INSTITUTO NACIONAL TECNOLOGICO DIRECCIÓN GENERAL DE FORMACIÓN PROFESIONAL DEPARTAMENTO DE CURRÍCULUM
MANUAL PARA EL PARTICIPANTE FUNDAMENTOS DE REFRIGERACIÓN DOMICILIAR
ESPECIALIDAD:
Refrigeración y Aire acondicionado
Enero 2009
INSTITUTO NACIONAL TECNOLÓGICO (INATEC) (INATEC) DIRECCION GENERAL DE FORMACION PROFESIONAL DEPARTAMENTO DE CURRÍCULUM
Unidad de Competencia: •
Refrigeración Doici!iar
Elementos de Competencias:
"# # *# ,# /# 2#
F$n%a F$n%aen& en&o' o' %e refrigera refrigeració ción n %oici!i %oici!iar ar Core' Core'ore ore'' %e refrig refrigerac eración ión %oici %oici!ia !iar r Si'&ea' Si'&ea' e!+c&rico' e!+c&rico' %e refrigerac refrigeración ión %oici %oici!iar !iar E-$io' E-$io' . acce'orio' acce'orio' %e %e refrigerac refrigeración ión %oici %oici!iar !iar 0ac1o 0ac1o . carga %e refriger refrigeración ación %oici!iar %oici!iar fa!!a' fa!!a' en e! 'i'&ea 'i'&ea %e refrigerac refrigeración ión %oici! %oici!iar iar
Enero 334
Introducción........................................................................................................................1 Objetivo General.....................................................................................................................1 Objetivo Específicos...............................................................................................................1 Recomendaciones Generales...................................................................................................2 UNI! I "!GNI#UE$ %!$I&!$.............................................................................' 1. %reve rese(a )istórica*....................................................................................................' 2. +a "ateria , sus estados físicos......................................................................................2.1 ropiedades ropiedades físicas físicas de los cuerpos..... cuerpos........... ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............. ....................../ ................/ 2.2. Estados Estados físico físicoss de los cuerpos..... cuerpos............ ............. ............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ................... ................/ .../ 2.0. &ambios &ambios de estado...... estado............ ............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. ..................... ................................ .................. 0. #empera #emperatura.. tura........ ............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. .............. ............................. ..............................13 ........13 0.1 #ermómetros...............................................................................................................12 0.2 Normas de se4uridad en el uso del termómetro.............................................. termómetro...................................................... ...........15 ...15 '. &alor..............................................................................................................................15 '.1 67u8 es el calor9.........................................................................................................15 '.2 "8todos "8todos de transferen transferencia cia de calor....... calor.............. .............. .............. ............. ............. ....................... ...............................1...............1'.2.1. &onducción.............................................................................................................1'.2.2 &onvección...............................................................................................................1: '.2.0 Radiación.................................................................................................................23 '.0 Unidades de medida del calor.....................................................................................21 '.5 #ipos de calor..............................................................................................................22 '.5.1 &alor latente.............................................................................................................22 '.5.2 &alor sensible.................................................................. ................................ ........2' ........ 2' '.- &antidad , potencia de calor.............................................................. ........................ .................. ......25 25 5. resión...........................................................................................................................2: 5.1 efinición....................................................................................................................2: 5.2 +a presión puede e;presarse en diferentes unidades de medida.................................2: - #ipos de presión.............................................................................................................2: -.1 resión atmosf8rica.....................................................................................................2: -.2 resión manom8trica...................................................................................................2 -.0 resión absoluta..........................................................................................................2 -.' resión de vacío..........................................................................................................2 : Instrumentos para medir presión................................................................. ..............01 ............. .01 :.1. El barómetr barómetro...... o............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............01 ......01 :.2. "anómetros "anómetros....... ............. ............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. ..................... ................................01 ..................01 :.2.1 El manómetro de %aja presión.................................................................................02 :.2.2. El manómetro manómetro de !lta !lta presión..... presión........... ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............. ............. .................00 ..........00 :.2.0
el refri4erante esta ?saturado?...........................0: .2 &uando la relación pt no se cumple> es indicación de sobrecalentamiento o subenfriamiento.................................................................................................................0: .0 !nali@ando !nali@ando sistemas reales reales por refri4erante refri4erante saturado> subenfriado subenfriado , recalentado.....0/ recalentado.... .0/ Ejercicios de auto evaluación............................................................................................'3 UNI! II $U$#!N&I!$ REARIGER!N#E$.................................................................'2 1. Refri4erant Refri4erantes.... es........... .............. .............. ............. ............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. ................. ........................'2 ..............'2
1.1 efinición....................................................................................................................'2 1.2 ropiedades ropiedades....... .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............. ............. .............. .............. ..........................'2 ...................'2 1.0 &aracterís &aracterísticas ticas de los refri4era refri4erantes ntes mBs empleados.. empleados......... .............. .............. ............. ................... .................'' ....'' 2. "e@clas refri4erantes....................................................................................................'2.1 "e@clas a@eotrópicas..................................................................................................': 2.2. "e@clas @eotrópicas..................................................................................................': 2.0. "e@clas &asi C!@eotrDpicas......................................................................................': 2.'. "edidas de se4uridad en la manipulación de refri4erantes.......................................'/ 2.5.Normas de se4uridad...................................................................................................'/ 2.- rimeros au;ilios.........................................................................................................'/ 0 roblemBtica de los refri4erantes..................................................................................' 0.1 estrucción de la capa de o@ono.................................................................................' 2.2. roductos roductos =uímicos =ue destru,en el o@ono.............................................. ............... ........ .......51 51 0. +os efectos del aumento de las radiaciones ultravioleta...............................................5' 0.1 En la piel.....................................................................................................................5' 0.2. En las defensas defensas del cuerpo )umano....... )umano............. ............. .............. .............. ............. ................... ..............................55 .................55 0.0. $obre las plantas*.. plantas*......... ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............. ............. ............................ .............................55 ........55 0.' $obre la vida marina , acuBtica................................................ ................... .......... ................. .........5.5' Efecto invernadero.........................................................................................................55 El protocolo de "ontreal...............................................................................................5/ -. Recuperación , reciclaje de refri4erante.......................................................................-3 -.1. efiniciones...............................................................................................................-3 -.2. Recobro de refri4erantes............................................................................................-3 -.0. "a=uinas recuperadoras , recicladoras.....................................................................-3 -.'. &ilindros de recuperación..........................................................................................-2 :. "8todos de recuperación de refri4erante......................................................................-2 :.1. Recuperación Recuperación en fase fase a apor.......... por................. ............. ............. .............. ............. ............. .............. .............. .................... ..................-2 .....-2 :.2. Recuperación Recuperación en fase lí=uida..... lí=uida............ .............. .............. ............. ............. .............. .............. ........................ ...........................-0 ..........-0 /. Normas de se4uridad en la recuperación de refri4erantes............................................-5 . Re4las Re4las 4enerales 4enerales en la la recuperació recuperación n de 4ases refri4era refri4erantes.. ntes........ ............. .............. ............. ................-..........-Ejercicios de auto evaluación............................................................................................-: UNI! III $I$#E"! E ENARI!"IEN#O.............................................................. ENARI!"IEN#O.............................................................. ....-/ 1. "8todos "8todos de producc producción ión de frío...... frío............. .............. .............. ............. ............. .............. .............. ........................ ...........................-/ ..........-/ 1.1. "8todo =uímico.... =uímico........... .............. .............. ............. ............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ..................... ......................-/ .......-/ 1.2. "8todo el8ctrico.. el8ctrico......... ............. ............. .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. .......................... ..............................- ...........- 1.0. "8todo de enfriam enfriamiento iento por fusión..... fusión............ .............. ............. ............. .............. .............. ............. ............. .............. ............- .....- 1.'. "8todo de enfriamient enfriamiento o por por evaporación evaporación de lí=uido...... lí=uido............ ............. .............. ....................... ..................:3 ..:3 2. El ciclo de refri4eración por absorción.........................................................................:1 2.1 .$istema de absorción..................................................................................................:1 2.2. $istema de absorción de operación continFa.............................................................:2 2.0. $istema de refri4eración por absorción de tipo domestico........................................:0 0. El ciclo ciclo de refri4 refri4eraci eración ón por compre compresión sión de de vapor....... vapor.............. .............. ............. ............. ........................:5 .................:5 0.1 Instalación simple.......................................................................................................:5 0.2. Instalación Instalación completa.................................................... ...................... ................. ......... .............. ...... : ' Aunción Aunción de cada uno de los elementos elementos del ciclo de Refri Refri4eraci 4eración................. ón...........................: ..........: 5. Aunción de los elementos secundarios de un ciclo de refri4eración............................./3 Ejercicios de auto evaluación............................................................................................/0
G+O$!RIO....................................................................................................................../5 %I%+IOGR!AI!............................................................................................................../-
Introducción E! Man$a! ara e! ar&ician&e 5 Fundamentos de refrigeración domiciliar”, 'e %e'arro!!ar6 en $n &o&a! %e "33 7ora' . e'&6 %irigi%o ara e! C$r'o %e Aren%i8a9e 5T+cnico en refrigeración . aire acon%iciona%o: . %e 7a;i!i&ación %e Refrigeración %oici!iar# Te ;rin%ar6 !o' conociien&o' -$e 'er6n !a ;a'e ara &$ %e'arro!!o en e'&a ior&an&e e'ecia!i%a% -$e e' !a refrigeración# La a!icación %e e'&o' rinciio' %e refrigeración no &iene !1i&e'# E! $'o 6' coación %e a!ien&o'# Ca'i &o%o' !o' ro%$c&o' en e! 7ogar= en !a gran9a= en !o' negocio'= en !a in%$'&ria o en !a;ora&orio' 'e >en afec&a%o' en a!g$na fora or !a refrigeración# A'1 $e'= !a refrigeración 'e 7a con>er&i%o en $n e!een&o e'encia! %e !a >i%a o%erna# A%e6' e'&e an$a! con&iene recoen%acione' genera!e' ara '$ e'&$%io= e9ercicio' %e a$&o e>a!$ación -$e &e %ar6n a$&a' a 'eg$ir en e! roce'o en'e?an8a @ aren%i8a9e# Ta;i+n e'&e %oc$en&o e' $na g$1a orien&a%ora . faci!i&a%ora= 'e %e;e e'&$%iar con e'ero= %e%icación#
Objetivo General •
A!icar !o' f$n%aen&o' %e refrigeración %oici!iar %e ac$er%o a !a' nora' &+cnica'
Objetivo Especficos: •
In&erre&ar !a' !e.e' &ero%in6ica' en f$nción %e !o' &ea' %e'arro!!a%o' %e fora c!ara . reci'a#
•
Leer &eera&$ra en %iferen&e' &io' %e &eróe&ro' 'eg
•
Rea!i8ar con>er'ione' en&re e'ca!a' %e &eera&$ra 'eg
•
Rea!i8ar con>er'ione' en $ni%a%e' %e e%i%a %e! ca!or e%ian&e for$!a' 'in oi&ir ning
•
En$erar !a' $ni%a%e' %e e%i%a %e re'ión $&i!i8a%a' en refrigeración 'in oi&ir ning$na#
1
•
Rea!i8ar con>er'ión en&re $ni%a%e' %e e%i%a' %e re'ión $&i!i8an%o for$!a genera! 'in error#
Oerar !o' anóe&ro' en !a e%ición %e re'ione' %e! 'i'&ea 'eg
•
Diferenciar !o' &io' %e refrigeran&e' $'a%o' en refrigeración %oici!iar 'eg
•
I%en&ificar !o' refrigeran&e' a!&erna&i>o' ara !a '$'&i&$ción %e !o' CFC=' $'a%o' en refrigeración %oici!iar#
•
U&i!i8ar e! e-$io %e rec$eración . recic!a9e %e refrigeran&e ara e>i&ar con&ainar e! e%io a;ien&e 'eg
•
De'arro!!ar ac&i&$% re'on'a;!e en e! ane9o %e refrigeran&e' con'i%eran%o !o' gra>e' %a?o' -$e 'e ro>ocan a !a caa %e o8ono#
•
I%en&ificar !a' ar&e' rincia!e' -$e coonen $n cic!o %e refrigeración or core'ión %e >aor $&i!i8an%o $na a-$e&a eficien&een&e#
•
De'cri;ir e! cic!o %e refrigeración or core'ión %e >aor con a.$%a %e !o' e%io' %e en'e?an8a 'in oi&ir ning
!ecomendaciones Generales Para iniciar e! e'&$%io %e! an$a!= %e;e e'&ar c!aro -$e 'iere '$ %e%icación . e'f$er8o !e eri&ir6 a%-$irir !a Uni%a% %e coe&encia a !a c$a! re'on%e e! Mó%$!o Fora&i>o %e F$n%aen&o' %e refrigeración % oici!iar# @ A! coen8ar $n &ea %e;e !eer %e&eni%aen&e !o' o;9e&i>o' . recoen%acione' genera!e'# @ Tra&e %e coren%er !a' i%ea' . ana!1ce!a' %e&eni%aen&e ara coren%er o;9e&i>aen&e !o' e9ercicio' %e a$&o e>a!$ación# @ Con'$!&e 'iere a '$ %ocen&e= c$an%o nece'i&e a!g$na ac!aración# @ A!1e '$' conociien&o' con !a ;i;!iograf1a in%ica%a $ o&ro' &e&o' -$e e'&+n a '$ a!cance#
2
@ A e%i%a -$e a>ance en e! e'&$%io %e !o' &ea'= >a.a recoi!an%o '$' in-$ie&$%e' o %$%a' 'o;re +'&o'= ara 'o!ici&ar ac!aración %$ran&e !a' 'e'ione' %e c!a'e# @ Re'$e!>a re'on'a;!een&e !o' e9ercicio' %e a$&o e>a!$ación#
U"I#$# I %$G"I&U#E' ($'IC$' )* (reve rese+a istórica:
0
La 7i'&oria %e !a refrigeración e' &an an&ig$a coo !a Bi'&oria i'a# Se $e%en %i'&ing$ir %e anera 'i!ifica%a %o' er1o%o' rincia!e' Refrigeración or na&$ra!e8a= ca'i &o&a!en&e !iga%o con e! $'o %e! 7ie!o# Refrigeración ar&ificia! -$e e!ea !o' 'er>icio' %e !a 6-$ina . %e !a ciencia o%erna# La &a;!a N" in%ica a!g$no' e>en&o' . fec7a' -$e erecen 'er recor%a%a' en re!ación a! %e'arro!!o %e !a &+cnica %e refrigeración# A%e6' %e !a' a!icacione' 6' conoci%a' %e !a refrigeración= &a!e' coo acon%icionaien&o %e aire ara c!ia&i8ar= a'1 coo e! roce'o %e conge!ación= a!acenaien&o= &ran'or&e . e7i;ición %e ro%$c&o' %a?a;!e'= !a refrigeración ec6nica 'e $'a ac&$a!en&e en e! roce'a%o o an$fac&$ra %e ca'i &o%o' !o' ar&1c$!o' -$e 'e enc$en&ran ac&$a!en&e en e! erca%o# La !i'&a %e roce'o' o ro%$c&o' -$e 7an 'i%o o'i;!e' o e9ora%o' con e! $'o %e !a refrigeración ec6nica e' r6c&icaen&e in&erina;!e# Por e9e!o= !a refrigeración 7a 7ec7o o'i;!e !a con'&r$cción %e enore' re'a' %e ca&ación= >i&a!e' ara !a rec$eración %e rec$r'o' en gran e'ca!a . ara ro.ec&o' 7i%roe!+c&rico'# Ba 7ec7o o'i;!e -erodo $+os !a con'&r$cción -ersonas%e caino'= &+' %e foracione' &erre'&re' ine'&a;!e'# Ba 7ec7o o'i;!e !a ro%$cción %e !6'&ico= 7$!e . $c7o' o&ro' 'in a&eria!e' . ro%$c&o' Pre7i'&órico Bo;re %e 'in&+&ico Conoc1a e! 7ie!o 7acer $'o con'cien&e<&i!e'# ara !a ca>erna ec6nica= con'er>ación %e a!ien&o' Gracia' a !a refrigeración !o' ana%ero' $e%en o;&ener 6' an %e "#333 A#C# C7ino' Aren%ieron -$e e! 7ie!o e9ora;a e! 'a;or %e !a' ;e;i%a'# ca%a 'aco %e 7arina !a' f6;rica' &e&i!e' . %e ae! $e%en ace!erar '$' 6-$ina' 7ie!o en in>ierno= !o eaca;an con a9a . a'err1n o;&enien%o a.or ro%$cción . Cor&aron 'e %i'one %e e9ore' +&o%o' ara e! . !o >en%1an %$ran&e e! >erano# en%$reciien&o !o' acero' ara !a' 6-$ina' ca'o' ci&a%o' en "#333 A#C# %eEgicio' Encon&raron - $eo 7erraien&a'# e! a g$a 'e o%1aLo' enfriar co!oc6n%o!a 'on a!g$no' %e !a' >aria%a' anera' %e !a $&i!i%a% %e'o;re !a refrigeración ec6nica# reciien&e' oro'o'= !o' &ec7o' %e !a' ca'a'= %e'$+' %e! cre<'c$!o# La' ;ri'a' noc&$rna' e>aora;an !a 7$e%a% -$e 'e fi!&ra;a e&erior %e !o' reciien&e'= enfrian%o'e a'1 e! Para faci!i&ar e! roce'o %e aren%i8a9e %e !a'a!a!icacione' en refrigeración ag$a %e! in&erior %e e!!o'# $e%en agr$ar en !a' 'ig$ien&e' ca&egor1a'= o raa' %e !a refrigeración# 3 D#C# Roano' Bac1an ;a9ar nie>e . 7ie!o %e !a' on&a?a' or %i'&ancia' %e >ario' cien&o' %e i!óe&ro'= no o;'&an&e !a' enore' ∗ Refrigeración doméstica +r%i%a' %$ran&e e! >ia9e# Pon1an e! recio'o fr1o en o8o' cónico' -$e re>e'&1an con a9a . raa' . !$ego 'e c$;r1an ∗ Refrigeración comercial con $n &ec7o %e 7o9$e!a %e a%era# ∗ Refrigeración industrial Lo' $e;!o' aren%ieron a enfriar !a' ;e;i%a' . !o' a!ien&o' Na&$ra! E%a% Me%ia ara e9orar!o' . o;'er>aron -$e %$ran&e e! fr1o %e! in>ierno ∗ Refrigeración marina y de transporte 'e con'er>a;an e9or !o' a!ien&o' coo !a an&e-$i!!a . !a ∗ Acondicionamiento de aire de confort carne "#22 Franci' Tra&ó %e re'er>ar $n o!!o= !!en6n%o!o con nie>e# ∗ Acondicionamiento deHacon aire industrial (ing!+') ∗ Criogénica "#2* An&ón >an In>en&ó $n icro'coio . %e'c$;rió -$e $n cri'&a! c!aro %e Lee$Jen7oe ag$a con&iene i!!one' %e organi'o' >i>o' (ac&$a!en&e (Bo!an%+') 'ó!o $na' e'&a' 'e conocen icro;io') La' an&eriore' rere'en&an c$an&a' %e coo !a' $c7a' anera' en -$e !a "#*, ec6nica Kaco;'e Perin' So!ici&ó $na %e !a' riera' a&en&e' ara $na 6-$ina refrigeración $'a ac&$a!en&e# (E'&a%o Uni%en'e) r6c&ica %e fa;ricación %e 7ie!o# "#3 Car! >on Lin%e Inició . rogre'ó r6i%o !a con'&r$cción %e a-$inaria %e (A!e6n) refrigeración en !a ;a'e %e !a e>aoración %e aon1aco "#3 Mic7ae! Fara%a. De'c$;riien&o %e !a' !e.e' %e in%$cción= %e'arro!!o %e! (Ing!+') o&or e!+c&rico "#4*3 $1ico %e De'arro!!o %e !o' refrigeran&e' 7a!ogena%o' (Freón= arca D$on& %e regi'&ra%a %e D$on&) Neo$r' (E'&a%o Uni%en'e) De'%e Ean'ión inen'a %e roce'o' . a!icacione'# en&once' '
Ta;!a "#@Crono!og1a %e! De'arro!!o %e !a Refrigeración
Re'$!&ar6 e>i%en&e en !a %e'crición -$e 'ig$e= -$e !o' !1i&e' eac&o' %e e'&o' cao' no e'&6n %efini%o' . -$e ei'&en con'i%era;!e' 6rea' co$ne' en&re !a' %iferen&e' a!icacione'# La refrigeración %o+'&ica &iene $n cao %e a!icación re!a&i>aen&e !ii&a%o= . &ra&a rincia!en&e %e refrigera%ore' . conge!a%ore' %o+'&ico'# Sin e;argo= %e;i%o a !a can&i%a% %e $ni%a%e' en 'er>icio= -$e e' $. n$ero'a !a refrigeración %o+'&ica rere'en&a $na orción $. 'ignifica&i>a %e !a in%$'&ria en !a refrigeración# La' $ni%a%e' %o+'&ica' genera!en&e 'on %e &aa?o e-$e?o= con ca;a!!a9e' %e en&re ""3 . BP= . 'on %e! &io 7er+&icaen&e 'e!!a%o#
.* /a %ateria 0 sus estados fsicos 12u3 es materia4 La a&eria !a o%eo' %efinir 'eg+' %e n$e'&ro' 'en&i%o'# Ta;i+n crear 7ió&e'i' ar&ien%o %e 7ec7o'
5
eerien&a!e'= rea!i8a%o' or no'o&ro' o ;ien or o&ra' er'ona'= ero -$e 'e enc$en&ran ;ien f$n%aen&a%a' %e &a! anera -$e a'$io' !o 'ig$ien&e • • • • •
Tiene e'o Oc$a $n !$gar en e! e'acio E' erce&i;!e a &ra>+' %e n$e'&ro' 'en&i%o'= (>i'&a= &ac&o) No !a o%eo' crear (na%a nace %e !a na%a) No 'e %e'&r$.e ('o!aen&e &eneo' $na &ran'foración -$e $e%e 'er f1'ica o -$1ica o a;a' a !a >e8#
/a mol3cula: E' !a ar&1c$!a 6' e-$e?a %e $n co$e'&o# E! conce&o %e o!+c$!a no 'e a!ica 'o!aen&e a co;inacione' %e átomos %iferen&e'= 'ino &a;i+n %e átomos ig$a!e'# Por e9e!o >ea fig$ra N" No &o%o' !o' e!een&o' %an !$gar a co;inacione' %e 6&oo'# Lo' ga'e' no;!e' coo e! Be!io en con%icione' nora!e' no foran moléculas= 'ino -$e 'e re'en&an en e'&a%o a&óico# Lo' 6&oo' 'on &an e-$e?o' -$e ni 'i-$iera $e%en >i'$a!i8ar'e con %i'o'i&i>o' a$i!iare'# Por e!!o 'e 7an %e'arro!!a%o o%e!o' &eórico' %e '$ e'&r$c&$ra= con !o -$e $e%en e!icar'e !o' re'$!&a%o' %e !o' eerien&o'# E! átomo 'e coone %e $n nen !o' e!ec&rone' %e'cri;ien%o &ra.ec&oria' (ór;i&a') circ$!are' o e!1&ica'# Lo' e!ec&rone' 'e $e>en a!re%e%or %e! ne!oci%a% . %an con e!!o !a ire'ión %e forar $na cor&e8a# En !a (Fig# ) o%eo' areciar !a aariencia e'f+rica %e! 6&oo %e'%e e! e&erior# La' %ien'ione' %e $n 6&oo 'on e&raor%inariaen&e e-$e?a'# E! %i6e&ro %e! 6&oo %e 7i%rógeno i%e aroia%aen&e "3 @"3 . e! %i6e&ro %e! n
-
Fig# " E'&r$c&$ra %e !a a&eria
Fig# Aariencia %e 6&oo
Fig# * Diferen&e' &io' %e 6&oo'
To%o' !o' 6&oo' 'e coonen %e !a' i'a' ar&1c$!a' e!een&a!e'= !o' ro&one'= !o' ne$&rone' . !o' e!ec&rone'# La %iferencia en&re !o' %iferen&e' e!een&o' con'i'&e 'i!een&e en e! n<ero %e ar&1c$!a' -$e o'een# A'1= or e9e!o= e! co;re re'en&a 4 ro&one' . e! 8inc *3 ro&one' en !o' na en !a Fig# * con 6&oo' %e B= C . C$#
.*) -ropiedades fsicas de los cuerpos Fenóeno' f1'ico' . -$1ico' Fenóeno e' &o%a o%ificación e&erior o in&erior %e $n c$ero# Lo' fenóeno' 'on %e %o' c!a'e' fenóeno' f1'ico' . fenóeno' -$1ico'# Se %enoina fenómeno físico a-$e! -$e no ca;ia !a na&$ra!e8a %e !o' c$ero' f$'ión %e $n &ro8o %e e&a!= enro!!ar $n ca;!e= e&c# Fenómeno químico e' a-$e! -$e ca;ia !a na&$ra!e8a %e !o' c$ero' !a oi%ación
%e $n e&a!= !a corro'ión '$fri%a or $n c$ero a! >er&ir 'o;re +! $na' go&a' %e !e91a= !a co;$'&ión %e c$a!-$ier a&eria= e&c#
:
.*.* Estados fsicos de los cuerpos Lo' c$ero' 'e $e%en re'en&ar en &re' e'&a%o' f1'ico' sólidos, líquidos y gaseosos# Los sólidos con'er>an 'iere e! i'o >o!$en . fora $na 7erraien&a= $n &ro8o %e ca;!e= e&c# Los líquidos con'er>an e! >o!$en con'&an&e ero !a fora >ar1a= %een%ien%o %e!
