca- evitando con ello un escarchado excesivo de la batería. En las cámaras frigoríficas de carne de carga por partidas, la temperatura puede llegar a -4ºC en la carga punta, siempre que se aumente hasta los -1ºC al progresar el proceso de refrigeración, sin congelar la superficie del vacuno.
La mejora en las pérdidas conseguida con estas bajas temperaturas, tiende sin embargo, a ser inferior a la esperada (en la refrigeración del vacuno) a causa del pequeño papel jugado por la transmisión de calor sensible.
Es una práctica normal en una cámara frigorífica de conservación para carne el dar al evaporador la capacidad de mantener en todo tiempo la temperatura ambiente entre 0 y 1ºC.
Las baterías utilizadas en las cámaras frigoríficas de conservación para carne dimensionadas para la carga punta, una baja tasa de circulación de agua y del aire y una temperatura de batería 5,5ºC por debajo de la temperatura ambiente, tienden a mantener la humedad relativa aproximadamente del 90%, lo que evita pérdidas excesivas y previene el exudado superficial.

Cámaras frigoríficas para carne del vacuno empaquetado

Con respecto al vacuno empaquetado, podemos decir, cada vez más la producción de los mataderos de vacuno se hace en forma de piezas prefabricadas de la res, empaquetadas al vacío en bolsas de plástico, que se presentan en cajas de cartón corrugado.
Después de la refrigeración normal, una res se despieza en piezas básicas, que se empaquetan al vacío y se colocan en cajas para su transporte.
Para evitar el desarrollo de organismos patógenos, la temperatura debe mantenerse por debajo de los 4ºC. El envejecimiento del vacuno continúa después del envasado al vacío y durante el transporte, porque la ausencia de oxígeno no desacelera la acción enzimática sobre la carne.
El enfriamiento de la carne deshuesada desde 10 a -12ºC, exige la extracción  de unos 310 Kg de carne magra, en el caso de la carne sin hueso en cajas de cartón, la velocidad de congelación depende del grueso y de las propiedades térmicas de la caja y de la propia carne.

 

Bibliografía.

-Manual de Refrigeración Copeland Corporation, Sidney, Ohio, USA. 1970
-Miralles Ramirez, Juan Antonio-Enciclopedia de la Climatización- Ediciones Ceac-España, 1996.
-Ashrae Handbook, Roure 6, S.L, España, 1990.