Conferencia agro frio 2014 unmsm-fac. química

UNIVERSIDAD NACIONAL
MAYOR DE SAN MARCOS
Facultad de Química é Ingeniería
Química

Escuela Académica Profesional de
Ingeniería Agroindustrial
AGRO-FRIO 2,014

Conferencia:
EVOLUCIÓN HISTÓRICA,
SOSTENIBILIDAD Y AHORRO DE
ENERGÍA EN REFRIGERACIÓN
Y EN ACONDICIONAMIENTO
DE AIRE
Julio 2,014

Ingº Ernesto Sanguinetti Remusgo
Expositor:
Ing. ERNESTO SANGUINETTI
REMUSGO

Antes se transmitían los
conocimientos de generación
en generación con muy pocos
cambios, pero ahora la
industria moderna tiene una
base técnico científica que
nunca considera los procesos
de producción como definitivos
porque se ha generado la
obsolescencia tecnológica en
períodos cada vez más cortos.
TRANSMISIÓN DE
CONOCIMIENTOS

• Lo primero que encontró el hombre fueron las
pieles de animales para cubrirse, luego vivir en las
cuevas.
• El descubrimiento y uso del fuego permitió un
avance importante para variar la temperatura del
aire que lo rodeaba.
• También observaron el efecto de la nieve y el hielo
sobre sus casas y sobre sus cuerpos, en los lugares
donde era posible encontrarlos, pero solo se
protegieron de ellos. Llegaron a notar que algunos
alimentos en contacto con hielo no se
descomponían.
• Los chinos fueron los primeros en almacenar hielo
en bodegas de madera y paja, que la utilizaban para
enfriar bebidas.
• Posteriormente los griegos y romanos hicieron lo
mismo almacenando hielo en pozos y cavernas,
igualmente para enfriar sus bebidas.
EVOLUCIÓN DE LA REFRIGERACIÓN
Y EL AIRE ACONDICIONADO
El fuego y las cavernas

Los egipcios por su parte enfriaban el agua almacenándola
dentro de recipientes porosos. Debido a la porosidad parte del
agua “mojaba” la superficie exterior del recipiente y la
evaporación de ese líquido por circulación del aire ambiente,
enfriaba el líquido que quedaba en el interior.
También los egipcios consiguieron tener aire acondicionado en
habitaciones del faraón, construyéndolas con piedra pulida por
un lado y áspera por el otro. Durante la noche las piedras se
enfriaban y al amanecer los esclavos construían la habitación
para que durante el día se obtengan temperaturas del orden
de 23 a 27°C mientras que en el exterior oscilaba entre 35 y
50°C. En la noche desarmaban todo para repetir el proceso.
Durante siglos , hasta fines del siglo XIX, el hielo natural fue el
único medio que suministró refrigeración para conservar
productos perecederos , enfriar bebidas y fabricar helados.
Y EL AIRE ACONDICIONADO (continuación)
Enfriamiento de agua y
aprovechamiento del hielo

Recién en 1,823 Michael Faraday (Londres-
Inglaterra) descubrió que algunos gases se
enfriaban cuando se condensaban a presión
constante. Luego en 1,834 , L.W. Wright logró
producir hielo mediante expansión de aire
comprimido y lo siguió el norteamericano Jacob
Perkins al lograrlo expandiendo líquido y su
hermano David Perkins lo mejoró creando un
sistema cerrado de refrigeración usando la
compresión y expansión del éter, lo patentó y lo
llevó a Estados Unidos de Norteamérica.
En 1,842, el Norteamericano John Gorrie,
(Florida – USA) descubrió que el amoníaco al
escurrirse y expandirse producía enfriamiento.
John Gorrie
Michael Faraday

En 1,858 el francés Ferdinand Carré
desarrolló una máquina de compresión
usando amoníaco líquido. Logró fabricar
hielo en pequeños bloques y a partir de
1,876 aparecen plantas de hielo “artificial”.
Otros investigadores hicieron pruebas con el
éter etílico y el éter metílico entre 1,856 y
1,864.
En 1,875 el suizo Raoul Pictet usó Dióxido de
Azufre ó Anhídrido Sulfuroso (SO2) como
refrigerante y en 1,878 se hacen
investigaciones con el Cloruro de Metilo y el
Anhídrido Carbónico para saber si se
comportan como refrigerantes.
Ferdinand Carré
Raoul
Pictet

En 1,881 el norteamericano Gustavus Swift introdujo la refrigeración para
vagones de ferrocarril que transportaban productos alimenticios.
En 1,894 el francés Marcel Audiffren patentó una máquina para enfriar líquidos
que usaba compresor con “yugo escocés” y SO2 como refrigerante.
En 1,902 el norteamericano Willis Carrier
diseña un nuevo sistema de aire
acondicionado con regulación de la
humedad. Se le considera el PADRE DEL
AIRE ACONDICIONADO no solo por ello
sino que creó una pequeña escuela para
enseñar los principios de ese sistema. En
1,915 junto con otros ingenieros fundó la
empresa Carrier Engineering que sigue
hasta la actualidad como Carrier
Corporation.