reciien&e -$e !o' con&iene e! ag$a= e! >ino= e! erc$rio= e&c# Los gases no re'en&an ni fora ni >o!$en con'&an&e# Tien%en a !!enar &o&a!en&e e! reciien&e -$e !o' con&iene e! aire or e9e!o# En !a 'ig$ien&e Fig# , (a= ;= c) o%eo' o;'er>ar !o' e'&a%o' f1'ico' en -$e 'e re'en&a !a a&eria#
(;)
(a)
(c)
Fig# , E9e!o' 'o;re !o' e'&a%o' f1'ico' %e !a a&eria (a) 'ó!i%o= (;) !1-$i%o= (c) ga'
.*5* Cambios de estado Un c$ero $e%e re'en&ar'e en !o' &re' e'&a%o'= a'an%o %e $no a o&ro or ca!en&aien&o o enfriaien&o# A e'&e a'o 'e !e %enoina ca;io %e e'&a%o# Di'&ing$io' !o' 'ig$ien&e' ca;io' %e e'&a%o f1'ico# 0er fig$ra N/ F$'ión 0aori8ación
Paso de sólido a líquido Paso de líquido a gas por calentamiento. La evaporización es el paso de líquido a gas de forma espontánea y sin aportación perceptible de calor.
Lic$efacción o Con%en'ación So!i%ificación S$;!iación
l paso de gas a líquido l paso de líquido a sólido. Paso de sólido a gas, sin pasar por el estado líquido intermedio.
/
Fig# No# / E9e!o %e coo !a a&eria a'a %e $n e'&a%o a o&ro
Lo' ca;io' sólido 6 l7uido 6 gas 'e rea!i8an 'iere con aor&ación e&erna %e ca!or= $e' 'on e'&a%o' %e a.or energ1a a&óica# En ca;io !o' a'o' gas 6 l7uido 6 sólido 'e rea!i8an con +r%i%a %e ca!or= or c$an&o rere'en&an $na +r%i%a crecien&e %e energ1a in&erna %e! c$ero#
5*6
&emperatura
12u3 es4 To%o' 'a;eo' in&$i&i>aen&e %e -$+ e'&ao' 7a;!an%o# Por e%io %e! &ac&o no&ao' !a &eera&$ra a! &ocar $n c$ero .a -$e $na' &erinacione' ner>io'a' 'i&$a%a' en !a ie! 'e encargan %e e!!o# C$an%o 7ace ca!or o c$an%o &eneo' fie;re 'en&io' ca!or . c$an%o e'&ao' en in>ierno 'en&io' fr1o# C$an%o e'&ao' 7ir>ien%o ag$a= 7aceo' -$e !a &eera&$ra a$en&e . c$an%o e'&ao' 7acien%o 7e!a%o' e'erao' -$e !a &eera&$ra ;a9e#
#efinición: La &eera&$ra e' $na e%i%a %e! ca!or o energ1a &+rica %e !a' ar&1c$!a' en $na '$'&ancia# La &eera&$ra %e !o' c$ero' >ar1a a! agregar!e o e&raer!e ca!or# 1Cómo se mide la temperatura4 N$e'&ro &ac&o %e&ec&a !a &eera&$ra= ero carece %e !a caaci%a% %e e%ir!a con rigor# Por e9e!o a! &ocar $n c$ero -$e e'&6 a a.or &eera&$ra %ecio' -$e e'&6 6' ca!ien&e . a >ece'= erróneaen&e= 'e %ice -$e &iene 6' ca!or# Lo' c$ero' no &ienen ca!or= &ienen energ1a in&erna . e' !a -$e 'e $e%e e%ir#
Para rea!i8ar e%icione' correc&a' e! in'&r$en&o %e'&ina%o ara e%ir !a' &eera&$ra' e' e! termómetro#
Escalas de temperaturas La' e%icione' 'e 7acen en e'ca!a' Cen&1gra%o o Fa7ren7ei& . !a' $ni%a%e' 'e !!aan 5gra%o':# E! gra%o 'e e'cri;e Q . 'e 'ig$e %e $na !e&ra ara o'&rar !a e'ca!a a -$e 'e a!ica# Una 5C: e' ara !a e'ca!a Cen&1gra%a= $na 5F: ara !a e'ca!a Fa7ren7ei La' %o' e'ca!a' &ienen !a' 'ig$ien&e' %efinicione' %e !o' $n&o' %e referencia o;'er>e Fig# 2
Teera&$ra %e! ag$a en e;$!!ición N<ero %e gra%o' en&re !a' %o' e'ca!a'
Teera&$ra %e! ag$a conge!a%a P$n&o %e cero a;'o!$&o
Fig# No# 2 La' %o' e'ca!a' %e &eera&$ra nora!i8a%a'
Escala de temperatura absoluta 89evin” Para $'o' cien&1fico' 'e re-$iere= a%e6' %e !a' e'ca!a' %e &eera&$ra nora!= $na e'ca!a %e &eera&$ra a;'o!$&a# E'&a e' !a e'ca!a 5e!>in:# E!!a eie8a con e! >a!or cero absoluto= $e' 'ó!o 7a. >a!ore' o'i&i>o'# La $ni%a% %e gra%o' 5e!>in: a;'o!$&a e' ig$a!= en >a!or a !a $ni%a% en gra%o' cen&1gra%o'# La !e&ra -$e i%en&ifica !a $ni%a% %e e'&a e'ca!a e' !a # Para con>er&ir !a e'ca!a %e cen&1gra%o' a !a e'ca!a !elvin 'i!een&e 'e agregan *QC# E9e!o
") @3QC 'on 3 * 4*Q ) @ "3QC 'on (@"3) * 2*Q
Para tener una idea completa notamos que el sistema de Fa"ren"eit tiene también una escala correspondiente absoluta que se llama #$an%ine&. La conversión de grados Fa"ren"eit se realiza sumando el valor '()*.
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l mecánico casi nunca encontrará instrumentos con escala absoluta. Pero se usan las temperaturas absolutas en calculaciones la realización de cálculos termodinámicos.
5*) &ermómetros E! &eróe&ro e' $n in'&r$en&o -$e 'e $&i!i8a ara e%ir &eera&$ra'# Clasificación Lo' &eróe&ro' o%eo' c!a'ificar!o' or '$ +&o%o %e oeración %e !a 'ig$ien&e anera
a b c d e a
Teróe&ro %e !1-$i%o Teróe&ro ;ie&a! Teróe&ro oera%o or re'ión Teróe&ro Digi&a! Teróe&ro Infrarro9o
El termómetro de l7uido
E! &eróe&ro %e !1-$i%o e' e! 6' co
Merc$rio A!co7o! To!$o! Pen&ane
@ *3 a @ "33 a @ 43 a @ 33 a
33QC 23QC "33QC /3QC
Se $&i!i8a e! erc$rio ara con'&r$ir &eróe&ro' or-$e e' $n e&a! -$e e' !1-$i%o en&re @3 QC . "33QC . or-$e 'e %i!a&a $c7o# Encerrao' e! e&a! %en&ro %e $n &$;o fino (cai!ar) ara -$e a! %i!a&ar'e $n oco a>ance $c7o or e! &$;o (c$an&o 6' fino 'ea e! &$;o 6' cen&1e&ro' a>an8a)# Fig# No# &eróe&ro %e !1-$i%o i%ien%o !ongi&$%e' %e !a co!$na o%eo' e'&a;!ecer $na re!ación en&re !a %i!a&ación . e! ni>e! %e agi&ación %e !a '$'&ancia a e%ir#
Fig# No# Coonen&e' %e $n &eróe&ro %e !1-$i%o
b
El termómetro de bimetal
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E'&e &io %e &eróe&ro &iene coo e!een&o ac&i>o $n e'ira! %e ;ie&a!= -$e no e' 6' -$e !a $nión %e %o' e&a!e' con %iferen&e' coeficien&e' %e %i!a&ación &+rica# Ha9o !a inf!$encia %e !a >ariación %e !a &eera&$ra !o' %o' a&eria!e' 'e %i!a&an %iferen&een&e# De;i%o a !a $nión fi9a= e! e!een&o ro%$ce $na &or'ión -$e 'e &ran'i&e or e%io %e a!anca' a '$ %i'o'i&i>o in%ica%or# 0er Fig# . Fig# 4 &eróe&ro' ;ie&a!#
E'ca!a (3C ó 3F) 33C
Me&a! " Me&a!
33C
Me&a! " Me&a!
Me&a! "@ Ag$9a o>i%a or ;o;ina
/3C
Ho;ina Hie&a!ica O;9e&o -$e 'e i%e
Fig# No# Con'&r$cción %e! &eróe&ro ;ie&a!
Fig# No# 4 Teróe&ro' %e ;ie&a! $e%en 'er $&i!i8a%o' &a;i+n ara &eera&$ra' ;a9a' 7acia arri;a '$ $'o !ii&a%o or !o' a&eria!e' aroia%o'#
c
El termómetro operado por presión
E'&e &io %e &eróe&ro oera or !a >ariación %e !a re'ión %e $n >aor %en&ro %e $n ;$!;o 'en'i;!e# C$an%o '$;e !a &eera&$ra 'e a$en&a !a re'ión= c$an%o cae !a &eera&$ra 'e %i'in$.e !a re'ión# 0er Fig# "3 oeración &eróe&ro# E! &$;o cai!ar $e%e 'er %e 7a'&a $n e&ro %e !ongi&$% . or e'o e'&e &eróe&ro 'ir>e ara e%icione' reo&a'#
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Fig# No# "3 Teróe&ro oera%o or re'ión
En a!g$no' &io' 7a. -$e a'eg$rar -$e !a car6&$!a n$nca e'&+ e$e'&a a &eera&$ra' 6' ;a9a' -$e e! ;$!;o 'en'or or-$e or con%en'ación in&erna e! in'&r$en&o no &ra;a9ar1a en e'&a con%ición#
d &ermómetro #igital E'&e in'&r$en&o e!ec&rónico e' $n arreg!o %e e!een&o' coo &ran'i'&ore' e in&egra%o'= %io%o'= re'i'&encia' . o&ro' -$e a! e'&ar conec&a%o' en $n circ$i&o o;&eneo' $na in%icación %e &eera&$ra en $na ;arra co$e'&a or %io%o' o $na an&a!!a# 0er fig# "" e9e!o &eróe&ro %igi&a!# To%o 'eicon%$c&or ;a9o e! efec&o %e !a &eera&$ra >ar1a '$' carac&er1'&ica' (&en'ión . corrien&e)= e'&a >ariación e' !inea! %en&ro %e $n rango %e &eera&$ra . corre'on%e a $na >ariación %e @#/ > or gra%o cen&1gra%o (aroia%aen&e) e'&e e!een&o e' $&i!i8a%o coo 'en'or %e &eera&$ra# Fig# No# ""
e &ermómetro infrarrojo La ra%iación infrarro9a -$e e' $na ar&e %e !a !$8 'o!ar= e'&a ra%iación o'ee energ1a# A rinciio' %e! 'ig!o VV 'e %efin1an !a' ac&i>i%a%e' %e! e'ec&ro e!ec&roagn+&ico . e'&a;!ecen e-$i>a!encia' ara %e'cri;ir !a energ1a# E'&o 7ace o'i;!e %efinir !a energ1a en re!ación con c$r>a' %e ei'ión %e $n c$ero negro# Lo' o;9e&o' con $na &eera&$ra or encia %e! $n&o cero a;'o!$&o irra%ian energ1a# La can&i%a% %e energ1a crece %e anera roorciona! a !a c$ar&a o&encia %e !a &eera&$ra# E'&e conce&o e' e! rinciio ;6'ico %e !a e%ición %e !a &eera&$ra or e%io %e infrarro9o'# E'&e &io %e &eróe&ro 'o!aen&e !a &eera&$ra %e !a '$erficie= no 'e $e%e e%ir in&ernaen&e#
Fig# No# " Teróe&ro infrarro9o
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5*. "ormas de seguridad en el uso del termómetro: No a!icar f!aa %irec&aen&e a! ;$!;o %e! &eróe&ro U'ar e! &eróe&ro a%ec$a%o ara ca%a e%i%a No go!ear !a car6&$!a %e! &eróe&ro An&e' %e e%ir >erifi-$e -$e e! rango %e e%i%a %e! in'&r$en&o 'ea e! aroia%o# ;* Calor ;*) 12u3 es el calor4 E! Uni>er'o e'&6 7ec7o %e a&eria . energ1a# La a&eria e'&6 co$e'&a %e 6&oo' . o!+c$!a' (-$e 'on gr$o' %e 6&oo') . !a energ1a 7ace -$e !o' 6&oo' . !a' o!+c$!a' e'&+n en con'&an&e o>iien&o @ ro&an%o a!re%e%or %e 'i i'a'= >i;ran%o o c7oc6n%o'e $na' con o&ra'# E! o>iien&o %e !o' 6&oo' . o!+c$!a' crea $na fora %e energ1a !!aa%a ca!or o energ1a &+rica= -$e e'&6 re'en&e en &o%o &io %e a&eria# Inc!$'o en !o' >ac1o' 6' fr1o %e! e'acio 7a. a&eria -$e o'ee ca!or= $. e-$e?o ero e%i;!e# La energ1a $e%e re'en&ar'e %e $. %iferen&e' fora' . $e%e ca;iar %e $na a o&ra# M$c7o' &io' %e energ1a $e%en con>er&ir'e en ca!or# 0er a con&in$ación !a Fig# No# "*# La energía electromagnética +luz*, la electrostática +o eléctrica*, la mecánica, la química, la nuclear, el sonido y la térmica = $e%en ca!en&ar $na '$'&ancia 7acien%o -$e 'e increen&e !a >e!oci%a% %e '$' o!+c$!a'# Si oneo' energ1a en $n 'i'&ea +'&e 'e ca!ien&a= 'i -$i&ao' energ1a 'e enfr1a#
Fig# No# "* E! ca!or= coo !a !$8 . !a e!ec&rici%a%= e' $na %e !a' fora' ;6'ica' %e !a energ1a
1'
;*. %3todos de transferencia de calor Si &oao' %o' o;9e&o' -$e &ienen !a i'a &eera&$ra . !o' oneo' en con&ac&o= no 7a;r6 &ran'ferencia %e energ1a en&re e!!o' or-$e !a energ1a en ca%a o;9e&o e' !a i'a# Pero 'i !a &eera&$ra %e $no %e !o' o;9e&o' e' 6' a!&a -$e !a o&ra= 7a;r6 $na &ran'ferencia %e energ1a %e! o;9e&o 6' ca!ien&e a! o;9e&o 6' fr1o 7a'&a -$e !o' %o' o;9e&o' a!cancen !a i'a &eera&$ra# l fluo de calor corresponde a una ley termodinámica que dicel alor fluye siempre de un medio de alta temperatura a otro de baa temperatura.
