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Refrigeración
La refrigeración es el proceso de reducción y mantenimiento de la temperatura (a un valor menor a la del medio ambiente) de un objeto o espacio. La reducción de temperatura se realiza extrayendo energía del cuerpo, generalmente reduciendo su energía térmica, lo que contribuye a reducir la temperatura de este cuerpo.
La refrigeración implica transferir la energía del cuerpo que pretendemos enfriar a otro, aprovechando sus propiedades termodinámicas. La temperatura es el reflejo de la cantidad o nivel de energía que posee el cuerpo, ya que el frío propiamente no existe, los cuerpos solo tienen mas o menos energía térmica. De esta manera enfriar corresponde a retirar Energía (calor) y no debe pensarse en términos de " producir frío o agregar frío".
Entre otras formas:
- Aprovechar diferencias de temperaturas entre el medio receptor y emisor. Transfiriendo el calor por convección, conducción o Radiación.
- Usar un proceso que requiera una aportación externa de energía en forma de trabajo, como el Ciclo de Carnot.
- Aprovechar el efecto Magnetocalórico de los materiales, como en la desimanación adiabática.
Aplicaciones
Las aplicaciones de la refrigeración son entre muchas:
- La climatización, para alcanzar un grado de confort térmico adecuado para la habitabilidad de un edificio.
- La Conservación de alimentos, medicamentos u otros productos que se degraden con el calor. Como por ejemplo la producción de hielo o nieve,la mejor conservación de órganos en medicina o el transporte de alimentos perecederos.
- Los procesos industriales que requieren reducir la temperatura de maquinarias o materiales para su correcto desarrollo. Algunos ejemplos son el Mecanizado, la fabricación de plásticos, la producción de Energía nuclear.
- La Criogénesis o enfriamiento a muy bajas temperaturas, empleada para la licuar algunos gases o para algunas investigaciones científicas.
- Motores de combustión interna: en la zona de las paredes de los cilindros y en las culatas de los motores se producen temperaturas muy altas que es necesario refrigerar mediante un circuito cerrado donde una bomba envía el líquido refrigerante a las galerías que hay en el bloque motor y la culata y de allí pasa un radiador de enfriamiento y un depósito de compensación. el líquido refrigerante que se utiliza es agua destilada con unos aditivos que rebajan sensiblemente el punto de congelación para preservar al motor de sufrir averías cuando se producen temperaturas bajo cero.
- Máquinas-herramientas: las máquinas herramientas también llevan incorporado un circuito de refrigeración y lubricación para bombear el líquido refrigerante que utilizan que se llama Taladrina o Aceite de corte sobre el filo de la herramienta para evitar un calentamiento excesivo que la pudiese deteriorar rápidamente.
Métodos de Enfriamiento
Los métodos más antiguos para enfriar son la evaporación, como en el caso del Botijo (Proceso adiabático); o la utilización del hielo o la nieve naturales. Para la preparación de refrescos o agua fría, se bajaba nieve de las montañas cercanas (a menudo por las noches) que se guardaba en pozos y, en las casas, en armarios aislados, que por esa razón se llamaban neveras.
Más tarde se consiguió el enfriamiento artificial mediante los métodos de compresión y de absorción.
El método por compresión es el más utilizado, sin embargo el método por absorción solo se suele utilizar cuando hay una fuente de calor residual o barata, como en la trigeneración.
Otros métodos son mediante un Par termoeléctrico que genera una diferencia de temperatura; mediante una sustancia fría, como antiguamente el hielo y hoy en día la Criogenia, con nitrógeno líquido o mezcla de sustancias, como Sal común y hielo.
Otra posibilidad, aún en investigación y sin aplicación comercial, es utilizar el Efecto magnetocalórico.[1]
Al igual que se puede aprovechar diferencias de temperatura para producir calor, para crear diferencias de calor, se requiere energía. A veces se llama refrigeración simplemente a mejorar la disipación de calor, como en la refrigeración de los Motores térmicos, o simplemente la ventilación forzada para sustituir aire caliente por aire más fresco.
Aparatos de refrigeración
- refrigeración por compresión
- Refrigeración por absorción
- frigorífico
- La Heat pipe. Elemento pasivo que simplemente conduce muy bien el calor.
Términos relacionados con la refrigeración
- Taladrina
- Líquido refrigerante
- Aceite de corte
- Cero absoluto
- Líquido anticongelante
Referencias
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