Fig# No# ", Uno %e !o' rinciio' ;6'ico' %e! ca!or e' -$e 'iere >ia9a 7acia $n 6rea 6' fr1a
La %irección %e! f!$9o %e! ca!or 'e e9erce 'iere 7acia e! c$ero c$.a &eera&$ra e' 6' ;a9a# Ningece' no' 'ir>e ;ien en !a refrigeración . a >ece' &eneo' -$e &ra&ar %e e>i&ar!o# E'&a &ran'ferencia %e ca!or 'e ro%$ce %e &re' anera' %iferen&e' a) Con%$cción ;) Con>ección c) Ra%iación
;*.*)* Conducción La con%$cción &iene !$gar c$an%o %o' o;9e&o' a %iferen&e' &eera&$ra' en&ran en con&ac&o# E! ca!or f!$.e %e'%e e! o;9e&o 6' ca!ien&e 7a'&a e! 6' fr1o= 7a'&a -$e !o' %o' o;9e&o' a!can8an a !a i'a &eera&$ra# En e! !$gar %on%e !o' %o' o;9e&o' 'e onen en con&ac&o= !a' o!+c$!a' %e! o;9e&o ca!ien&e= -$e 'e $e>en 6' %eri'a= co!i'ionan con !a' %e! o;9e&o fr1o= -$e 'e $e>en 6' %e'acio# La' o!+c$!a' acogen !a energ1a (ca!) . !a en®an a '$ >ecino# E'&e ca!or no 'e &ra'!a%a ig$a! en ca%a a&eria! or-$e 7a. ;$eno' con%$c&ore' (e&a!) . a!o' con%$c&ore' (ai'!aien&o)# 15
En $na ;arra %e co;re %e 33 c#= -$e ca!en&ao' en $n e&reo= !a a a o'ci!ar ca'i ig$a! -$e e! riero= 'i 'e &ra'!a%ó e! ca!or= o 'ea !a %iferencia %e !a &eera&$ra a! rinciio . fina! %e !a ;arra e' $. e-$e?a Fig# No#"/# Pero 'i &eneo' $na ;arra %e $n a&eria! ai'!an&e (a%era) en !a -$e ca!en&ao' $n e&reo= !a' o!+c$!a' oonen $na re'i'&encia con&ra !a' o'ci!acione' 6' r6i%a'# La' riera' a! rinciio no !o $e%en re'i'&ir . &a;i+n !e en®an a '$' >ecina'= ero %e'$+' %e oca %i'&ancia .a 'e ier%e e! a$en&o %e !a' o'ci!acione'# E! o&ro e&reo no 'e >a a ca!en&ar
Fig# No# "/ E9e!o %e! +&o%o %e &ran'ferencia %e ca!or or con%$cción
;*.*. Convección En !1-$i%o' . ga'e' !a con>ección e' $'$a!en&e !a fora 6' eficien&e %e &ran'ferir ca!or# La con>ección &iene !$gar c$an%o 6rea' %e f!$i%o ca!ien&e a'cien%en 7acia !a' regione' %e f!$i%o fr1o# C$an%o e'&o oc$rre= e! f!$i%o fr1o %e'cien%e &oan%o e! !$gar %e! f!$i%o ca!ien&e -$e a'cen%ió# E'&e cic!o %a !$gar a $na con&in$a circ$!ación en -$e e! ca!or 'e &ran'fiere a !a' regione' fr1a'# P$e%e >er coo &iene !$gar !a con>ección c$an%o 7ier>e ag$a en $na o!!a# La' ;$r;$9a' 'on !a' regione' ca!ien&e' %e ag$a -$e a'cien%en 7acia !a' regione' 6' fr1a' %e !a '$erficie# Pro;a;!een&e $'&e% e'&e fai!iari8a%o con !a ere'ión e! aire ca!ien&e '$;e . e! fr1o ;a9a @ -$e e' $na %e'crición %e e! fenóeno %e con>ección en !a a&ó'fera# E! ca!or en e'&e ca'o 'e &ran'fiere or !a circ$!ación %e! aire#
Ejemplos de transmisión de calor por convención
1-
Fig# No# "2 E! aire ca!ien&e róio a !a e'&$fa 'e e!e>a . e! aire 6' fr1o 'e $e>e ara oc$ar '$ !$gar# E'&o crea $na corrien&e %e con>ección -$e $e>e e! aire . e! ca!or#
Fig# No# " E! aire a! 7acer con&ac&o con e! 7ie!o 'e enfr1a . a$en&a '$ e'o= ;a9an%o 7acia !a ar&e inferior %e !a c6ara %e'!a8an%o a aire ca!ien&e -$e &ien%e a '$;ir or -$e e' 6' !i>iano# E'&e roce'o 'e rei&e con'&an&een&e#
Fig# No# " E! aire a! 7acer con&ac&o con !a ar&e ;a9a %e! con%en'a%or 'e ca!ien&a 7aci+n%o'e 6' !i>iano a'cen%ien%o . &oan%o ca!or %e &o%o e! c$ero %e! con%en'a%or e'&e roce'o e' con'&an&e# 1:
En !a Fig# No# "4 o;'er>ao' $n refrigera%or= en e! c$a! e! o>iien&o %e! aire 'e rea!i8a or e%io %e $n >en&i!a%or= -$e 7ace a'ar e! aire ca!ien&e a &ra>+' %e %$c&o' enfria%ore' en !o' c$a!e' 'e enfr1a#
En !a Fig# No# 3 (a= ;) -$e rere'en&an $na c6ara fr1a . $na 7a;i!i&ación con Acon%iciona%or %e aire= no&ao' %e! aire 'e rea!i8a or e%io %e $n >en&i!a%or= e! c$a! 7ace a'ar e! aire ca!ien&e a &ra>+' %e! 'eren&1n %e! e>aora%or= %on%e e! aire 'e enfr1a#
En !o' e9e!o' an&eriore' o;'er>ao' -$e e! o>iien&o %e! aire or con>ección $e%e rea!i8ar'e en %o' fora'
a -or convección natural b -or convección for
;*.*5 !adiación Tan&o !a con%$cción coo !a con>ección re-$ieren !a re'encia %e a&eria ara &ran'ferir ca!or# La ra%iación e' $n +&o%o %e &ran'ferencia %e ca!or -$e no reci'a %e con&ac&o en&re !a f$en&e . e! rece&or %e! ca!or# Por e9e!o= o%eo' 'en&ir e! ca!or %e! So! a$n-$e no o%eo' &ocar!o# E! ca!or 'e $e%e &ran'ferir a &ra>+' %e! e'acio >ac1o en fora %e ra%iación &+rica# E' conoci%a &a;i+n coo ra%iación infrarro9a= e' $n &io %e ra%iación e!ec&roagn+&ica (o !$8)# La ra%iación e' or &an&o $n &io %e &ran'or&e %e ca!or -$e con'i'&e en !a roagación %e on%a' e!ec&roagn+&ica' -$e >ia9an a !a >e!oci%a% %e !a !$8 . no 'e nece'i&a ning
1/
%e en®ar !$8= coo or e9e!o 7ierro can%en&e# C$an&o 6' f$er&e e' !a ra%iación= 6' !$8 no' en®a# En $na ;o;i!!a ro%$cio' $n ca!or ra%ian&e &an f$er&e -$e !o o%eo' aro>ec7ar coo !6ara# Lo i'o e' !a !$8 %e! 'o!= -$e e' $na f$en&e %e ca!or &an inen'a -$e '$ ra%iación 'e 7ace >i'i;!e Fig# "
Fig# No# " E! ca!or 'e &ran'fiere %e! 'o! a !o' o;9e&o' -$e e'&6n en !a &ierra or ra%iación#
Lo' c$ero' o'c$ro' $ oaco' $e%en a;'or;er , c$an&o 6' o'c$ro e'&6 $n o;9e&o ra%ia%o= 6' ca!or ra%ian&e a;'or;e . 6' ca!ien&a# Un o;9e&o c!aro o ;ri!!an&e ref!e9a !a a.or1a %e !o' ra.o'# Por &a! ra8ón 'e in&an en ;!anco !a' refrigera%ora' . !o' caione' con e-$io' %e refrigeración= o 'e >i'&e con >e'&i%o' c!aro' en !a' 8ona' ca!ien&e' . o'c$ro' en !a' 8ona' fr1a'# A! con&rario 'i -$ereo' -$e a!ge#
;*5 Unidades de medida del calor En e! Si'&ea In&ernaciona! !a $ni%a% %e e%i%a %e ca!or e' e! Ko$!e# En e! Si'&ea Ing!+' !a $ni%a% %e e%i%a %e ca!or e' e! H#T#U# Ta;i+n 'e $&i!i8a !a ca!or1a= cal# Ac&$a!en&e 'e e'&6 en %i'c$'ión e! ere'ar !a $ni%a% %e e%i%a %e! ca!or en >a&io'= %on%e " Wa&&' e-$i>a!e a *#,"" HTU7 " Wa&&' e-$i>a!e a 3#/4 ca!7
1
(&U Uni%a% &+rica Hri&6nica (HTU)# E' !a can&i%a% %e energ1a &+rica -$e 7a. -$e >aciar $na !i;ra %e ag$a (B O) ara -$e '$ &eera&$ra >ar1e " 3 Fa7ren7ei Fig#
2*3F
2,3F
" !i;ra %e ag$a
" HTU
" !i;ra %e ag$a Fó'foro %e a%era
Fig# No# Un fó'foro %e a%era ro%$ce aroia%aen&e " H&$ %e energ1a c$an%o 'e -$ea# E'&a can&i%a% %e ca!or 7ace a$en&ar en " 3F !a &eera&$ra %e " !; %e ag$a#
=oule E' $na $ni%a% %e e%i%a %e ca!or= -$e corre'on%e a !a energ1a %i'ia%a en $n 'eg$n%o or $na corrien&e e!+c&rica %e $n aerio a! a&ra>e'ar $na re'i'&encia %e $n o7io#
9ilocalora E' !a can&i%a% %e energ1a &+rica () -$e >ar1a $n i!ograo %e ag$a (B O) ara -$e '$ &eera&$ra >ar1e "Q Ce!'i$' (",#/QC a "/#/QC)#
&onelada de refrigeración: s el efecto frigorífico producido cuando 0))) libras de "ielo se funden en un periodo de 0' "oras. / tonelada de refrigeración es equivalente a /0))) 12345
Fig# No# * E9e!o %e %efinición &one!a%a %e refrigeración
U"I#$#
9>
9C$/
(&U
9=
C?
@23
W
"
23
*,"#
*23"
"#*/42
@*
ca!
"#"2"3
"
*#42*
,#"2
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HTU
#4*"3
"#*,"3
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3#/"4
"
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*#4"3
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#V"3
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"
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2,#2
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3#42*
BP
3#,/
2,4#/
*,"#42
2,#/
"#3"*4
"
Ta;!a # E-$i>a!encia' %e $ni%a%e'
;*A &ipos de calor
;*A*) Calor latente E' !a can&i%a% %e ca!or nece'ario ara ca;iar e! e'&a%o %e $n c$ero 'in a!&erar '$ &eera&$ra# E' !a !e. f$n%aen&a! -$e c$an%o $n c$ero ca;ia %e e'&a%o 'ó!i%o a !1-$i%o= o %e !1-$i%o a >aor# E'&e roce'o a$n-$e no >a acoa?a%o %e $n ca;io %e &eera&$ra= &iene or re'$!&a%o !a a;'orción %e ca!or Fig# No# , a# E! ca!or re-$eri%o ara 7acer $n ca;io %e e'&a%o %e !1-$i%o a >aor 'e !!aa alor latente de evaporación Fig. 6o. 0' b.
E! ca!or reo>i%o ara 7acer $n ca;io %e e'&a%o %e $n >aor a !1-$i%o 'e !!aa alor latente de condensación.
E! ca!or %e e>aoración e' ig$a! a! ca!or %e con%en'ación a $na re'ión %e&erina%a# La &eera&$ra %e e>aoración e' ig$a! a !a %e con%en'ación= e'&o 'e $e%e areciar a! ana!i8ar !o' roce'o' &ero%in6ico' Fig# No# /#
Fig# No# , a E! ca!or !a&en&e ro%$ce $n ca;io %e e'&a%o 'in ca;iar !a &eera&$ra#
Fig# No# , ; Si 'e ar&e %e $n ;!o-$e %e 7ie!o %e " g a 3 3C= 'e re-$ieren 4# ca!or1a' (e! ca!or !a&en&e %e f$'ión) ara f$n%ir &o%o e! 7ie!o#
21
Fig* "o* .A C$/O! /$&E"&E #E ?$-O!IB$CI": PARA CON0ERTIR " LH DE AGUA A " 3F EN " LH DE 0APOR DE AGUA A " 3F SE REUIEREN D (&Us
Fig# No# 2 Si 'e &iene " !; %e ag$a a " 3F= 'e re-$ieren 43 H&$' %e ca!or ara ro%$cir >aor %e ag$a a !a i'a &eera&$ra# Si 'e agregan "2 HTU' %e ca!or a 7ie!o X 3 3F= (A) !a &eera&$ra a$en&ar6 7a'&a * 3F (H) Si 'e agregan ",, HTU' %e ca!or= 'e ca$'ar6 $n ca;io %e e'&a%o a ag$a X * 3F (C) Si 'e agregan "3 HTU' %e ca!or= !a &eera&$ra a$en&ar6 7a'&a " 3F (D) La a%ición %e 43 HTU' %e ca!or ca$'ar6 $n ca;io %e e'&a%o a >aor %e ag$a X " 3F (E)
22
;*A*. Calor sensible E' !a can&i%a% %e ca!or -$e e&raeo' o a?a%io' a $na '$'&ancia ara o;&ener $n ca;io %e &eera&$ra 'in ca;io %e e'&a%o Fig# No# a= Fig# No# ;#
Fig# No# a Si 'e ca!ien&a e! ag$a= '$ &eera&$ra $e%e a$en&ar 7a'&a " 3F an&e' %e 7er>ir# E! ca!or -$e 'e agrega ca$'ar6 e! a$en&o %e &eera&$ra#
Fig# No# ; E! ca!or -$e ro%$ce $n a$en&o %e &eera&$ra 'e !!aa ca!or 'en'i;!e#
;*A*5 Calor especfico E' !a can&i%a% %e ca!or -$e nece'i&a $na !i;ra %e $na '$'&ancia ara >ariar '$ &eera&$ra en $n gra%o QF#
;* Cantidad 0 potencia de calor C$an%o $n c$ero a$en&a o %i'in$.e '$ &eera&$ra= e' $n in%ica%or -$e 7a 7a;i%o ganancia o +r%i%a %e ca!or# E'&a can&i%a% %e ca!or 'e $e%e ca!c$!ar $!&i!ican%o !a a'a %e !a '$'&ancia or e! %iferencia! %e &eera&$ra or e! ca!or e'ec1fico# Fór$!a 2 H m* c* t Don%e Ca!or a'a C Ca!or e'ec1fico ∆& Diferencia! %e &eera&$ra E9e!o %e c6!c$!o %e ca!or Ca!c$!ar !a can&i%a% %e ca!or nece'ario ara conge!ar "3 !i;ra' %e ag$a %e'%e $na &eera&$ra inicia! %e QF 7a'&a $na &eera&$ra fina! %e @4 QF#
20
Datos: a b c d e f
Teera&$ra %e conge!aien&o * QF Teera&$ra inicia! Q F Teera&$ra fina! @4 QF Ca!or !a&en&e ",, HTU Ca!or e'ecifico 'o;re &eera&$ra %e conge!aien&o " HTUL;QF Ca!or e'ecifico ;a9o &e# Conge!aien&o 3#/ HTUL;QF
Grafico del proceso Te# Inicia!
QF 7/
Te# Conge!aien&o
* QF
*
Te# Fina!
@4 QF
Pa'o NQ# ca!c$!ar ca!or !a&en&e () Pa'o NQ#* ca!c$!ar ca!or 'en'i;!e *)
2) H m* c* t "3 L; " HTUL;QF ( QF Y * QF) "3 L; " HTUL;QF /3QF " 2=333 HTU
2. H m* Calor latente "3 L;# ",, HTUL;# "=3 HTU 25 "3 L;# 3#/ HTUL;#QF (*@(@4)) 2'
"3 L;# 3#/ HTUL;#QF V ,"QF =,23 HTU & " * 2333 HTU "3 HTU ,23 HTU
2t H .A,; (&U Re'$e'&a 'e nece'i&a e&raer a "3 !i;ra %e ag$a /=,3 HTU %e ara conge!ar !!e>6n%o!o 7a'&a $na &eera&$ra fina! %e @4 QF#
ca!or
Para %iferen&e' '$'&ancia' ei'&en %iferen&e' >a!ore' %e! ca!or e'ec1fico re-$eri%o# La can&i%a% %e ca!or nece'aria ara ca$'ar $n ca;io en !a &eera&$ra e' ca!c$!a%a $!&i!ican%o !a a'a %e !a re'i'&encia= e! ca!or e'ec1fico . e! %iferencia! %e &eera&$ra >er &a;!a No#*#
%$&E!I$/
Ag$a Ga'o!ina Acei&e %e 6-$ina' Aon1aco Pe&ró!eo Bie!o A!$inio La&ón Merc$rio Co;re
C$/O! E'-ECIFICO (&U/b*JF
"#333 3#/ 3#,/ "#333 3#/" 3#,4 3#", 3#34" 3#3** 3#34
%$&E!I$/
P!a&a Bierro Bierro f$n%i%o P!oo Tierra Ceen&o 0i%rio Aire 'eco R " !1-$i%o (@33QC) R !1-$i%o (@33QC)
C$/O! E'-ECIFICO (&U/b*JF
3#3/2 3#"", 3#"4 3#3*" 3# 3#" 3#" 3#, 3#@3#* 3#@3#*"
Ta;!a No#* E9e!o %e! ca!or e'ecifico %e %iferen&e' a&eria!e'#
A* -resión A*) #efinición En F1'ica= !!aao' re'ión a !a re!ación -$e ei'&e en&re $na f$er8a e9erci%a (e'o o f$er8a) . !a '$erficie 'o;re !a -$e 'e a!ica
P = F/S
P = Presión F = Fuerza S = Área
Da%o -$e en e! Si'&ea In&ernaciona! !a $ni%a% %e f$er8a e' e! neJ&on (N) . !a %e '$erficie e' e! e&ro c$a%ra%o ( )= !a $ni%a% re'$!&an&e ara !a re'ión e' e! neJ&on or e&ro c$a%ra%o (N ) -$e reci;e e! no;re %e a'ca! (Pa)= " Pa " N 25
A*. /a presión puede eKpresarse en diferentes unidades de medida N
En e! Si'&ea In&ernaciona! e' e! Pa'ca!
m
2
En e! Si'&ea Ing!+' en !;'# $!g= Conoci%o &a;i+n coo P#S#I (Po$n%' Per S-$are Inc7)#
Nora!en&e en !o' in'&r$en&o' %e e%ición $&i!i8a%o' en n$e'&ro a1' 'e &ra;a9a con !a $ni%a% %e! Si'&ea Ing!+' (L;'# $!gZ)#
&ipos de presión *) -resión atmosf3rica E' or &o%o' conoci%o' -$e !a &ierra e'&6 en>$e!&a or $na caa ga'eo'a %enoina%a a&ó'fera# La a&ó'fera e9erce 'o;re c$a!-$ier $n&o %e !a '$erficie &erre'&re $na re'ión conoci%a con e! no;re %e re'ión a&o'f+rica E! riero en e%ir!a f$e e! f1'ico i&a!iano Evangelista &orricell0 . '$ eeriencia f$e e9ec$&a%a a ni>e! %e! ar# Torrice!!. $'ó $n &$;o %e >i%rio cerra%o en $no %e !o' e&reo' %e 6' o eno' " %e Largo . $'o erc$rio %en&ro %e! &$;o . &aó e! e&reo a;ier&o con e! %e%o# En 'eg$i%a= in>ir&ió e! &$;o . !o '$ergió en $n reciien&e con&enien%o erc$rio# Bec7o e'&o re&iró e! %e%o# Torrice!!. >erificó -$e e! erc$rio con&eni%o en e! &$;o %e'cen%ió 7a'&a !!egar a $na a!&$ra %e 2 c 'o;re e! ni>e! %e! erc$rio con&eni%o en e! reciien&e a;ier&o# Haróe&ro %e erc$rio 0ac1o
Merc$rio
Merc$rio
Fig# No# Haróe&ro %e erc$rio
[Por -$+ &o%o e! erc$rio con&eni%o en e! &$;o no %e'cen%ió or e! reciien&e\
2-
Si!een&e or -$e !a re'ión a&o'f+rica e9erci%a 'o;re !a '$erficie !i;re %e re'ión 'e e-$i!i;ró en !a re'ión e9erci%a or !a co!$na %e erc$rio= con&eni%a en e! &$;o#
&orricel0 'aca !a conc!$'ión %e -$e !a re'ión a&o'f+rica e-$i>a!e a $na re'ión e9erci%a or $na co!$na %e erc$rio (Bg) %e 2 c %e a!&$ra (a ni>e! %e! ar) . a e'&e >a!or %io e! no;re %e a&ó'fera (a&)# E! in'&r$en&o in>en&a%o or Torrice!!. reci;ió e! no;re %e ;aróe&ro# De'$+' %e Torrice!!. f$eron rea!i8a%a' $c7a' eeriencia' ara e%ir !a re'ión a&o'f+rica en %iferen&e' a!&i&$%e'= !!eg6n%o'e a !a conc!$'ión %e -$e !a re'ión a&o'f+rica >ar1a con !a a!&$ra= or ca%a "33 -$e >ar1e !a a!&$ra !a re'ión a&o'f+rica >ar1a " c# %e erc$rio# C$an%o '$;io'= !a re'ión %i'in$.e c$an%o ;a9ao'= !a re'ión a$en&a# / mm de mercurio 8 / 2orr / atm 8 9() mm de mercurio 8 9() 2orr.
Ta;!a ,# E-$i>a!encia en&re $ni%a%e' %e re'ión
*. -resión manom3trica E' a-$e!!a re'ión a.or -$e !a re'ión a&o'f+rica# Se i%e con $n in'&r$en&o !!aa%o anóe&ro (Fig# 4)# La re'ión ano+&rica O corre'on%e a !a re'ión a&o'f+rica ",# PSI#
*5 -resión absoluta E' !a re'ión &o&a! %e $n f!$i%o Pa Pre'ión a&o'f+rica Pre'ión ano+&rica PA Pre'ión a&o'f+rica @ Pre'ión >ac$o +&rica Fig# No# 4 Manóe&ro
2:
*; -resión de vaco E' c$a!-$ier re'ión enor -$e !a re'ión a&o'f+rica# Un >ac1o erfec&o e' a-$e!!a e%i%a 5O: Pa (Pa'ca!)# Con !a' ;o;a' %e >ac1o o%eo' !ograr $na !ec&$ra %e 7a'&a *3 5Merc$rio %e >ac1o: (Fig#*3)#
Fig# No# *3 Me%ición %e >ac1o
Diagrama de comparación de presiones
Fig# No# *" Se $e'&ran a-$1 !a' re'ione' re!a&i>a' en&re cinco %iferen&e' 'i'&ea' %e e%ición
2/
6
Instrumentos para medir presión
*)* El barómetro Para e! $'o 6' r6c&ico 'e $&i!i8an ;aróe&ro' 6' coac&o' %e e&a!= 'in con&eni%o %e !1-$i%o (aneroi%e)# Se ;a'an en !a f!eión %e $na !a&a %e e&a! ;a9o !a re'ión= . !a %eforación %e !a &aa on%$!a%a %e !a !a&a e' &ran'feri%a a !a ag$9a %e $na car6&$!a#
Fig# * @ Haróe&ro %e Ho$r%on
Fig# ** @ Haróe&ro
O&ro &io %e ;aróe&ro aneroi%e $&i!i8a%o e' !a %e foración %e $n &$;o e>ac$a%o circ$!ar %e 6rea e!1&ica# A e'&e ;aróe&ro 'e !e conoce coo %e &$;o Ho$r%on# Ca%a >ariación %e re'ión a! e&erior %e! &$;o ro>oca $na %eforación corre'on%ien&e %e! &$;o circ$!ar -$e or e%io %e $n engrana9e 'e &ra'i&e a !a ag$9a %e !a car6&$!a#
*.* %anómetros En e! i'o rinciio coo e! ;aróe&ro %e &$;o Ho$r%on oeran !o' anóe&ro' %e a!&a . ;a9a re'ión $&i!i8a%o' en refrigeración# La %iferencia e' -$e en !o' anóe&ro' !a re'ión >aria;!e %e! 'i'&ea acciona a! in&erior %e! &$;o !a re'ión a&o'f+rica e&erna e' con'i%era%a coo fi9a# C$an%o !a coneión e'&6 a;ier&a ei'&e &an&o en e! in&erior . a! e&erior %e! &$;o !a i'a re'ión a&o'f+rica# En e'&a 'i&$ación e! anóe&ro in%ica cero 53:# Pre'ione' inferiore' a !a a&o'f+rica 'e in%ica coo >ac1o %e 3 a *3 P$!g# Mg re'ione' a.ore' %e !a a&o'f+rica 'e in%ican con gc . PSI# Para !!egar a >a!ore' %e re'ión a;'o!$&a'= a !a' re'ione' ano+&rica' 7a. -$e agregar !a re'ión a&o'f+rica= -$e e' ",# PSI# En !a (Fig# *,) o%eo' o;'er>ar !a' ar&e' -$e coonen $n anóe&ro#
2
"# # *# ,# /#
Ni!e %e coneión T$;o %efora;!e &ran'i'or %e f$er8a a9$'&a;!e Engrana9e %en&a%o ara e! e9e %e !a ag$9a Re'or&e %e re'ión ara e!iinar e! 9$ego %e! engrana9e 2# Ca9a %e! anóe&ro # Unión %e coneión %e! anóe&ro # Torni!!o ara con'&ra&ar !a ag$9a
Fig# *, Par&e' %e! Manóe&ro
*.*) El manómetro de (aja presión E'&e &iene $n rango %e re'ión %e 3 a "3 L;'$!g = a$n-$e o'ee $n rango 6io 7a'&a %e /3 L;'$!gZ coo 'eg$ri%a% -$e c$;re e! cao %e a!icación en in'&a!acione' %e refrigeración &a;i+n o%r6' o;'er>ar $na e'ca!a %e >ac1o %e 3 a *3 $!g# %e Bg# ]a -$e !a re'ión &iene $na re!ación %irec&a con !a &eera&$ra %e e;$!!ición o con%en'ación %e !o' refrigeran&e'= !a car6&$!a &iene $na= %o' o 6' e'ca!a' %e &eera&$ra ara >ario' refrigeran&e' or e9e!o R@ "= R@ . R@/3# En !a (Fig# */) o;'er>ao' $na rere'en&ación %e! anóe&ro %e ;a9a re'ión#
Fig# * Manóe&ro %e a!&a re'ió Fig# */ Manóe&ro %e Ha9a re'ión
03
*.*.* El manómetro de $lta presión E'&e &iene $n rango %e re'ión %e 3 a /33 L;'$!g # A! ig$a! -$e e! anóe&ro %e ;a9a e'&e &iene $na= %o' o 6' e'ca!a' %e &eera&$ra ara >ario' refrigeran&e' or e9e!o R@ "= R@ . R@/3# Den&ro %e !a' f$ncione' &eneo' !a !iie8a %e !a &$;er1a . ;<'-$e%a %e f$ga# En !a (Fig# *2) o;'er>ao' $na rere'en&ación %e! anóe&ro %e a!&a re'ión#
Fig# *2 Manóe&ro %e a!&a re'ión
/ectura del manómetro de baja o alta presión E9e!o La ag$9a e'&an%o en L;'$!g = e'&e >a!or corre'on%e e $na &eera&$ra %e e;$!!ición o %e con%en'ación %e
@ /F ara R@ @ ,F ara R@" @ **F ara R@/3
01
*.*5 =uego de manómetros
Fig# * Lo' e%i%ore' %e !o' !a%o' %e ;a9a . %e a!&a 'e on&an en e! a'# La' >6!>$!a' %e!
L
"ormas de seguridad para el uso de manómetros
"#
A! &ra;a9ar en $n e-$io en f$ncionaien&o %e;eo' a'eg$rarno' -$e e! 'i&io %on%e $;icao' e! anóe&ro no &enga >i;racione'#
"#
A'eg$rarno' -$e !a' re'ione' a e%ir no 'ean a.ore' -$e !a' e'ca!a' %e e%i%a %e! anóe&ro#
"#
I%en&ificar %e ac$er%o a! có%igo %e co!ore' !o' anóe&ro' . '$' ang$era'#
"#
No go!ear !a car6&$!a %e !o' anóe&ro'#
"#
C$an%o 'e >a a !a>ar $n 'i'&ea con >aor o !1-$i%o a a!&a re'ión no $'ar 9a6' e! anóe&ro %e ;a9a re'ión= ara e'&a oeración e!ee 'o!aen&e e! %e a!&a re'ión#
2#
Are&ar !a' &$erca' &erina!e' %e !a' ang$era' %e fora an$a!= 'in 7acer $'o %e 7erraien&a'#
02
D* !elación temperatura 6 presión de l7uidos 0 gases ?apor saturado E' e! &+rino -$e 'e e!ea ara %e'cri;ir $n !1-$i%o . $n ga' en e! in&erior %e $na c6ara cerra%a= -$e e' !a con%ición -$e 'e &iene en $n 'i'&ea %e refrigeración# A! e'&$%iar !o' >aore' 'a&$ra%o'= e' reci'o aren%er %o' &+rino' a%iciona!e' subenfriamiento y sobrecalentamiento.
Si 'e agrega ca!or a $n >aor 'a&$ra%o= ar&e %e! !1-$i%o 7ier>e . e'&o 7ace -$e a$en&e !a re'ión %en&ro %e! reciien&e# E'&a re'ión a%iciona!= a '$ >e8= ro%$ce $n increen&o en e! $n&o %e e;$!!ición# E! a$en&o %e re'ión e' %irec&aen&e roorciona! a! increen&o %e &eera&$ra= . e' ca$'a%o or e! con'i%era;!e a$en&o en >o!$en (a!re%e%or %e "333 >ece') confore e! !1-$i%o 7ier>e (Fig$ra No# *)# Una &a;!a %e !a re!ación %e re'ión Y &eera&$ra= coo !a -$e 'e re'en&a en !a &a;!a No# $e'&ra !a &eera&$ra . re'ión re!a&i>a' %e $n refrigeran&e c$an%o e'&6 en $n 'i'&ea# Una >e8 -$e e! &+cnico 7a e%i%o !a re'ión en $n 'i'&ea= e'a ar&e %e! 'i'&ea %e;er6 &ener !a i'a &eera&$ra -$e in%ica !a &a;!a# Para $n !1-$i%o en ar&ic$!ar= !a &eera&$ra %e $n >aor 'a&$ra%o 'iere e'&ar6 en $n $n&o con'&an&e re'ec&o a !a re'ión= . !a re'ión 'iere e'&ar6 en re!ación con !a &eera&$ra# Si no conc$er%an= a!go e'&6 e-$i>oca%o# Una re'ión 6' ;a9a %e !o nora! ara $na &eera&$ra e'ec1fica $e%e in%icar ago&aien&o= a'1 -$e na%a 7a. %e >aor 'a&$ra%o#
Una re'ión 6' a!&a %e !a nora! ara $na cier&a &eera&$ra in%ica nora!en&e con&ainación con o&ra '$'&ancia -$1ica= aire= o e! refrigeran&e e-$i>oca%o#
) F ( a r $ & a r e e T
3
0aor L1-$i%o
00
Pre'ión (LHP$!g Fig# No# * E! R@" %en&ro %e $n reciien&e e' $n >aor 'a&$ra%o con ga' en con&ac&o con $n !1-$i%o# La re'ión %en&ro %e! reciien&e e'&ar6 en re!ación %irec&a con !a &eera&$ra (a) 'e $e%e e!ear $n %iagraa ara %e&erinar !a &eera&$ra 'i 'e conoce !a re'ión= o >ice>er'a (;)#
Ta;!a No# / Re!ación &eera&$ra Y Pre'ión %e refrigeran&e'
D*) Cuando se mantiene la relación p6t, el refrigerante esta MsaturadoM E' ior&an&e recor%ar -$e en $na &a;!a P@T= !a re!ación re'ión@&eera&$ra e' >6!i%a 'o!aen&e c$an%o ei'&e $na e8c!a %e refrigeran&e !1-$i%o . >aor# Por !o &an&o= 7a. 'o!o &re' !$gare' en e! 'i'&ea %e refrigeración -$e oera nora!en&e %on%e 'e $e%e garan&i8ar !a >a!i%e8 %e !a re!ación P@T# E'&o e'= en e! con%en'a%or= e! e>aora%or . e! reciien&e= !$gare' %on%e 'e 'a;e -$e 7a. $na e8c!a %e refrigeran&e !1-$i%o . >aor# C$an%o e! refrigeran&e !1-$i%o . >aor e'&6n re'en&e'= !a con%ición 'e %enoina 'a&$ra%a o %e 'a&$ración#
0'
E'&o 'ignifica -$e 'i o%eo' %e&erinar !a re'ión en c$a!-$iera %e e'&o' !$gare'= o%eo' f6ci!en&e %e&erinar !a &eera&$ra 'i!een&e encon&ran%o !a re'ión en $na &a;!a P@T . !e.en%o !a &eera&$ra corre'on%ien&e'# De !a i'a anera= 'i o%eo' e%ir con reci'ión !a &eera&$ra en e'o' &re' !$gare'= &a;i+n 'e $e%e %e&erinar !a re'ión $'an%o !a re!ación P@T= encon&ran%o !a re'ión corre'on%ien&e a !a &eera&$ra e%i%a#
D*. Cuando la relación p6t no se cumple, es indicación de sobrecalentamiento o subenfriamiento* En !o' $n&o' %e! 'i'&ea %on%e 'o!o e'&e re'en&e >aor= !a &eera&$ra rea! e'&ar6 or encia %e !a &eera&$ra -$e e' in%ica%a or !a re!ación P@T ara La re'ión e%i%a# En &eor1a !a &eera&$ra %e! >aor $%iera 'er ig$a! a !a &eera&$ra -$e in%ica !a re!ación P@T= ero en !a r6c&ica 'iere e' a.or# En e'&e ca'o= 'o;reca!en&aien&o e' !a %iferencia en&re !a &eera&$ra e%i%a . !a &eera&$ra corre'on%ien&e en !a &a;!a P@T ara !a re'ión en e'e $n&o# Don%e 'e 'a;e -$e 'o!aen&e !1-$i%o e'&a re'en&e= coo en !a !1nea %e !1-$i%o= !a &eera&$ra e%i%a 'er6 $n oco enor -$e !a &eera&$ra corre'on%ien&e a !a re'ión# En e'&e ca'o= 'e !!aa '$;enfriaien&o %e !1-$i%o a !a %iferencia en&re !a &eera&$ra e%i%a . !a &eera&$ra corre'on%ien&e a !a re!ación P@T# Ta;i+n= e' o'i;!e encon&rar -$e !a &eera&$ra rea! e%i%a 'ea ig$a! a !a &eera&$ra e-$i>a!en&e or !a re!ación P@T# En e'&e ca'o e! '$;enfriaien&o e' ig$a! a cero#
D*5 $nali
05
Fig# No# *4 S$;enfriaien&o . 'o;reca!en&aien&o
La fig$ra No# *4 $e'&ra %a&o' %e e%icione' %e con%ición re'ión . &eera&$ra en >ario' $n&o' %e $n 'i'&ea oeran%o nora!en&e con R@"# La &eera&$ra e%i%a en !a en&ra%a %e! e>aora%or e' @2QC# Un anóe&ro in'&a!a%o en e'&e $n&o in%ica $na re'ión %e 'i= -$e en !a &a;!a P@T 'e !ee $na &eera&$ra %e @2Q C# E'&o e' !o -$e 'e %e;e e'erar .a -$e= c$an%o e'&6n re'en&e' refrigeran&e !1-$i%o . >aor 9$n&o'= !a re!ación P@T 'e c$!ir6#
0-
Ta;!a 2# Re!ación re'ión Y &eera&$ra %e !o' refrigeran&e'
Ejercicios de auto evaluación . De'$+' %e! e'&$%io %e !a $ni%a% I= e' nece'aria !a e!a;oración %e !o' 'ig$ien&e' e9ercicio' %e a$&o e>a!$ación ara for&a!ecer &$' conociien&o' I
*
Conversión de unidades de calor
a)
"=333
H#T#U# a
ca!#
;)
4=333
H#T#U# a
Wa&&'#
c)
/=333
ca!
K#
%)
"=333
Wa&&' a
ca!#
e)
/
Ton
a
H#T#U#
f)
,=333
ca!
a
H#T#U#
g)
3#/
W
a
H#T#U#
7)
//=333
K
a
ca!#
a
0:
i)
"=/33
*
II
ca!
a
Wa&&'#
CNlculo de cantidad 0 potencia de calor
"# Ere'e en K !a can&i%a% %e ca!or -$e 'e nece'i&a ara a$en&ar !a &eera&$ra %e $n " g %e ag$a %e ,QC a QC= e! ca!or e'ec1fico %e! ag$a ere'a%o en K e' ,=" KgQC# # Ere'e en ca!# -$e can&i%a% %e ca!or -$e 'e nece'i&a ara ca!en&ar "/3 gr %e ag$a %e "3QC a 43QC# *# [$+ can&i%a% %e ca!or 7a. -$e e&raer ara enfriar /3 !&' %e ag$a %e 3QC a */QC#\
III*
conversión de unidades de presión Con>ier&e %e re'ión ano+&rica a re'ión a;'o!$&a
a) "/ P'i
^^^^^^^^^^ P'i
;)
Har
^^^^^^^^^^ Har
c) "#/ Har a;'
^^^^^^^^^^ P'i
%) "#/ gc a;'# ^^^^^^^^^^ gc
Con>er&ir !a' 'ig$ien&e' $ni%a%e' a)
23 P'i a ^^^^^^^^^^ gc a
Har
;)
*/ P'i a ^^^^^^^^^^ gc a
Har
c)
3#/ Har a ^^^^^^^^^^ gca
P'i
%)
"3 P'i a ^^^^^^^^^^ gc a
Har
e)
#/, Har a ^^^^^^^^^^ gc a
P'i
0/
U"I#$# II 'U'&$"CI$' !EF!IGE!$"&E' )*
!efrigerantes:
)*) #efinición: E! refrigeran&e e' $na '$'&ancia -$e a;'or;e ca!or %e o&ra a 'er enfria%a# E! roce'o or e! c$a! rea!i8a e'&e in&erca;io e' !!aa%o refrigeración# E! efec&o ca$'a%o or e! ca!or en e! refrigeran&e= en e! roce'o %e enfriaien&o e' 'en'i;!e c$an%o a!&era aena' !a &eera&$ra %e! agen&e refrigeran&e= o !a&en&e= c$an%o e! refrigeran&e ca;ia e! e'&a%o !1-$i%o a e'&a%o ga'eo'o# Decio' -$e= 'i $na '$'&ancia e'&6 a $na &eera&$ra inferior a o&ra= o%r6 'er con'i%era%a coo $n agen&e refrigeran&e= or !a a;'orción %e ca!or 'en'i;!e -$e 'er6 caa8 %e &oar %e o&ra '$'&ancia= enfri6n%o!a en e'e roce'o# En !a r6c&ica e! gr$o %e agen&e' refrigeran&e' -$e enfr1an or !a a;'orción %e ca!or 'en'i;!e 'on E! agua, aire, salmuera, etc. E! gr$o %e refrigeran&e' -$e enfr1an or !a a;'orción %e ca!or !a&en&e %e >aori8ación 'on R@"" R@" R@ e&c# aon1aco= ;iói%o %e car;ono= ;iói%o %e a8$fre= c!or$ro %e e&i!o= e&c# Con !a ececión %e! aon1aco= ;iói%o %e car;ono= ;iói%o %e a8$fre= . a!g$no' o&ro' refrigeran&e'= !a a.or1a %e !o' refrigeran&e' 'e %eri>an rincia!en&e %e 0
%o' o!+c$!a' ;a'e# E'&a' o!+c$!a' ;a'e 'on e&ano . e&ano# La' %o'= e! e&ano . e! e&ano 'on 7i%rocar;ono' $ro'# Bi%rocar;ono' $ro' 'on 'i!een&e o!+c$!a' -$e 'o!o con&ienen 7i%rógeno . car;ón en '$ e'&r$c&$ra (>er fig$ra No# ,3) H
H
C
Refrigeran&e Y /3 Me&ano (CB)@ /43F H
H
H
H
H
C
C
H
H
Refrigeran&e Y "3 E&ano (CB* CB*)@ "3F H
Fig# No#,3 Mo!+c$!a' ;a'e
)*. -ropiedades No 7a. ning
-ropiedades deseadas del refrigerante La' 'ig$ien&e' 'on !a' roie%a%e' -$e %e;e &ener e! refrigeran&e i%ea!
a $probadas para el medio ambiente: To%o refrigeran&e fa;rica%o 7o. en %1a &iene -$e c$!ir !o' re-$i'i&o' -$e e'&a;!ecen !a' Nacione' Uni%a' en c$an&o a !a ro&ección a! e%io a;ien&e= no %e;e ago&ar !a caa %e o8ono ni ca$'ar e! efec&o in>erna%ero# b "o tóKicas: E! refrigeran&e I%ea! no %e;e 'er &óico en ning$na %e '$' fora'# 0er gra%o' %e e!igro'i%a% en Aneo# c "o inflamable: o %e;e 'er inf!aa;!e en re'encia %e f!aa# d Elevado calor latente de vaporiaori8ación %e;e 'er ;ien a!&o= ara a;'or;er a' ca!or or $ni%a% %e a'a circ$!an%o or e! e>aora%or# e 2umicamente estables: De;en &ener $na !arga >i%a <&i! c$an%o e'&+n e! 'i'&ea= .a -$e e'&6n e$e'&o' a %iferen&e' a;ien&e' %e re'ione' . &eera&$ra' . co;inacione' con o&ro' coonen&e' %e! 'i'&ea#
'3
f %aterial de construcción compatible: E! refrigeran&e no %e;e %a?ar ning$na ar&e %e! 'i'&ea= no %e;e 'er corro'i>o con ning$no %e !o' e&a!e' re'en&e' en e! e-$io# g %iscible con los aceites: E! refrigeran&e %e;e e8c!ar'e f6ci!en&e con e! acei&e= %e &a! anera -$e 'i 'e o !!e>a %e! core'or 7acia o&ra ar&e %e! 'i'&ea &a;i+n %e;e re&ornar 9$n&o con e!# $lta potencia diel3ctrica: No %e;e 'er con%$c&or %e !a corrien&e e!+c&rica# i -unto critico bien alto: E! $n&o cr1&ico 'e refiere a a-$e!!a' re'ione' . &eera&$ra' en -$e e! refrigeran&e no '$fre ning
Fácil de manejar al transportarse Capaz de ser regenerado. Detectable a concentraciones bajas. Costo razonable. Fácil de obtener.
Lo' refrigeran&e' 6' conoci%o' 'on 1. Amonaco !"#$% &R&'1' *. Dió+ido de carbono !C, * $. Refrigerante &11& !CC)$F% . Refrigerante &1*& !CC) *F*%
)*5
(. Refrigerante &1$& !CC) F$% -. Refrigerante&11$& !CC)*FCC)F*% '. Refrigerante &**& !C#C)F*%
Caractersticas de los refrigerantes mNs empleados:
$monaco: "@5 !6) A e'ar %e 'er &óico= &a;i+n inf!aa;!e . e!o'i>o= e! aon1aco e' $. e!ea%o en gran%e' in'&a!acione'= %a%a '$ gran caaci%a% &+rica# •
Tiene e! a.or efec&o refrigeran&e %en&ro %e !o' rincia!e' refrigeran&e'
•
S$ &eera&$ra %e e;$!!ición a re'ión a&o'f+rica e' %e @** °C#
E' corro'i>o e! co;re . e! !a&ón= ra8ón or !a c$a! &o%o' !o' e-$io' %e refrigeración -$e &ienen con&ac&o con e! aon1aco 'on %e acero# • No e' i'ci;!e con e! acei&e !$;rican&e . a&aca !o' a!ien&o' en ca'o %e f$ga# •
•
La f$ga %e +'&e e' f6ci!en&e !oca!i8a;!e= $'an%o e'$a' %e 9a;ón#
!efrigerante )) 6 CC/5F
'1
Conoci%o coo R@""= %e !a 'erie e&ano= $. $'a%o coo %i'o!>en&e en !a !iie8a %e coonen&e' %e !a' $ni%a%e' %e refrigeración# • S$ &eera&$ra %e e;$!!ición e' %e *# °C= no e' corro'i>o= ni &óico= ni inf!aa;!e= ni e!o'i>o# • E' e!ea%o en core'ore' cen&r1f$go' en in'&a!acione' %e 33 a /33 &one!a%a' ara acon%iciona%ore' %e aire in%$'&ria! . coercia!# • E! co!or %e'igna%o or e! fa;rican&e ara i%en&ificar e! ci!in%ro %e R@"" e' anaran9a%o# •
!efrigerante ). CC/.F. Conoci%o &a;i+n coo R@"= &a;i+n %e !a 'erie e&ano= e' e! refrigeran&e 6' e!ea%o en !a ac&$a!i%a%= rincia!en&e en refrigeración %o+'&ica# No e' &óico= no e' inf!aa;!e= ni corro'i>o= ni e!o'i>o# E' a!&aen&e e'&a;!e# S$ &eera&$ra %e e;$!!ición a re'ión a&o'f+rica e' @4#, °C# E' $&i!i8a%o ara ro%$cción %e ;a9a'= e%ia' . a!&a' &eera&$ra'= .a 'ea con core'ore' a!&erna&i>o'= ro&a&i>o' o cen&r1f$go'# C$an%o e' $'a%o con core'or cen&r1f$go= $e%e enfriar 'a!$era 7a'&a @3 °C# • Se e8c!a con e! acei&e !$;rican&e en &o%a' !a' con%icione' • S$ efec&o refrigeran&e e' re!a&i>aen&e ;a9o • E! co!or %e! ci!in%ro e' ;!anco# Refrigeran&e " %ic!orof!$oe&ano CC"F
Fig# No#," Refrigeran&e R@"
!efrigerante .. C@C/F. De !a 'erie e&ano# S$ &eera&$ra %e e;$!!ición e' @,3# °C= a!ica%o &a;i+n ara ro%$cción %e ;a9a' &eera&$ra'# Ac&$a!en&e &iene $n a!&o e!eo en acon%iciona%ore' %e aire coercia!# Lo' con%en'a%ore' %e !a' $ni%a%e' -$e e!ean R@ %e;en 'er an&eni%o' ;ien !iio'= ara -$e ei'&a $na ;$ena circ$!ación %e aire= ca'o con&rario '$ '2
re'ión 'e e!e>ar6 r6i%aen&e a >a!ore' er9$%icia!e' ara e! f$ncionaien&o %e !a $ni%a%# Se e8c!a con acei&e !$;rican&e# Tiene a.or caaci%a% &+rica -$e e! R@"= 'ien%o e'&a '$ rincia! >en&a9a 'o;re e! R@"= ero no -$iere %ecir -$e 'ea e! e9or= or -$e ca%a $no re'en&a ;$ena' c$a!i%a%e' %e ac$er%o ara e! fin -$e 'ea e!ea%o# E! R@ &iene a.or caaci%a% ara a;'or;er 7$e%a% -$e e! R@"# E'&a e' !a ra8ón or !a c$a! raraen&e $n e-$io -$e &ra;a9a con R@ re'en&a ro;!ea' %e o;'&r$cción or 7$e%a%= or o&ro !a%o e'&o rere'en&a $na %e'>en&a9a= $e' !a 7$e%a%= re'i%$a! en $n 'i'&ea %e refrigeración e' 'iere in%e'ea;!e . 'i no 'e anifie'&a= circ$!ar6 !i;re en e! 'i'&ea= oi%an%o !a' ar&e' in&erna'= %e'coonien%o e! acei&e !$;rican&e= rincia!en&e en !a %e'carga %e! core'or# E! co!or %e! ci!in%ro e' >er%e# R@ Monoc!oro%if!$oroe &ano CBCLF
Fig# No#, Refrigeran&e R@
!efrigerantes @FC De;i%o a -$e !o' BFC no con&ienen c!oro e! o&encia! %e %e'ga'&e %e !a caa %e o8ono e' &o&a!en&e n$!a# Pero 'i &iene $n o&encia! 1nio %e e!e>ar !a &eera&$ra g!o;a!# A!g$no' %e !o' BFC -$e 6' 'e $'an 'on !o' 'ig$ien&e'"*,a= ",*a= "/_ E9e!o e! R@"*,a
H
H
F
C
C
F
F
R@"*,a Te&raf!$ore&ano
F
Fig# No#,* Refrigeran&e R@"*,_
.* %ee'&igacione' 'e e'&a !!e>an%o a ca;o ara encon&rar $n '$!en&e -$e ree!ace CFC@""= CFC@"= CFC@/3= BCFC@ . $c7o' a'
'0
refrigeran&e'# Me8c!a' %e refrigeran&e' e'&6n en !a ac&$a!i%a% 'ien%o in>e'&iga%a' . an$fac&$ra%a' or !a' coa?1a' -$1ica'# En rea!i%a% $c7o' fa;rican&e' %e refrigeran&e' $'an !a i'a e8c!a= ero ca;ian e! orcen&a9e %e !o' con'&i&$.en&e' %e !a e8c!a en e! $'o %e !a' %iferen&e' a!icacione' en !a &eera&$ra %e e>aoración# Ca;io' %e! orcen&a9e %e coo'ición 'on $'a%o' &a;i+n ara ;a9ar !a' roorcione' %e coren'ión . ei'ión %e &eera&$ra' ara o;&ener 6io %e'ee?o . eficiencia en !a' oeracione'# La' e8c!a' %e refrigeran&e' $e%en 'er a ;a'e %e BCFC ó %e BFC= ó !a co;inación %e a;o'# La' e8c!a' a ;a'e %e BCFC 'on 'o!aen&e re$e'&o' ro>i'iona!e' %e CFC %e;i%o a '$ con&eni%o %e c!oro# De;i%o a -$e BCFC' con'&i&$.e e! a.or orcen&a9e %e a!g$na' e8c!a'= e'&a' e8c!a' ago&an eno' o8ono . afec&an eno' !a &eera&$ra g!o;a! -$e !a a.or1a %e refrigeran&e' CFC . BCFC -$e e'&6n 'ien%o ree!a8a%o'# La' e8c!a' a ;a'e %e BFC 'er6n !o' re$e'&o' or $n !argo &ieo %e cier&o' CFC' . BCFC' 7a'&a -$e !o' in>e'&iga%ore' enc$en&ren co$e'&o' $ro' -$e !o' ree!acen# Se %i'e?aron %o' &io' %e e8c!a' !a e8c!a' azeotrópicas . !a'
.*) %eaoran a !a i'a >e!oci%a%# E! >aor . e! !1-$i%o &ienen !a i'a coo'ición# E'&e &io %e e8c!a' $e%en cargar'e a! 'i'&ea en '$' %o' e'&a%o' f1'ico' (>aor o !1-$i%o)# Per&enecen a !a 'erie %e !o' /33#
.*.* %ea '$ roio $n&o %e e;$!!ición# De;i%o a -$e e! -$e &iene e! $n&o a' ;a9o %e e;$!!ición 'e 'earara 6' r6i%aen&e %e !a e8c!a= e'&a 'e a?a%e a! 'i'&ea 'o!aen&e en e'&a%o !1-$i%o# Per&enecen a !a 'erie %e !a' ,33#
.*5* %e
E'&o 'e %e;e a -$e e! %e'!a8aien&o e' $. e-$e?o#
Identificación de cilindros de gases refrigerantes Freon e' $n no;re coercia!# Lo' refrigeran&e' 'on %e'igna%o' or n<ero'# Por e9e!o Freon "" ó Frigen ""= o&ro ca'o e' e! refrigeran&e " (aon1aco)# E'&o' a '$ >e8 'on a!acena%o' en ci!in%ro' e'ecia!e' . ro&egi%o' con&ra a!&a' &eera&$ra' . 'on in&a%o' con co!ore' confore e! &io %e Refrigeran&e a'1 R@"" @ Naran9a R@""* @ P
.*;* %edidas de seguridad en la manipulación de refrigerantes Lo' refrigeran&e'= 'on %eo'i&a%o' en reciien&e' %e acero en !a fora %e ga'e' !ic$a%o'= 7a. refrigeran&e' -$e 'on inf!aa;!e'= e!o'i>o'= &óico' o &ienen $na co;inación %e e'&a' carac&er1'&ica'# Refrigeran&e' roiaen&e %a?ino' (coo !o' 7a!ogena%o') $e%en ro>ocar e!igro' a! e'caar en gran%e' can&i%a%e' or e! %e'a!o9aien&o %e! o1geno %e! aire= in%i'en'a;!e ara !a re'iración# La in7a!ación %e a!&a' concen&racione' %e >aor e' %a?ina . $e%e ca$'ar irreg$!ari%a%e' en e! 'i'&ea car%iaco# La +r%i%a %e 'en&i%o o !a $er&e# E! $'o in%e;i%o o !a in7a!ación %e!i;era%a $e%en ca$'ar e! fa!!eciien&o 'in re'en&ar '1n&oa' re>io'# E! >aor re%$ce e! oigeno %i'oni;!e ara !a re'iración nora! . 6' e'a%o -$e e! aire#
.*A*"ormas de seguridad • E>i&e re'irar o&ra' concen&racione' %e! >aor • U&i!1ce'e con '$ficien&e >en&i!ación ara an&ener !a eo'ición or %e;a9o %e !o' !1i&e' recoen%a%o'= e'ecia!en&e en recin&o' cerra%o' ó ;a9o'# • E>i&e e! con&ac&o %e! !1-$i%o con !o' o9o'= a'1 coo !a eo'ición ro!onga%a en !a ie!# 3 3 • No a!i-$e !!aa %irec&a o ca!ien&e a! en>a'e arri;a %e / C ("/ F)# • No eri&a -$e e! ro%$c&o 7aga con&ac&o con $na !!aa %irec&a o e!een&o' e!+c&rico' or-$e ro>ocar6 !a %e'coo'ición# • No re!!ene !o' ci!in%ro' >ac1o' • A'eg$re !o' reciien&e'# I%en&ificar 'eg
'5
.* -rimeros auKilios • Si 'e in7a!an concen&racione' e!e>a%a' %e refrigeran&e $e>a a !a er'ona a! aire fre'co# • Man&enga a! acien&e en ca!a# Sino e'&a re'iran%o= a!i-$e re'iración ar&ificia!# Si !a re'iración 'e %ific$!&a= a!i-$e oigeno . !!ae a! e%ico# En ca'o %e con&ac&o con !o' o9o' en9$ag$e en a;$n%an&e ag$a %$ran&e "/in$&o' . con'$!&e a $n e%ico# En ca'o %e con&ac&o con !a ie! en9$ag$e con ag$a (no ca!ien&e) o $'e o&ro' e%io' ara ca!en&ar !a ie! !en&aen&e# 56 -roblemNtica de los refrigerantes Do' 'on !o' fac&ore' a con'i%erar c$an%o 'e e'&$%ian !o' efec&o' -$e 'o;re !a a&ó'fera &ienen !o' refrigeran&e'# • •
:estrucción de la capa de ozono. fecto invernadero
5*) #estrucción de la capa de oi>o' con&ra !a' ra%iacione' 'o!are'= eri&ien%o e! a'o %e a-$e!!a' -$e no 'on noci>a' ara !a 'a!$% . !a >i%a ania!= &a;i+n !ii&an%o e! a'o %e o&ra' a ni>e!e' &o!era;!e' a! organi'o 7$ano# 0er fig$ra No#,, $;icación %e! o8ono# En !a caa '$erior %e !a a&ó'fera= !a' ra%iacione' 'o!are' inci%en 'o;re !a' o!+c$!a' %e o1geno %e'cooni+n%o!a' en o!+c$!a' %e o8ono . 6&oo' %e o1geno !i;re'# 0er fig$ra No# ,/ foración %e o8ono
Figura* ;; O
'-
Figura ;A* O
1Cómo se destru0e la capa de oe!e' %e ra%iacione' U0 'o!are'= !i;eran%o 6&oo' %e c!oro . ;roo '$aen&e reac&i>o'# E'&o' ar&ician en $na co!e9a 'erie %e reaccione' -$e con%$cen a! ago&aien&o %e! o8ono# A con&in$ación 'e re'en&a $na >er'ión 'i!ifica%a %e !a' rincia!e' e&aa' %e! roce'o %e %e'&r$cción %e! o8ono# 0er fig# ,2#
Fig# No ,2# E&aa' %e %e'&r$cción %e! O8ono •
Lo' 6&oo' !i;re' %e c!oro o ;roo reaccionan con e! o8ono ara con'&i&$ir onói%o %e c!oro o %e ;roo= ro;an%o $n 6&oo %e o1geno . con>ir&ien%o !a o!+c$!a %e o8ono en o1geno#
•
La' o!+c$!a' %e onói%o %e c!oro o ;roo reaccionan con !o' 6&oo' !i;re' %e o1geno= a;an%onan%o '$ 6&oo %e o1geno ro;a%o ara con'&i&$ir 6' o1geno o!ec$!ar . 6&oo' !i;re' %e c!oro o ;roo# ':
Lo' 6&oo' %e c!oro o ;roo a'1 !i;era%o' inician n$e>aen&e e! roce'o a&acan%o o&ra o!+c$!a %e o8ono# De e'&e o%o= ca%a $no %e e'o' 6&oo' $e%e %e'&r$ir i!e' %e o!+c$!a' %e o8ono= ra8ón or !a c$a! can&i%a%e' $. re%$ci%a' %e c!oro . ;roo $e%en %e'cooner '$ficien&e o8ono coo ara %i'in$ir %e anera 'ignifica&i>a !a a!ia caa %e o8ono#
.*.* -roductos 7umicos 7ue destru0en el oo' en e'&a%o !i;re) .= or con'ig$ien&e= $e%en a&acar e! o8ono# Por e'a' ra8one'= !a' '$'&ancia' -$1ica' noci>a' ara e! o8ono eranecen en e! aire %$ran&e !argo' erio%o' . 'e %if$n%en gra%$a!en&e a &o%a' !a' 8ona' %e !a a&ó'fera= coren%i%a !a e'&ra&o'fera# A!!1 'e %e'coonen= %e;i%o a !a in&en'a ra%iación 'o!ar a!&aen&e energ+&ica= !i;eran%o 6&oo' %e c!oro o ;roo -$e %e'&r$.en e! o8ono# Lo' C!orof!$orocar;ono' (CFC) 'on !o' ro%$c&o' -$1ico' 6' %e'&r$c&i>o' ara !a caa %e o8ono# Se 7an $&i!i8a%o %e %i>er'a' anera' %e'%e -$e 'e 'in&e&i8aron or riera >e8 en "4= or e9e!o coo refrigeran&e en !o' refrigera%ore' . acon%iciona%ore' %e aire= coo ro$!'ore' en !o' ;o&e' %e aero'o!= coo agen&e e'$an&e en !a fa;ricación %e e'$a' f!ei;!e' ara co9ine' . co!c7one'= . coo ro%$c&o' %e !iie8a ara &a;!ero' %e circ$i&o' ire'o' . o&ro' e-$io'# Lo' Bi%roc!orof!$orocar;ono' (BCFC) 'e $&i!i8an rincia!en&e coo refrigeran&e' . agen&e' e'$an&e# Lo' BCFC 'on eno' %e'&r$c&ore' %e! o8ono -$e !o' CFC .a -$e '$ 6&oo a%iciona! %e 7i%rógeno a$en&a !a' o'i;i!i%a%e' %e -$e 'e %e'coongan en !a a&ó'fera ;a9a= ii%ien%o -$e gran ar&e %e! c!oro -$e con&ienen a!cance !a e'&ra&o'fera# No o;'&an&e= e! potencial de agotamiento el oa%o coo ara eri&ir '$ $&i!i8ación a !argo !a8o# En !a ac&$a!i%a% 'e con&ro!an a e'ca!a $n%ia! ,3 >arian&e' %e BCFC con >i'&a' a $na e!iinación rogre'i>a %e '$ $'o# O&ro' %o' ro%$c&o' -$1ico' -$e con&ienen c!oro &iene PAO e!e>a%o' . e'&6n '$9e&o' a con&ro!e' $n%ia!e' e! &e&rac!or$ro %e car;ono . e! e&i!c!oroforo
'/
("="=" &ric!oroe&ano)# A;o' ro%$c&o' 'e $&i!i8an a!iaen&e coo %i'o!>en&e'= en e'ecia! ara !iiar e&a!e' en !a' oeracione' %e Ingenier1a . fa;ricación# Lo' rincia!e' ro%$c&o' -$1ico' -$e con&ienen ;roo . %e'&r$.en e! o8ono 'e %enoina 7a!one'# Son Hroof!$orocar;ono' (HFC) $&i!i8a%o' 'o;re &o%o ara e&ing$ir incen%io'# A!g$no' 7a!one' 'on o%ero'o' %e'&r$c&ore' %e! o8ono 7a'&a %ie8 >ece' 6' o&en&e' -$e !o' CFC 6' noci>o'# En !o' ino en !a e!iinación %e! ;ro$ro %e e&i!o en 3"3 en !o' a1'e' %e'arro!!a%o'= . '$ conge!ación en 33 en !o' a1'e' en %e'arro!!o# R
R 717 R 718 R 744 R 170 R 290 R 600 R 600a R 1270 R 11 R 12 R 13 R 13B1 R113 R 114 R 115 R 22 R 123 R 124 R 141B R 142B R 14 R 23 R 32 R 125 R 134ª R 143ª R 152ª R236 fa R 500 R 502 R 503 R 507 R 508A R 508B R 509A
ODP (R 1 1 = 1)
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 12 0.80 1.00 060 0.055 0.02 0.022 0.11 0.065 0 0 0 0 0 0 0 0 0.605 0.224 0.599 0 0 0 0.018
G W P (1) (C O2 = 1)
G W P (2) (C O2 = 1)
0 0 1 20 20 20 20
<1 <1 1 20 20 20 20
3800 8100 11700 5400 4800 9200 9300 1500 90 470 600 1800 6500 11700 650 2800 1300 3800 140 6300 6014 5494 11700 3300 10175 10350 4580
4600 10600 14000 6900 6000 9800 10300 1900 120 620 700 2300 5700 14800 880 3800 1600 5400 190 9400 7870 6200 14300 4600 12700 13000 5650
R
R 401A R 401B R 401C R 402A R 402B R 403A R 403B R 404A R 405A R 406A R 407A R 407B R 407C R 407D R 407E R 408A R 409A R 409B R 410A R 410B R 411A R 411B R 412A R 413A
ODP (R 1 1 = 1)
0.031 0.033 0.029 0.015 0.024 0.03 0.022 0 0.021 0.043 0 0 0 0 0 0.019 0.039 0.039 0 0 0.035 0.038 0.041 0
G W P (1) (C O2 = 1)
973 1062 760 2250 1964 2526 3571 3260 4481 1564 1770 2285 1526 1428 1363 2649 1288 1273 1725 1833 1328 1414 1850 1775
G W P (2) (C O2 = 1)
1240 1350 980 3000 2580 3150 4420 4540 5750 1990 2340 3070 1980 1820 1750 3640 1640 1620 2340 2490 1680 1790 2340 2180
Ta;!a No# ODP Fac&or %e %e'&r$cción %e! o8ono GWP Fac&or %e ca!en&aien&o g!o;a!
1CuNn rNpido se agota la capa de o
e%icione' confiraron -$e !o' ni>e!e' %e o8ono e'&a;an %eca.en%o en ca'i &o%a' ar&e' en e! $n%o# D$ran&e e! er1o%o "44@"44, e! o8ono 'o;re !a' !a&i&$%e' e%ia' (*3 3@233) %e a;o' 7ei'ferio' %i'in$.o a $n ri&o e%io %e ,@ / or cien&o or %ecenio# Lo' ni>e!e' %e o8ono ;a9aron 6' r6i%o en !o' a?o' "43 -$e en e! %ecenio an&erior= !o -$e arece in%icar -$e e! ago&aien&o %e! o8ono 'e 7a ace!era%o#
%edición del O6n%o!o a re'ión . &eera&$ra e'&6n%ar (" a& . 3QC= re'ec&i>aen&e)= . !$ego 'e e'arce 'o;re !a i'a 'ección %e !a co!$na= en&once' forar1a $na caa %e!ga%a %e a!g$no' i!1e&ro' %e e'e'or# A'1 e' -$e " $ni%a% Do;'on 'e %efine coo 3#3" %e e'e'or %e! o8ono en con%icione' e'&6n%ar= or e9e!o= 'i e! o8ono corii%o forara $na caa %e * %e e'e'or= en&once' 'e &en%r1an *33 $ni%a%e' Do;'on %e o8ono# E'a $ni%a% 7a reci;i%o '$ no;re en 7onor a G# M# H# Do;'on= $no %e !o' riero' cien&1fico' -$e in>e'&igó e! o8ono a&o'f+rico en&re !o' a?o' "43 . "423# E! %i'e?ó e! e'ec&róe&ro %e Do;'on
O5
Fig#
* Corre'on%e a *33 UD
No# , Me%ición %e! O8ono e'&ra&o'f+rico
$gujero en la capa de oa genera!en&e %e'%e !o' &róico' 7acia !a' !a&i&$%e' e%ia'= e' $c7o a.or !a %i'in$ción %e! o8ono regi'&ra%a 'o;re !a An&6r&i%a en Se&ie;re . Oc&$;re# E'&e fenóeno 'e %enoina ag$9ero %e !a caa %e o8ono# D$ran&e $no' %o' e'e'= en ca%a ria>era a$'&ra!= !a can&i%a% &o&a! %e o8ono %i'in$.e 7a'&a en $n 23 or cien&o 'o;re !a a.or ar&e %e !a An&6r&ica#
53
Fig# No# , Di'in$ción %e !a caa %e O8ono
5* /os efectos del aumento de las radiaciones ultravioleta 5*) En la piel : Uno %e !o' efec&o' 6' e>i%en&e' %e !a ra%iación U0@ H e' !a -$ea%$ra %e! 'o!= conoci%a ;a9o !a %enoinación &+cnica %e eri&ea# La' er'ona' %e ie! o'c$ra e'&6n ro&egi%a' %e !a a.or1a %e e'&o' efec&o' or e! igen&o %e '$' c+!$!a' c$&6nea'# Lo' ra.o' U0@H &a;i+n $e%en %a?ar e! a&eria! gen+&ico %e %ic7a' c+!$!a' . ca$'ar c6ncer# Para !a' er'ona' %e ie! c!ara= !a eo'ición a !o !argo %e !a >i%a a e!e>a%o' ni>e!e' %e U0@H a$en&a e! e!igro %e c6ncer c$&6neo 'in e!anoa# Ei'&en in%icacione' %e -$e $na a.or eo'ición a !a' U0@H= en e'ecia! %$ran&e !a infancia= $e%e agra>ar e! rie'go %e %e'arro!!ar c6ncere' c$&6neo' con e!anoa= 6' e!igro'o'# En !o' 'ere' 7$ano' !a eo'ición a ra%iacione' U0@H in$'$a!e' $e%e ca$'ar $na ceg$era 'ii!ar a !a -$e ca$'a e! ref!e9o %e !a nie>e -$era&i&i' ac&1nica $na %o!oro'a inf!aación ag$%a %e !a córnea# La eo'ición crónica &a;i+n $e%e %a?ar e! o9o# Ni>e!e' 6' a!&o' %e U0@H o%r1an ro>ocar ca&ara&a' 'on $na %e !a' rincia!e' ca$'a' %e !a ceg$era#
Fig# No# ,4 La' ra%iacione' U0@H $e%en ca$'ar ca&ara&a' . c6ncer en !a ie!
5*.* En las defensas del cuerpo umano: La eo'ición a !o' ra.o' U0@H $e%e '$riir !a' re'$e'&a' in$ni&aria' %e !o' 'ere' 7$ano' . !o' ania!e'# Por con'ig$ien&e= $n a$en&o %e !a' ra%iacione' U0@H re%$cir1a !a re'i'&encia 7$ana a $na 'erie %e enfere%a%e'= en&re e!!a' !o' c6ncere'= !a' a!ergia' . a!g$na' enfere%a%e' infeccio'a'# En !a' 8ona' %e! $n%o en -$e !a' enfere%a%e' infeccio'a' con'&i&$.en $n gra>e ro;!ea= e! e'&r+' a%iciona! %eri>a%o %e $na a.or ra%iación U0@H o%r1a &ener reerc$'ione' 'ignifica&i>a'= !a a!aria . e! 7ere'= con&ra !a' c$a!e' !a rincia! %efen'a %e! c$ero 'e 7a!!a en !a ie!# La eo'ición a !a' U0@H &a;i+n $e%e afec&ar a !a caaci%a% %e! c$ero ara re'on%er a !a' >ac$nacione' con&ra enfere%a%e'#
51
5*5* 'obre las plantas: M$c7a' e'ecie' . >arie%a%e' %e !an&a' 'on 'en'i;!e' a !a' U0@H= a$n en '$' ni>e!e' ac&$a!e'# Una a.or eo'ición o%r1a &ener efec&o' %irec&o' %e in%irec&o' co!e9o'= &an&o 'o;re !o' c$!&i>o' coo 'o;re !o' eco'i'&ea' na&$ra!e'# Lo' eerien&o' 7an %eo'&ra%o -$e c$an%o c$!&i>o' coo e! arro8 . !a 'o9a e'&6n e$e'&o' a !o' ra.o' U0@H !a' !an&a' 'on 6' e-$e?a' . e! ren%iien&o 6' ;a9o# E! a$en&o %e !a ra%iación U0@H o%r1a a!&erar -$1icaen&e !a' !an&a' agr1co!a'= re%$cien%o '$ >a!or n$&ri&i>o o a$en&an%o '$ &oici%a%# Si no 'e %e&iene e! ago&aien&o %e! o8ono= &en%reo' -$e ;$'car >arie%a%e' %e c$!&i>o' -$e &o!eren !a' U0@H= o ro%$cir o&ro' n$e>o'# La' ra%iacione' U0@H &ienen $na 'erie %e efec&o' in%irec&o' 'o;re !a' !an&a'= coo $na a!&eración %e '$ fora= !a %i'&ri;$ción %e !a' ;ioa'a' en !a' %i'&in&a' ar&e' %e !a !an&a . !a ro%$cción %e '$'&ancia' -$1ica' -$e ii%en e! a&a-$e %e !o' in'ec&o'# Ta;i+n o%r1a or en%e ro>ocar efec&o' a ni>e! %e! eco'i'&ea= coo ca;io' en e! e-$i!i;rio coe&i&i>o en&re !an&a'= !o' ania!e' -$e !a' coen . !o' agen&e' a&ógeno' . !a' !aga' %e !a' !an&a'#
Fig# No# /3 E! a$en&o %e !a' U0@H $e%e %a?ar a !a' !an&a'#
5*; 'obre la vida marina 0 acuNtica : Lo' eerien&o' 7an %eo'&ra%o -$e e! a$en&o %e !a' ra%iacione' U0@H %a?a a! fi&o!anc&on= a! 8oo!anc&on= a !o' ece' 9ó>ene' . a !a' !ar>a' %e cangre9o' . !ango'&ino'# E! %a?o ca$'a%o a e'&o' e-$e?o' organi'o' o%r1a aena8ar !a ro%$c&i>i%a% %e !a in%$'&ria e'-$era# M6' %e! *3 or cien&o %e !a' ro&e1na' ania!e' con'$i%a' or !o' 'ere' 7$ano' ro>ienen %e! ar= . en $c7o' a1'e' en %e'arro!!o e'&a roorción e' ao!>ien%o a! e'acio# E! 'o! e' !a i'i;!e= !!ega a !a &ierra= $na ar&e e'
52
a;'or;i%a or !a a&ó'fera . ref!e9a%a %e'%e !a' n$;e' . e! '$e!o (e'ecia!en&e %e'%e !o' %e'ier&o' . !a caa %e nie>e)# E! re'&o e' a;'or;i%o or !a '$erficie -$e 'e ca!ien&a . a '$ >e8 reca!ien&a !a a&ó'fera# La '$erficie ca!ien&e . !a a&ó'fera %e !a &ierra ei&en ra%iacione' infrarro9a' in>i'i;!e'# 0er fig# / Si ;ien !a a&ó'fera e' re!a&i>aen&e &ran'aren&e a !a ra%iación 'o!ar= !a ra%iación infrarro9a 'e a;'or;e en !a a&ó'fera or $c7o' ga'e' eno' a;$n%an&e'# A$n-$e re'en&e' en e-$e?a' can&i%a%e'= e'&a' &ra8a' %e ga'e' ac&
En $n in>erna%ero= e! >i%rio eri&e en&rar !a !$8 'o!ar ero ii%e -$e $na ar&e %e !a ra%iación infrarro9a 'e e'cae# Lo' ga'e' en !a a&ó'fera &erre'&re -$e e9ercen $n efec&o 'ii!ar 'e !!aan 5ga'e' %e in>erna%ero:# No 'e &ra&a ni %e ni&rógeno ni %e o1geno= !o' rincia!e' coonen&e' %e !a a&ó'fera= 'ino %e &ra8a' %e ga'e' -$e inc!$.en= or e9e!o= e! >aor %e ag$a= e! %iói%o %e car;ono . e! o8ono# E! >aor %e ag$a e' e! 6' ior&an&e ga' na&$ra! %e in>erna%ero en !a a&ó'fera# Fig# No# /" In>erna%ero ara c$!&i>o'
De !o' ga'e' %e in>erna%ero ar&ificia!e'= !o' 6' ior&an&e' 'on e! %iói%o %e car;ono (CO)= e! e&ano (CB ,)= e! ói%o ni&ro'o (N O)= . !o' 7a!ocar;ono' %e !o' c$a!e' !o' c!orof!$orocar;ono' 'on !o' 6' ior&an&e'# E! o8ono (O*) rincia!en&e en !a ar&e inferior %e !a a&ó'fera= c$.a concen&ración 'e >e afec&a%a or !a' ac&i>i%a%e' 7$ana'= e' &a;i+n $n ior&an&e ga' %e in>erna%ero# A ar&e %e !o' CFC= e'&o' ga'e' ei'&en %e o%o na&$ra! coo e! >aor %e ag$a# Lo' %iferen&e' ga'e' a;'or;en . a&raan can&i%a%e' >aria;!e' %e ra%iación infrarro9a# Ta;i+n er'i'&en en !a a&ó'fera or er1o%o' %iferen&e' e inf!$.en en !a -$1ica a&o'f+rica (e'ecia!en&e %e! o8ono) %e %iferen&e' anera'# Por e9e!o= $na o!+c$!a %e CFC@" &iene 6' o eno' e! i'o efec&o 'o;re !a ra%iación -$e "2333 o!+c$!a' %e CO # E! efec&o %e $na o!+c$!a %e e&ano e' ig$a! aroia%aen&e a !a' " >ece' %e! efec&o %e! CO ero !a >i%a <&i! %e !a i'a e' $c7o 6' cor&a#
50
Fig# No# / Efec&o in>erna%ero
E! potencial de calentamiento mundial de la atmósfera G>- e' $n 1n%ice -$e coara e! efec&o %e! reca!en&aien&o en $n !a'o %e &ieo ara %iferen&e' ga'e' con re'ec&o a ei'ione' ig$a!e' %e CO (or e'o)#
Contribución directa de los !efrigerantes Lo' ro%$c&o' -$1ico' -$e ago&an e! o8ono $e%en &ener reerc$'ione' 'o;re e! ;a!ance &+rico %e !a &ierra a'1 coo !a caa %e o8ono $e' $c7o' %e e!!o' 'on ga'e' con efec&o %e in>erna%ero# Por e9e!o= !o' CFC "" . " (!o' %o' rincia!e' co$e'&o' %e C!orof!$orocar;ono' -$e %e'&r$.en e! o8ono) 'on ga'e' re'ec&i>aen&e ,333 . /33 >ece' 6' o%ero'o' -$e e! %iói%o %e car;ono (a !o !argo %e $n er1o%o %e "33 a?o')# 0er fig# /* Lo' F!$orocar;ono' %e'arro!!a%o' coo '$'&i&$&o' %e !o' CFC &a;i+n 'on o&en&e' ga'e' con efec&o %e in>erna%ero#
5'
Fig# No# /* S$'&ancia' -$e ago&an e! o8ono &a;i+n 'on ga'e' con efec&o %e in>erna%ero
Da%o -$e !a >i%a <&i! %e !o' ga'e' e' %iferen&e %e !a %e! CO 'e o%r1an ca!c$!ar %iferen&e' GWP= !o c$a! %een%e %e !a e&en'ión %e &ieo con'i%era%a# La >i%a <&i! %e! CO e' %e! or%en %e !o' 33 a?o' en !a a&ó'fera 'i 'e coara con e! CO 'o;re $n !a8o cor&o= $n ga' c$.a >i%a <&i! e' $. cor&a= 'e %a re!ie>e a! o&encia! %e reca!en&aien&o %e e'&e ga' . 'e '$;e'&ia e! o&encia! %e reca!en&aien&o %e! CO #
A El protocolo de %ontreal E! rier a'o 7acia $na acción $n%ia! 'e efec&ención %e 0iena ara !a ro&ección %e !a caa %e o8ono# La' ar&e' en !a con>ención re'o!>ieron a%o&ar e%i%a' aroia%a' ara 'a!>ag$ar%ar !a caa %e o8ono . ro$gnaron !a negociación %e ro&oco!o' en re!ación con e%i%a' e'ec1fica'# La nece'i%a% %e $n ro&oco!o '$rgió ca'i %e ine%ia&o= c$an%o 'e $;!icó en 9$nio %e "4/ !a riera %eo'&ración %e !a ei'&encia %e! ag$a9ero %e !a caa %e o8ono en !a An&6r&i%a# La' negociacione' $n%ia!e' 'o;re $n ro&oco!o 'e iniciaron 'in &ar%an8a . %ieron !$gar a !a aro;ación= en 'e&ie;re %e "4= %e! Protocolo de Montreal re!a&i>o a !a' '$'&ancia' -$e ago&an !a caa %e o8ono# E! ro&oco!o %e Mon&rea! en&ró en >igor en enero %e "44 . con'&i&$.e e! f$n%aen&o 9$r1%ico %e !o' e'f$er8o' $n%ia!e' or 'a!>ag$ar%ar !a caa %e o8ono e%ian&e con&ro!e' 'o;re !a ro%$cción= e! con'$o . e! $'o %e '$'&ancia' -$e ago&an e! o8ono# E! Pro&oco!o 7a 'i%o o;9e&o %e cinco Serie' %e austes %e !a' e%i%a' %e Con&ro! (acor%a%o' en !a' re$nione' %e !a' Par&e' %e "443= "44= "44/= "44 . "444)= -$e
55
7an ace!era%o !o' ca!en%ario' %e e!iinación %e !a' '$'&ancia' %e'&r$c&ora' %e! o8ono# Ta;i+n 7a 'i%o o;9e&o %e c$a&ro enmiendas La Enien%a %e Lon%re' ("443) a?a%ió e! Me&i!c!oroforo= e! Te&rac!or$ro %e car;ono . o&ra 'erie %e CFC a !o' ca!en%ario' %e e!iinación . e'&a;!eció $n ecani'o ara re'&ar A'i'&encia financiera . &+cnica a !a' ar&e' -$e 'on a1'e' en %e'arro!!o# La Enien%a %e Coen7ag$e ("44) agregó !o' Bi%roc!orof!$orocar;ono' (BCFC)= !o' Bi%ro;roof!$orocar;ono' (BHFC) . e! Me&i!;ro$ro a !o' ca!en%ario' %e e!iinación . creó oficia!en&e e! Fon%o M$!&i!a&era! coo cana! %e &ran'ferencia' financiera' . %e &ecno!og1a a !o' a1'e' en %e'arro!!o# La Enien%a %e Mon&rea! ("44) creó $n 'i'&ea %e !icencia' ara ior&acione' . eor&acione' %e SDO= rincia!en&e ara 7acer fren&e a! coercio i!1ci&o ca%a >e8 a.or en e'a' '$'&ancia'# La Enien%a %e Hei9ing ("444) agregó e! Hrooc!oroe&ano a !o' ca!en%ario' %e e!iinación e inc!$.ó en !o' con&ro!e' %e BCFC &a;i+n !a ro%$cción= a%e6' %e !o' con&ro!e' re>i'a%o' %e con'$o# Reconocien%o !a nece'i%a% %e ean'ión econóica %e !o' a1'e' en %e'arro!!o . -$e '$ con'$o %e CFC e' re!a&i>aen&e ;a9o= e! Pro&oco!o %e Mon&rea! !e' conce%e $n !a8o %e %ie8 a?o' a%iciona!e' a! !a8o -$e 'e a!ica a !o' a1'e' %e'arro!!a%o' ara oner en r6c&ica !a' e%i%a' %e re%$cción . e!iinación gra%$a! eigi%a' or e! Pro&oco!o# A%e6'= en '$ re$nión %e "443 en Lon%re'= !a' ar&e' crearon $n ecani'o financiero encarga%o %e re'&ar a'i'&encia &+cnica . econóica a !o' a1'e' en %e'arro!!o ara !a e9ec$ción %e '$' rograa' %e ro&ección %e! o8ono# Para &ener %erec7o a reci;ir ao.o en e! arco %e e'e ecani'o= !a' ar&e' %e;en 'er a1'e' en %e'arro!!o . con'$ir eno' %e 3#* g or er'ona . or a?o %e '$'&ancia' con&ro!a%a'# M6' %e "33 a1'e' re
* !ecuperación 0 reciclaje de refrigerante *)* #efiniciones a !ecuperación: E' reo>er en c$a!-$ier con%ición e! refrigeran&e %e $n 'i'&ea .a 'ea en fora a'i>a ó ac&i>a= . a!acenar!o en $n en>a'e e&erior 'in -$e nece'ariaen&e 'ea roce'a%o ó eaina%o#
5-
E! roce'o %e rec$eración 7a 'i%o $'a%o en e! cao %e !a refrigeración or $c7o' a?o'# T1icaen&e c$an%o $n 'i'&ea era reara%o . no 'e 7a;1a con&aina%o e! refrigeran&e= +'&e era $'a%o n$e>aen&e en e! 'i'&ea .a reara%o#
b !eciclaje: E' re%$cir !a' con&ainacione' en refrigeran&e' .a $'a%o'= or e%io %e !a 'earación %e! acei&e con $na o >aria' >ece' a'6n%o!o a &ra>+' %e in'&r$en&o' coo fi!&ro ree!a8a;!e= e! c$a! re%$ce !a 7$e%a%= aci%e8= . cier&a' a&eria' e'ec1fica'# E'&e &+rino 'e $'a ca'i 'iere en !o' roce%iien&o' c$an%o e! &ra;a9o e' en e! cao o en e! &a!!er %e 'er>icio# *.* !ecobro de refrigerantes Ba. %o' +&o%o' ;6'ico' ara reo>er e! refrigeran&e %e $n 'i'&ea= e! a'i>o . e! ac&i>o# %3todo pasivo: E! core'or %e! 'i'&ea $e%e 'er $'a%o ara 'acar e! refrigeran&e %e! 'i'&ea= ara a'ar e! refrigeran&e %e $n coonen&e a o&ro (&a!e' coo e! rece&or)# %3todo activo: E! +&o%o 6' coer e! refrigeran&e %e !o' 'i'&ea' e' or e%io %e !a $ni%a% cer&ifica%a %e reco;ro in%een%ien&e# *5* %a7uinas recuperadoras 0 recicladoras La' 6-$ina' %e rec$eración o recic!a%o >ienen en >aria' fora' . &aa?o' ero !o' &io' 6' co$ne' e!ean $n e-$e?o core'or recirocan&e A%iciona!en&e ei'&en e-$io' -$e oeran con core'ore' !i;re' %e acei&e . ;o;a %e %e'!a8aien&o o'i&i>o %e accionaien&o ne$6&ico# E' ior&an&e conocer !a' carac&er1'&ica' e'ec1fica' %e !a 6-$ina -$e 'e e'&6 e!ean%o $e'= %a%a !a a!ia >arie%a% %e o%e!o' -$e >an %e'%e !a' 6' 'i!e' a $ni%a%e' $. 'ofi'&ica%a'= !a' re'&acione' >ar1an . e'&a' %e&erinan cóo 'e $e%e $&i!i8ar e'a 6-$ina en ar&ic$!ar# E! %e'conociien&o %e e'&a inforación $e%e !!e>ar a '$ $'o incorrec&o . %a?o o %e'&r$cción %e! e-$io#
5:
Fig# No# /, Diagraa %e circ$i&o ara e-$io %e recic!a9e "# # *# ,# /# 2# #
Con%en'a%or %e a!e&a con >en&i!ación Core'or Seara%or %e acei&e fi!&ro 06!>$!a reg$!a%ora %e re'ión 0en&i!a%or Mo&or e!+c&rico Pre'o'&a&o %e a!&a re'ión
# 06!>$!a %e re&ención 4# Manóe&ro %e a!&a re'ión 4_# Manóe&ro %e ;a9a re'ión "3# 06!>$!a %e 'a!i%a "3_# 06!>$!a %e en&ra%a ""# 0i'or "# In&err$&or
Fig# No# // Diagraa e'-$e6&ico e-$io recic!a9e
*;* Cilindros de recuperación E'&o' 'e i%en&ifican or !a ;an%a aari!!a in&a%a en !a 'ección '$erior %e e'&o'= or !o c$a! 'e !o' conoce coo ci!in%ro' &oe aari!!o# E'&o' 'on en®a%o' a! $'$ario or riera >e8 &o&a!en&e %e'7i%ra&a%o' . a! >ac1o or !o &an&o= c$an%o 'e !o' e!ea or riera >e8 e' %e '$a ior&ancia -$e 'e !o' %e'igne con $na e&i-$e&a eranen&e -$e in%i-$e c!araen&e e! refrigeran&e rec$era%o en +! a fin %e e>i&ar -$e 'e ro%$8can ina%>er&i%aen&e e8c!a'# Man&enga $na fic7a -$e in%i-$e !a can&i%a% . con%ición %e! refrigeran&e rec$era%o en e'e ci!in%ro -$e !e eri&a !!enar o'&erioren&e !o' for$!ario' %e reor&e -$e 'ean nece'ario' ara e! con&ro! o'&erior %e refrigeran&e rec$era%o#
5/
Fig# No# /2 Ci!in%ro' %e rec$eración %e refrigeran&e'#
* %3todos de recuperación de refrigerante E! +&o%o ara rec$erar refrigeran&e %een%e %e >ario' fac&ore'= ero rincia!en&e 'e con'i%era coo ior&an&e e! e'&a%o f1'ico en e! -$e 'e enc$en&ra e! refrigeran&e -$e 'e -$iere rec$erar= en &a! 'en&i%o 'e $e%e 7a;!ar %e +&o%o' ;6'ico' ara !a rec$eración "# Rec$eración en fa'e 0aor# # Rec$eración en fa'e !1-$i%o#
*)* !ecuperación en fase ?apor E'&e roce%iien&o= or !o genera! 'e &ar%a 6' &ieo= .a -$e e! f!$9o %e a'a %e a&eria e' enor en fa'e ga'eo'a# Se %e;e &ener re'en&e -$e !a' ang$era' %e coneión en&re !a $ni%a% %e rec$eración= !o' 'i'&ea' . !o' ci!in%ro %e rec$eración %e;en 'er %e !ongi&$% 1nia o'i;!e a'1 coo %e! %i6e&ro 6io o'i;!e= e'&o con !a fina!i%a% %e con&ri;$ir a a$en&ar e! ren%iien&o %e! roce'o# E! refrigeran&e en fa'e >aor e' nora!en&e a'ira%o or !a '$cción %e !a 6-$ina %e rec$eración . $na >e8 con%en'a%o en !a 6-$ina e' en>ia%o a! ci!in%ro %e rec$eración >er fig$ra No# /#
Fig# No# / In'&a!ación %e !a 6-$ina rec$era%ora ara >aor
5
*.* !ecuperación en fase l7uida E! refrigeran&e !1-$i%o $e%e 'er rec$era%o or &+cnica' %e %ecan&ación= 'earación o $'7@$!! b'$cción . re&roa!ien&ación= con e! con'ig$ien&e arra'&re %e acei&e# a
ConeKión por descarga o salida
-rocedimiento: Se conec&a $na &oa %e !a !1nea %e !1-$i%o %e! ci!in%ro %irec&aen&e en $n $n&o en -$e $e%a e&raer'e e! refrigeran&e !1-$i%o# L$ego 'e conec&a !a &oa ara >aor %e! i'o ci!in%ro a !a &oa %e en&ra%a %e !a 6-$ina %e rec$eración# La $ni%a% %e rec$eración e&rae e! ga' %e! ci!in%ro in&er$e'&o b;$ffer= re%$cien%o !a re'ión= con !o c$a! 'e eri&ir6 -$e e! !1-$i%o f!$.a %e! 'i'&ea a! ci!in%ro %e rec$eración# 0er fig$ra No# /
Fig# No# / Ma-$ina %e rec$eración conec&a%a ara rec$erar !1-$i%o
b
%3todo M-U'@-U//M
La' oeracione' %e $'7$!! 'e !!e>an a ca;o $'an%o >aor %e! ci!in%ro ara e$9ar e! refrigeran&e !1-$i%o f$era %e! 'i'&ea# 0ea e! e'-$ea %e coneione' %e ang$era' en !a fig$ra No# /4#
-3
Fig# No# /4 M6-$ina %e rec$eración conec&a%a ara oeración 5P$'7@P$!!:#
-rocedimiento: Se conec&a $na ang$era %e'%e e! $er&o %e !1-$i%o %e !a $ni%a% c$.o refrigeran&e 'e -$iere e&raer= -$e %e;e e'&ar %e'ac&i>a%a= a !a >6!>$!a %e !1-$i%o en $n ci!in%ro %e rec$eración= coo 'e in%ica en !a 'ig$ien&e fig$ra 'e conec&a o&ra ang$era %e'%e !a >6!>$!a %e >aor %e! ci!in%ro %e rec$eración a !a en&ra%a %e '$cción %e !a 6-$ina %e rec$eración . fina!en&e= 'e conec&a $na &ercer ang$era %e'%e !a 'a!i%a o %e'carga %e !a 6-$ina %e rec$eración a! $er&o %e >aor %e! e-$io# E! ci!in%ro rec$era%or a'irar6 e! refrigeran&e !1-$i%o (o>iien&o $!!) %e !a $ni%a% %e'ac&i>a%a c$an%o !a 6-$ina %e rec$eración 7aga %i'in$ir !a re'ión en e! ci!in%ro# E! >aor a'ira%o %e! ci!in%ro or !a 6-$ina rec$era%ora 'er6 en&once' e$9a%o (o>iien&o $'7) %e >$e!&a= e' %ecir= corii%o 7acia e! !a%o corre'on%ien&e a! >aor en !a $ni%a% %e'ac&i>a%a# Una >e8 -$e !a a.or1a %e! refrigeran&e 7a.a 'i%o &ra'ega%o %e! 'i'&ea a! ci!in%ro %e rec$eración= !a 6-$ina %e rec$eración coen8ar6 a cic!ar con&ro!a%a or '$ re'o'&a&o %e ;a9a re'ión %e '$cción= reo>ien%o e! re'&o %e! refrigeran&e en fora %e >aor# C$an%o !a 6-$ina %e rec$eración .a no con&in
L* "ormas de seguridad en la recuperación de refrigerantes )*
-untos 7ue se deben recordar cuando se recupera refrigerante:
De;e ei'&ir 'iere $n %iferencia! %e &eera&$rare'ión ara -$e ei'&a f!$9o %e'%e e! 'i'&ea a $n ci!in%ro %e rec$eración e!ean%o $na 6-$ina %e rec$eración#
Man&enga e! 'i'&ea %e! c$a! >a a %e'cargar e! refrigeran&e !o 6' ca!ien&e o'i;!e re&ire &o%a !a carga refrigera%a %e! ga;ine&e . !a e'carc7a7ie!o %e! e>aora%or an&e' %e coen8ar a rec$erar e! ga'#
-1
D*
Man&enga e! ci!in%ro %e rec$eración &an fr1o coo 'ea o'i;!e a fin %e faci!i&ar e! f!$9o %e refrigeran&e#
Para 'i'&ea' %e gran%e' %ien'ione' e!ee $n ci!in%ro %e a!acenaien&o coo $!ón in&ere%io en&re e! 'i'&ea . !a 6-$ina %e rec$eración a fin %e e&raer riero e! refrigeran&e !1-$i%o= a fin %e ace!erar e! roce'o#
Man&enga ;a9a !a re'ión %e '$cción %e! core'or %e !a 6-$ina %e rec$eración ara aii8ar '$ >i%a <&i!#
C$an%o 'e e&raiga $n refrigeran&e $. con&aina%o e!ee fi!&ro' %e !iie8a b%e o&or -$ea%o en !a !1nea %e '$cción ara ro&eger a! core'or %e !a $ni%a% %e rec$eración#
No ece%a e! !1i&e %e carga %e !o' ci!in%ro' %e rec$eración= >erifi-$e con&in$aen&e '$ e'o en !a ;a!an8a o e!ee ci!in%ro' con 'en'or %e !!ena%o= conec&a%o' a !a 6-$ina %e rec$eración= 'i e'&a e'&6 e-$ia%a con %i'o'i&i>o %e cor&e or 'e?a! %e'%e e! 'en'or %e! ci!in%ro#
!eglas generales en la recuperación de gases refrigerantes La' 'ig$ien&e' reca$cione' genera!e' 'on a!ica;!e' en &o%o' !o' ca'o'
No 'o;recargar e! ci!in%ro= con&ro!ar !a carga or e'o#
No e8c!ar &io' %e refrigeran&e o !o -$e e' ig$a!= no oner $n &io %e refrigeran&e en $n ci!in%ro c$.a e&i-$e&a in%i-$e -$e con&iene o&ro &io %i'&in&o#
U'ar 'iere ci!in%ro' !iio'= !i;re' %e con&ainación %e acei&e= 6ci%o= 7$e%a%= no con%en'a;!e'= ar&1c$!a' 'ó!i%a'= e&c#
Re>i'ar >i'$a!en&e ca%a ci!in%ro an&e' %e '$ e!eo . a'eg$rar'e -$e 'oor&e !a re'ión %e! f!$i%o a cargar en e!#
E!ee ang$era' con !o' a.ore' %i6e&ro' in&erno' o'i;!e' . e! enor n<ero %e re'&riccione'#
E!ee ang$era' %e !a enor !ongi&$% o'i;!e#
So!o e!ee ara rec$erara!acenar ci!in%ro' gri'e' con !a ar&e '$erior aari!!a#
-2
Ejercicios de auto evaluación * De'$+' %e! e'&$%io %e !a $ni%a% II= e' nece'aria !a e!a;oración %e !o' 'ig$ien&e' e9ercicio' %e a$&o e>a!$ación ara for&a!ecer &$' conociien&o' Se!eccione !a re'$e'&a -$e co!e&e correc&aen&e ca%a en$ncia%o "#
Se ien'a -$e e! ^^^^^^^^^^^^^^ e' !a '$'&ancia -$1ica re'on'a;!e %e! ago&aien&o %e !a caa %e o8ono# a# Bi%rogeno ;# C!oro c# Ni&rógeno %# Car;ono
#
En e! ro&oco!o %e Mon&rea! a1'e' acor%aron !ii&ar '$' '$'&ancia' -$1ica' -$e ago&an e! o8ono= e'&a conferencia 'e ce!e;ro en a# "43 ;# "4 c# "443 %# "44
*#
E! co!or -$e i%en&ifica e! ci!in%ro %e refrigeran&e R@"*,_ e' a# Aari!!o ;# H!anco c# 0er%e %# a8$! c!aro
,#
Un e!igro o&encia! ara !a 'eg$ri%a% en e! &ra;a9o con !o' refrigeran&e' e' a# Conge!ación . ceg$era ;# A'fiia c# E!o'ión %e! ci!in%ro %# &o%o !o an&erior
/#
Se $e%e a$en&ar e! $n&o %e e;$!!ición %e $n !1-$i%o e!e>an%o a# La &eera&$ra ;# E! ca!or !a&en&e
-0
c# La re'ión %# To%o !o an&erior 2#
De !o' refrigeran&e' -$e 'ig$en c$a!e' 'on BCFC a# R@" ;# R@ c# R@"*,a %# R@ ""
U"I#$# III 'I'&E%$ #E E"F!I$%IE"&O )* %3todos de producción de fro En e! e%io -$e no' ro%ea 'e enc$en&ran c$ero' -$e &ienen %iferen&e' &eera&$ra'= 'e %ice en&once' -$e $na' e'&6n fr1a' . o&ra' ca!ien&e'# En rea!i%a% e! fr1o no ei'&e= !o -$e 7a. e' a.or o enor can&i%a% %e ca!or# Por e9e!o $n c$ero a 3QC &iene a.or can&i%a% %e ca!or -$e o&ro a @ QC= en&once' %ecio' -$e e! c$ero -$e &iene a.or &eera&$ra e'&6 ca!ien&e# A7ora 'i &eneo' $n &ercer c$ero a @*3QC %e &eera&$ra= en&once' e! c$ero a @QC con re!ación a e'&e &ercer c$ero e'&6 ca!ien&e# En conc!$'ión !o' conce&o' %e fr1o ca!ien&e 'on re!a&i>o'= %e;eo' %ecir -$e $n c$ero e'&6 ca!ien&e o fr1o= con re!ación a o&ro c$ero a $na &eera&$ra %iferen&e# Coo %i9io' an&erioren&e e! fr1o no ei'&e &eóricaen&e coo &+rino o'i&i>o= 'ino -$e rere'en&a 'i!een&e a$'encia %e ca!or# El fro no puede desprenderse ni radiarse* La 'en'ación fr1a -$e 'e eerien&a a! aroiar !a ano a $n &ro8o %e 7ie!o= no 'e %e;e a $na &ran'ferencia %e! fr1o %e! 7ie!o a !a ano= 'ino a $n &ra'!a%o %e ca!or %e !a ano a! 7ie!o ro%$cien%o e! efec&o %e enfriaien&o en +'&a= rinciio -$e 'e e!ica en !a !e. %e !a &ero%in6ica -$e %ice= -$e el calor siempre fluye de un cuerpo a otro que tiene menos calor.
La refrigeración %e;e con'i%erar'e= or con'ig$ien&e coo $n roce'o %e e&racción %e ca!or# Ei'&en %iferen&e' +&o%o' %e ro%$cción %e fr1o @ $1ico @ E!+c&rico @ F$'ión @ E>aoración %e !1-$i%o
)*)* %3todo 7umico E'&e fenóeno 'e ;a'a en -$e %o' '$'&ancia' a! co;inar'e reaccionan . ro%$cen %e'cen'o en !a &eera&$ra#
-'
E9e!o Me8c!an%o c!or$ro %e 'o%io con 7ie!o . agi&an%o !a 'o!$ción 'e a!can8an &eera&$ra' 7a'&a %e @3QC# E'&e roce%iien&o e' $&i!i8a%o en !a in%$'&ria ar&e'ana! %e ro%$cción %e 'or;e&e#
)*.* %3todo el3ctrico E'&e +&o%o con'i'&e en !a $nión %e %o' e&a!e' %iferen&e' !!aa%o 5Teroar:= f$e %e'c$;ier&o or $n cien&1fico franc+' %e ae!!i%o Pe!&ier (Fig# 23)#
&E!%O-$!
Fig# 23 a=;= efec&o e!&ier
E! o;'er>ó -$e a! 7acer ca;io' en !a %irección %e! f!$9o e!+c&rico 'e ro%$ce fr1o o ca!or en e! o&ro e&reo %e! &eroar= 'i 'e $'an e&a!e' i%ea!e'= e! efec&o 'er1a a.or . 'e !e conoce coo efec&o Pe!&ier# S$ a!icación e' $. re'&ringi%a or '$ a!&o co'&o= 'e e!ea genera!en&e en aeron6$&ica ara enfriaien&o %e !o' in'&r$en&o' %e e%ición . ac&$a!en&e en %e'arro!!o ara !o' ca'co' ro&ec&ore' %e !o' o&ocic!i'&a'#
*5* %3todo de enfriamiento por fusión Se ro%$ce c$an%o rea!i8ao' enfriaien&o or f$'ión %e 7ie!o= o;'er>e !a fig# 2" E9e!o C$an%o 'e f$n%e $n i!ograo %e 7ie!o origina!en&e a 3QC= a'an%o a !1-$i%o &a;i+n a 3QC= e! ca!or a;'or;i%o e' %e 3 ca!#
Fig# 2" F!$9o %e ca!or %e'%e e! c$ero c$.a &eera&$ra e' 6' a!&o a! c$ero -$e &iene $na &eera&$ra 6' ;a9a#
-5
)*;* %3todo de enfriamiento por evaporación de l7uido E'&e +&o%o 'e ;a'a en e! rinciio -$e &o%o !1-$i%o a! e>aorar'e a;'or;e ca!or %e! e%io -$e !o ro%ea# Ba. '$'&ancia' -$e a &eera&$ra a;ien&e (*QC) 'ó!o ei'&en coo ga'= %e;i%o a -$e '$ $n&o %e e;$!!ición e' enor -$e e'&a &eera&$ra# La (Fig# 2)= $e'&ra e! coor&aien&o en e! ca;io %e en&a!1a %e! ag$a en %iferen&e' e'&a%o'#
Fig# 2 Ca;io %e En&a!1a (con&eni%o %e ca!or) %e! ag$a a ",# !i;$!g a;'#
--
.* El ciclo de refrigeración por absorción .*) *'istema de absorción C$an%o e! refrigeran&e 7ier>e en e! e>aora%or a;'or;e ca!or# Con e! o;9e&o %e -$e !a e;$!!ición 'e rea!ice a $na &eera&$ra !o '$ficien&een&e ;a9a %e o%o -$e 'e !ogre !a refrigeración= !a re'ión en e! e>aora%or %e;e 'er $. ;a9a# E'&a ;a9a re'ión $e%e originar'e reo>ien%o e! >aor %e refrigeración &an ron&o coo 'e fora e! L1-$i%o en e;$!!ición# Lo' >aore' $e%en a;'or;er'e r6i%aen&e con $n 'eg$n%o !1-$i%o ara !ograr e'&a con%ición# Una %e !a' roie%a%e' re-$eri%a' ara &a! !1-$i%o e' -$e %e;e &ener !a caaci%a% %e a;'or;er e! >aor c$an%o 'e enc$en&ra fr1o . %e'ren%er!o c$an%o 'e ca!ien&a# EI refrigeran&e -$e 'e $&i!i8a 6' coaore' %e aoniaco $e%en a;'or;er'e en gran%e' can&i%a%e' or e%io %e! ag$a fr1a a &eera&$ra %e *C a *C# EI ag$a &iene !a caaci%a% %e a;'or;er e! >aor %e aoniaco con &an&a rai%e8 -$e re'$!&a efec&i>a coo $n core'or ec6nico#
Fig#2* Princiio %e! 'i'&ea %e refrigeración or a;'orción
Por e9e!o en !a (Fig# 2*)= e! efec&o %e refrigeración 'e !ogra c$an%o $n &an-$e %e aoniaco L1-$i%o $ro . a re'ión 'e '$ini'&ra a &ra>+' %e! !a%o %e a!&a or e! %i'o'i&i>o %e e%ición 7acia e! e>aora%or# E'&e efec&o %e refrigeración e' con&in$o 7a'&a -$e e! aoniaco !1-$i%o %e! !a%o %e a!&a %e'carga o 7a'&a -$e e! ag$a en e! &an-$e %e a;'orción 'e 'a&$re %e o%o -$e .a no $e%e a;'or;er a.or can&i%a% %e aoniaco# EI &aa?o . %i'e?o %e! a;'or;e%or . e! &an-$e %e aoniaco $e%en 'er &a!e' -$e e! 'i'&ea 'ea rac&ico# Lo' caione' refrigera%ore' $&i!i8an $n 'i'&ea 'ii!ar# D$ran&e e! >erano e! &an-$e %e aoniaco 'e IIena %iariaen&e# Si$!&6neaen&e= !o' a;'or;e%ore' 'e %renan . 'e >$e!>en a IIenar con ag$a $ra# EI aoniaco a;'or;i%o or e! ag$a 'e rec$era %e !a 'o!$ción %e! a;'or;e%or . 'e $&i!i8a %e n$e>o# En in>ierno e'&a oeración %e 'er>icio 'e rea!i8a con frec$encia en cic!o' %e a!g$no' %1a'# A$n c$an%o e'&e &io %e 'i'&ea %e a;'orción no e' con&in$o %e;i%o a !a oeración %e 'er>icio re-$eri%a= 'e $e%e con'&r$ir $na !an&a -$e inc!$.a $n a;'or;e%or ara !a rec$eración %e! aoniaco %e! ag$a#
-:
.*.* 'istema de absorción de operación continRa Ig$a! -$e !o' 'i'&ea' ec6nico'= !a oeración con&in$a %e $n 'i'&ea %e a;'orción re-$iere $n con%en'a%or= $n rece&or %e L1-$i%o= $na >6!>$!a %e ean'ión . $n e>aora%or # EI %i;$9o 'ig$ien&e $e'&ra e! a;'or;e%or= genera%or . ;o;a %e 'o!$ción %e aoniaco ara $n 'i'&ea %e a;'orción %e aoniaco %e e'&e &io# En e'&e 'i'&ea= !a a.or ar&e %e! aoniaco 'e e!iina %e! ag$a # ]a -$e e! genera%or no e!iina &o%o e! aoniaco 'e &iene e! f!$9o %e $na 'o!$ción ac$o'a %+;i! %e aoniaco -$e a'a or gra>e%a% a! a;'or;e%or#
Fig# 2, 'i'&ea' %e a;'orción %e aoniaco %e oeración con&in
EI ag$a en e! a;'or;e%or (A) c7$a aoniaco 7a'&a -$e !a 'o!$ción con&iene aroia%aen&e *3` %e aoniaco# E'&a 'o!$ción concen&ra%a 'e ;o;ea or e%io %e !a ;o;a %e 'o!$ción concen&ra%a (H) 7acia e! genera%or (C)# E'&o e' nece'ario .a -$e e! a;'or;e%or oera a !a re'ión %e e>aora%or %e! !a%o %e ;a9a en con&ra'&e con !a re'ión %e! genera%or (Ia%o %e a!&a)# En e! genera%or= e! >aor %e aoniaco 'e e&rae %e !a 'o!$ción concen&ra%a en $na fora ;a'&an&e 'ii!ar a !a e$!'ión %e aire %e! ag$a c$an%o 'e roce%e a! ca!en&aien&o# Confore e! >aor %e aoniaco= -$e 'e enc$en&ra a $n ni>e! a.or %e &eera&$ra . re'ión= 'e %e'ren%e= a'a a! con%en'a%or (D)# EI !i-$i%o ac$o'o %i!$i%o %e'cien%e en e! 'eara%or . !$ego f!$.e %e regre'o a! a;'or;e% or gra>e%a%# EI con%en'a%or re$e>e e! ca!or !a&en&e %e! >aor %e aoniaco . !o con%en'a# EI aoniaco !i-$i%o con%en'a%o f!$.e a &ra>+' %e! rece&or %e !i-$i%o (E) 7acia e! e>aora%or (F)# En e'&e e a re'ión re%$ci%a# EI ca!or !a&en&e 'e a;'or;e a! i'o &ieo -$e e! aoniaco !1-$i%o ca;ia a >aor .= con'ec$en&een&e= 'e ro%$ce e! efec&o %e refrigeración# A'1 i'o= e! ca!or %e! >aor %e ag$a eri&e !a o;&ención %e %o' co'a'
;epar ar e refrigerante amoniaco de la solvente +agua*.
-/
.*5* 'istema de refrigeración por absorción de tipo domestico Para una expliai!n "#ple$a % en pr"fun&i&a&' pue&en (e)uir la le$ura' #iran&" el e(*ue#a (i)uien$e.
Fig# 2/ Cic!o %e a;'orción %e $na $ni%a% %oe'&ica
En rier !$gar= &eneo' $n %eó'i&o con $na %i'o!$ción f$er&e %e ga' aon1aco en ag$a (D)# No %e;eo' conf$n%ir e'&a %i'o!$ción con e! aon1aco 7a;i&$a!en&e e!ea%o en !iie8a -$e &iene $na concen&ración $c7o enor# Un -$ea%or %e ga' (H)= $. areci%o a !a !!aa i!o&o %e $n ca!en&a%or %e ga'= genera ca!or a $n ca!en&a%or fi9a%o a! %eó'i&o %e aon1aco# K$n&o a e'&e ca!en&a%or= 7a. o&ro' %e! &io e!+c&rico or re'i'&encia -$e f$ncionan a ">= "/>= ó 3> c$an%o !a ne>era f$nciona a re% . no a ga'#
-
E! ca!or genera%o= e>aora e! aon1aco %e! ag$a= e! c$a! a'a or $n 'ifón a ar&ir %e! c$a! c$a!-$ier re'&o %e ag$a o >aor %e !a i'a >$e!>e a! %eó'i&o= ien&ra' -$e e! ga' %e aon1aco 'ig$e '$ c$r'o# E! aon1aco ga'eo'o= en&ra en e! CONDENSADOR= e'&e e' $n &$;o fino . ;ien refrigera%o or e! aire circ$n%an&e (aire %e! a;ien&e)= en e'&a 'i&$ación= e! >aor %e aon1aco 'e CONDENSA (%e a71 '$ no;re)= %e;i%o a !a re'ión %en&ro %e! con%en'a%or . a !a re%$cción %e &eera&$ra= or &an&o en e'&e e!een&o e! aon1aco ga'eo'o a'a a e'&a%o !1-$i%o (aon1aco $ro !ic$a%o)# A con&in$ación e! aon1aco= a'a a! e>aora%or= -$e 'e enc$en&ra %en&ro %e! frigor1fico# E'&e e!een&o e' 'enci!!aen&e $n &$;o %e gran 'ección %on%e e! aon1aco $e%e e>aorar'e f6ci!en&e# Para faci!i&ar e'&a oeración= e! aoniaco 'e e8c!a con $n oco %e ga' 7i%rógeno= !o c$a! %i'in$.e '$ &eera&$ra %e e>aoración# E' en e'&e !$gar %on%e 'e genera fr1o= a! a;'or;er e! aon1aco e! ca!or nece'ario ara '$ e>aoración# E! aoniaco e>aora%o= 9$n&o con e! 7i%rógeno= a'an a! AHSOR0EDOR= %on%e e! aon1aco e' a;'or;i%o (%e a71 '$ no;re) en ag$a= !a c$a! cae or gra>e%a% a! %eó'i&o enciona%o a! inicio= . &o%o e! roce'o >$e!>e a ree&ir'e# E! 7i%rógeno= e' $na e-$e?a can&i%a% %e ga' -$e 'e in.ec&a en !a fa;ricación %e! aara&o= . -$e circ$!a !i;reen&e en&re e! con%en'a%or . e! a;'or;e%or# Tan&o e! CONDENSADOR coo e! AHSORHEDOR 'on e!een&o' -$e generan ca!or . or &an&o %e;en e'&ar ;ien >en&i!a%o'= $e' %e !o con&rario 'e ier%e ren%iien&o %e! frigor1fico# Coo $e%en >er e! 'i'&ea no &iene ningi! ni core'or %e ningaorar'e# E'&o 7ace -$e e'&o' frigor1fico' 'ean e'ecia!en&e 'i!encio'o' . %$ra%ero'# S$ a$&ono1a e' &a;i+n ;a'&an&e gran%e= $e' 'o!o con'$en $no' " !i;ra %e ga' ;$&ano a! %1a= !o c$a! %a ara $no' / %1a' con $n &an-$e %e / !i;ra' a !ena carga# A$n-$e e! rinciio %e f$ncionaien&o e' 'enci!!o '$ fa;ricación no e' econóica= ó'ea -$e e' 6' a!&o -$e $n e-$io %e refrigeración con refrigeran&e' 7a!ogena%o'# A%e6' e! aon1aco e' $n ga' $. e!igro'o ara 'er $'a%o %e fora genera!i8a%a en ne>era' %o+'&ica' (a7ora 'e $&i!i8an o&ro' ga'e' eno' e!igro'o'= ero 6' co'&o'o')# O&ra %e'>en&a9a e' !a ;a9a caaci%a% %e enfriaien&o= $e' no e'&6n %i'e?a%o' ara $&i!i8ar'e con gran%e' can&i%a%e' %e a!ien&o'#
5*
El ciclo de refrigeración por compresión de vapor
5*) Instalación simple En !a fig# 22= $&i!i8an%o !a a;'orción %e ca!or a !a e>aoración %e $n !1-$i%o aroia%o e' o'i;!e rea!i8ar $na refrigera%ora 'i!e (>ea e! %i;$9o)# En $na ca9a ai'!a%a 'e one $n c$;o C -$e e'&6 a!ien&a%o con $n refrigeran&e !1-$i%o R "
:3
con $na &eera&$ra %e e>aoración %e @*3QC (a re'ión a&o'f+rica nora!) a ar&ir %e $na ;o&e!!a H# De'%e !a ca9a conec&a $n &$;o con >6!>$!a 0 af$era#
Fig# 22 Refrigera%or 'i!e
C$an%o e! c$;o C e'&6 !!eno o arcia!en&e !!eno %e refrigeran&e !1-$i%o= a! a;rir !a >6!>$!a 0= eie8a +'&e a e>aorar'e# E! ca!or %e >aori8ación e' e&ra1%o %e! a;ien&e= -$e -$iere %ecir in%irec&aen&e %e !a ercanc1a $e'&a en !a ca9a# E! >aori8a%o %e! refrigeran&e= carga%o %e! ca!or a;'or;i%o 'a!e 7acia af$era# E! efec&o %e! enfriaien&o con&inaori8a%o= !$ego &erina# E'&e roce'o no e' r6c&ico en >i'&a %e! recio a!&o %e! refrigeran&e# C$an%o 'e !ogra rec$erar e! >aor 'a!i%o . co!e&ar e! con&eni%o %e !a ;o&e!!a %e !1-$i%o 'er6 o'i;!e rea!i8ar $n roce'o con&in$o econóico#
El calor de condensación* Beo' aren%i%o -$e e! ca!or %e e>aoración e'&6 oc$!&o (!a&en&e) en !a foración %e >aor# Si &irao' e! ca!or !a&en&e %e e>aoración %e! >aor= e'&e %e n$e>o 'e ca;ia a! e'&a%o !1-$i%o 'in ca;iar %e &eera&$ra= 'e con%en'a# E! ca!or -$e e! >aor en®a a! e%io refrigeran&e %$ran&e !a con%en'ación e' ig$a! a! -$e an&e' 'e nece'i&a;a ara '$ e>aoración#
:1
Fig# 2 Ca!or %e con%en'ación
E! ca!or %e e>aoración e' ig$a! a! ca!or %e con%en'ación A $na re'ión %e&erina%a= !a &eera&$ra %e e>aoración e' ig$a! a !a %e con%en'ación
Cambio del punto de ebullición por variación de la presión E! ca;io %e $n !1-$i%o a >aor (e>aoración) . %e >aor a! !1-$i%o (con%en'ación) oc$rre= a re'ión a&o'f+rica= a !a i'a &eera&$ra# Se $e%e %eo'&rar -$e $na >ariación %e !a re'ión re'$!&e en $n ca;io %e! $n&o %e e;$!!ición# Ha9an%o !a re'ión (or e9e!o or e%io %e $na ;o;a %e >ac1o)= en e! (Fig# 2) e! !1-$i%o 7ier>e a $na &eera&$ra 6' ;a9a# En !a na&$ra!e8a e'&o 'e $e%e o;'er>ar con e! $n&o %e e;$!!ición %e! ag$a a a!&i&$%e' gran%e' 'o;re e! ni>e! %e! ar . re'ione' ;aro+&rica' ;a9a'# Por e9e!o en *#333 # 'o;re e! ni>e! %e! ar e! ag$a 7ier>e a 3QC#
Fig# 2 E>aoración %e !1-$i%o o ;a9a &eera&$ra ;a9an%o !a re'ión
A$en&an%o !a re'ión (Fig# 24) e! !1-$i%o 7ier>e a $na &eera&$ra 6' a!&a# En $na o!!a %e re'ión corrien&een&e $'a%a en !o' 7ogare'= e! ag$a 7ier>e= a !a re'ión 6ia !ii&a%a or !a >6!>$!a %e 'eg$ri%a%= 7a'&a ""3QC# ""3 3C :2
0aor %e ag$a
Ag$a Fig# 24 A$en&o %e re'ión uando más alta sea la presión, más alta será la temperatura de evaporación y condensación. uando más baa sea la presión, más baa será la temperatura de =< y condensación.
Para e! ag$a or e9e!o ei'&e !a re!ación 'ig$ien&e en !a &a;!a en&re !a &eera&$ra %e . !a re'ión# Pre'ión Bg
Teera&$ra %e M QC
""3 ",4 23 *// ",4 // " /
",3 "3 "33 3 23 ,3 3 3
Ta;!a Re!ación re'ión Y &eera&$ra %e! ag$a
Para rec$erar e! >aor e'caa%o o%r1ao' co!ec&ar!o en $n reciien&e . con%en'ar!o or enfriaien&o (Fig# 3) Pero coo !a &eera&$ra %e con%en'ación e' ig$a! a !a %e e>aoración= 'e -$er1a $n e%io refrigeran&e aio' %en&ro %e n$e'&ra refrigera%ora# Ba. -$e oner e! >aor a a!&a re'ión ara -$e con%en'e a &eera&$ra 6' a!&a . $e%e 'er enfria%o or e%io coaor or $n core'or (Fig# ")#
:0
Fig# 3 Rec$eración con%en'ación %e! >aor core'or
Fig# " A$en&o %e re'ión con $n core'or
5*.* Instalación completa En !a (fig# )= o;'er>ao' !o' e!een&o' ;6'ico' %e! cic!o %e refrigeración or coren'ión %e >aor . o%eo' co!e&ar !a in'&a!ación %e !a anera 'ig$ien&e#
:'
Fig# In'&a!ación co!e&a %e! cic!o %e refrigeración
;
Función de cada uno de los elementos del ciclo de !efrigeración
Un e'-$ea &1ico %e $n 'i'&ea 'i!e %e core'ión %e >aor !o $e'&ra e! %iagraa 'ig$ien&e
La' ar&e' rincia!e' %e $n 'i'&ea %e refrigeración or core'ión 'on vaporador, compresor, control de fluo refrigerante #
condensador,
)* Evaporador Pro>ee $na '$erficie %e &ran'ferencia %e ca!or= eri&ien%o e! a'o %e! ca!or %e! e'acio a enfriar 7acia e! refrigeran&e con&eni%o en !a &$;er1a# .* Compresor S$cciona e! >aor refrigeran&e 'o;reca!en&a%o %e! e>aora%or= . !o corie !!e>6n%o!o a $na re'ión . &eera&$ra a!&a= &a! -$e eri&a '$ con%en'ación or e%io' %e enfriaien&o %i'oni;!e (aire o ag$a)#
:5
5* Condensador Pro>ee $na '$erficie %e &ran'ferencia %e ca!or a &ra>+' %e! c$a!= e! ca!or a;'or;i%o or e! refrigeran&e en e! e>aora%or 6' e! ca!or a?a%i%o or core'ión= f!$.e 7acia e! e%io enfria%or# ;* Control de flujo refrigerante Mi%e !a can&i%a% correc&a %e refrigeran&e a f!$ir 7acia e! e>aora%or . or e! efec&o %e e'&rang$!ación= re%$ce !a re'ión %e! !1-$i%o %e anera -$e e! !1-$i%o 'e e>aore a !a &eera&$ra %e'ea%a#
A* Función de los elementos secundarios de un ciclo de refrigeración $* /nea de descarga L!e>a e! >aor refrigeran&e -$e 'a!e %e! core'or a a!&a re'ión . a!&a &eera&$ra= 7acia e! con%en'a%or ara '$ con%en'ación# (* !ecibidor de l7uido Reci;e $na e8c!a >aor Y !1-$i%o %e! con%en'a%or . a!ien&a 'o!aen&e !1-$i%o 7acia e>aora%or# C* /nea de l7uido A &ra>+' %e +!= 'e &ran'or&a e! refrigeran&e !1-$i%o %e'%e e! reci;i%or 7acia e! con&ro! %e f!$9o refrigeran&e# #* /nea de succión Con%$ce !a e8c!a %e >aor Y !1-$i%o refrigeran&e -$e 'a!e %e! e>aora%or 7acia e! ac$$!a%or %e !1-$i%o# E* $cumulador de l7uido S$ f$nción e' e>i&ar !a !!ega%a %e !1-$i%o a !a' >6!>$!a' %e! core'or= !!e>an%o 'o!aen&e >aor refrigeran&e a e'&e#
:-
/a división del sistema Un 'i'&ea %e refrigeración e'&6 %i>i%i%o en %o' ar&e' %e ac$er%o con !a re'ión= ;a9o !a c$a! 'e enc$en&ra e! refrigeran&e (Fig# *)#
/as partes de baja presión Coren%e e! con&ro! %e f!$9o %e refrigeran&e= e! e>aora%or . !a !1nea %e '$cción# La re'ión ei'&en&e en e'&a' ar&e' e' or e%io %e !a c$a! e! refrigeran&e 'e e>aora# Se $'an &+rino' &+rino' >aria%o'= >aria%o'= coo 5re'ión 5re'ión %e e>aoración:= e>aoración:= 5re'ión 5re'ión ;a9a ;a9a:= := 5re 5re'i 'ión ón %e '$cc '$cció ión: n:## Ha9o Ha9o con% con%ic icio ione ne'' %e 'er> 'er>ic icio io== e'&a e'&a re' re'ió ión n genera!en&e genera!en&e 'e i%e a !a coneión re>i'&a re>i'&a ara e'&e fin a !a >6!>$!a %e '$cción %e! core'or#
/a parte de alta presión Coren%e e! core'or= !a !1nea %e %e'carga= e! con%en'a%or= e! &an-$e %e a!acen a!acenai aien& en&o o . !a !1nea !1nea %e !1-$i%o# !1-$i%o# En e'&a' e'&a' ar&e' %e! 'i'&e 'i'&ea a ei'&e ei'&e !a re'ión a!&a or e%io %e !a c$a! e! refrigeran&e 'e con%en'a en e! con%en'a%or# E'&a re'ión 'e !!aa #presión de condensación&, #presión de descarga&, #presión alta&.
::
Lo' $n&o' %e %i>i'ión en&re !o' !a%o' %e a!&a . ;a9a re'ión 'on e! con&ro! %e! refrigeran&e= en -$e !a re'ión %e! refrigeran&e e' re%$ci%o %e'%e !a re'ión %e con%e con%en' n'ac ació ión n a !a re'i re'ión ón %e e>ao e>aorac ración ión== . !a' !a' >6!> >6!>$! $!a' a' %e %e'c %e'carg arga a %e! core'or# A$n-$e e! core'or 'e con'i%era coo ar&e %e a!&a re'ión= e! !a%o %e '$cción . e! c6r&er %e! core'or core'or 'on %e re'ión re'ión ;a9a# E! ca;io ca;io %e re'ión oc$rre oc$rre en e! ci!in%ro %$ran&e e! roce'o %e core'ión#
Fig# * Diagraa e'-$e6&ico %e! cic!o %e refrigeración
Ejercicios de auto evaluación* De'$+' %e! e'&$%io %e !a $ni%a% III= e' nece'aria !a e!a;oración %e !o' 'ig$ien&e' e9ercicio' %e a$&o e>a!$ación ara for&a!ecer &$' conociien&o' a) E'cri;a a !a ar %e! n<ero n<ero e! no;re %e! %e! coonen&e %e! 'i'&ea# ;) E!iE!i-$e $e c!arae c!araen&e n&e en -$e e'&a%o= e'&a%o= re'ión re'ión . &eera &eera&$r &$ra a 'e enc$en& enc$en&ra ra e! refrigeran&e en !o' $n&o' 'e?a!a%o' an&erioren&e# c) E'cri;a E'cri;a a !a ar %e! n<ero e! no;re %e! coonen&e coonen&e %e! 'i'&ea# 'i'&ea# %) E! E!ii-$e $e c!ara c!arae en& n&e e en -$e -$e e'&a e'&a%o %o== re' re'ió ión n . &e &eer era& a&$ra $ra 'e enc$en&ra e! refrigeran&e en !o' $n&o' 'e?a!a%o' an&erioren&e# ^
:/
"#^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ # ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ *# ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ,# ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ En el siguiente diagrama de un ciclo de refrigeración /# ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ a) Di>i%e e! 'i'&ea 'i'&ea 'eg
:
G/O'$!IO d&oo
can&i%a% enor %e $n e!een&o -$1ico -$e &iene ei'&encia ei'&encia roia
A;'o!$&o
'e %ice %e $n >a!or c$.o re'$!&a%o en &+rino' n$+rico' e' o'i&i>o en c$a!-$ier $n&o -$e 'e i%a#
Aneroi%e
'e %ice %e! ;aróe&ro -$e f$nciona or !a acción %e !a re'ión a&o'f+rica 'o;re $na e;rana e!6'&ica %e e&a!
Hie&a!
%i'o'i&i>o $&i!i8a%o ara con&ro! %e !a &eera&$ra= fora%o or %o' !aina' e&6!ica' 'o!%a%a'= con %iferen&e coeficien&e %e %i!a&ación &+rica#
Conf Confor or& &
conf confor or&a &a;! ;!e# e# Se a!i a!ica ca a !o -$e -$e ca$ ca$'a 'a coo coo%i %i%a %a% %
Crioge Criogenia nia
ro%$cc ro%$cción ión %e %e ;a9a' ;a9a' &ee &eera& ra&$ra' $ra'== ara ara !a con'er con'er>ac >ación ión %e %e cier&o cier&o'' organi'o' a &eera&$ra' inferiore' a Y "43C#
E!ec E!ec&r &ro oag agne ne&i&i' 'o' o' 'e %ice %ice %e &o%o &o%o'' !o' !o' fenó fenóe eno no'' en en -$e -$e !o' !o' ca cao o'' e!+c&rico' . agn+&ico' e'&6n re!aciona%o' en&re 'i
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Ba!ogena%o' '$'&ancia' refrigeran&e' -$e 'e %eri>an %e !a coo'ición -$iica %e! e&ano# BP
&erino -$e 'e $&i!i8a en e!ec&rici%a% ara referir'e a !a o&encia %e !o' o&ore' e!+c&rico' en ca;a!!o' %e f$er8a#
Mi'ci;!e
-$e $e%e forar $n e8c!a 7oog+nea con o&ro c$ero#
Pre'o'&a&o in&err$&or oera%o or re'ión ara accionar %iferen&e' acce'orio' o aara&o' e!+c&rico'# Teroar
circ$i&o fora%o or %o' %iferen&e' e&a!e' en&re c$.a' 'o!%a%$ra' 'e 7a e'&a;!eci%o $na %iferencia %e &eera&$ra= . en e! -$e aarece $na f$er8a e!ec&roo&ri8
(I(/IOG!$FI$
Man$a! %e f$n%aen&o' %e refrigeración %oici!iar e!a;ora%o en CECNA# Man$a! %e ;$ena' r6c&ica' en refrigeración . $'o %e '$'&ancia' Dro in# Manag$a Nicarag$a 33 Man$a! %e aire acon%iciona%o . ca!efacción a$&oo&ri8# To Hirc7 riera e%ición "442# Refrigera&ion an% air con%i&ioning# A!&7o$'e&$rn-$in'&;rancciono# "44
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