En 1,918 la empresa Kelvinator empieza a fabricar pequeños
refrigeradores dando inicio a la refrigeración doméstica. Pero la
unidad de condensación era remota. Luego en 1,919 la General
Motors empieza a fabricar refrigeradoras con la marga
FRIGIDAIRE que se empiezan a comercializar masivamente. En
1,923 se fabrica la primera máquina para helados con la marca
Nizer que al poco tiempo se asoció con Kelvinator. En 1,926 la
firma Savage introduce el uso de compresores sin pistón que
usaban una columna de mercurio que comprimía al
refrigerante. No prosperó.
En 1,928 Paul Crosley introduce las refrigeradoras a absorción
que no usaban electricidad sino una llama de un combustible al
quemarse, siendo el refrigerante amoníaco que era absorbido y
liberado por el agua en un ciclo cerrado.
Entre 1,929 y 1,930 Thomas Mifgley desarrolla el refrigerante R-
12 ( CFC-12) el cuál es producido luego por DuPont y su uso se
extiende rápidamente. La misma DuPont desarrolla en 1,932 el
CFC-11, y en 1,935 el CFC-22.
EVOLUCIÓN Y NUEVOS REFRIGERANTES
Primeras refrigeradoras

• En 1,939 la empresa COPELAND COMPANY desarrolla
el primer compresor semihermético que a diferencia
de los anteriores ( hermeticos) era un compresor que
se podía reparar mecánica y eléctricamente.
• Entre 1,950 y 1,960 se experimentan con mezclas
apareciendo el R-500 (Carrene) para aire
acondicionado y en 1,963 aparece el R-502 como
refrigerante para aplicaciones de baja temperatura.
• En 1,974 dos profesores de la Universidad de
California: Sherwood Rowland y Mario Molina
presentan su hipótesis sobre “ la destrucción de la
capa de ozono” por acción de los refrigerantes CFC.
• En 1,985 se realiza la reunión de varios países
preocupados por el daño a la atmósfera y se suscribe
el Convenio de Viena en Austria.
EVOLUCIÓN Y EFECTOS
EN LA ATMÓSFERA TERRESTRE
Compresores ,
unidades, racks

• En 1,987 los representantes de más de 30 países se reúnen en
Canadá y aprueban el PROTOCOLO DE MONTREAL relativo al
control de las sustancias que dañan ó agotan a la capa de
ozono. En 1,990 se reúnen nuevamente en Londres- Inglaterra
para revisar todo lo actuado y aprueban la Enmienda del
Protocolo de Montreal y la denominan ENMIENDA DE
LONDRES. En 1,992 nuevamente se reúnen en Copenhague –
Dinamarca y aprueban la ENMIENDA DE COPENHAGUE.
• En 1,997 se reúnen en Japón, los representantes de los países
para tratar sobre la reducción de la emisión de gases hacia la
atmósfera que producen “el efecto invernadero” ó
CALENTAMIENTO GLOBAL y se firma el Protocolo de Kyoto.
EVOLUCIÓN Y PROTECCIÓN
DE LA ATMÓSFERA

DE LA ATMÓSFERA

• En Estados Unidos de Norteamérica el gobierno crea el
Consejo de la Construcción Verde ó US Green Building Council
(USGBC) que entre 1,998 y el 2,000 establece y diseña un
sistema de calificación para la construcción de Edificios
Sostenibles que lo denominan LEED (Leadership in Energy and
Environmental Design) ó Liderazgo en Diseño Energético y
Ambiental) para lograr una mejora global en el impacto entre
el medio ambiente y la industria de la construcción.
• Los edificios son la fuente más importante de demanda de
energía y materiales, por ello son la mayor fuente de gases
invernadero que son los derivados de la energía que
consumen y materiales de construcción.
DEL MEDIO AMBIENTE

Tomando como base lo anterior, a partir
del 2,007 los países con mayor
desarrollo toman muy en serio la
protección del medio ambiente y apoyan
a otros países para evitar ó por lo menos
ir reduciendo el calentamiento global y
empiezan a transmitir los sistemas de
calificación para que las construcciones
tengan un consumo eficiente de la
energía, reduzcan toda contaminación,
ahorren agua , sean amigables con el
lugar donde se construyen y sobretodo
sean SOSTENIBLES.
Aparece el concepto de EDIFICIO VERDE
y EDIFICIO VERDE INTELIGENTE.
DEL MEDIO AMBIENTE (continuación)

El crecimiento de la población a nivel mundial fue explosivo durante el
siglo XX, casi duplicándose cada medio siglo. Se estima que ahora
somos aproximadamente 7,000 millones de habitantes y que hacia el
2050 seremos 9,000 millones.
El mayor incremento poblacional se da en países en vías de desarrollo.
Economías emergentes como China y la India aspiran a tener
“standares“ de vida similares a los países occidentales y esas son
también las aspiraciones del resto de países no industrializados.
La combinación de un rápido crecimiento poblacional con sus legítimas
aspiraciones a lograr niveles de consumo como el de los países
industrializados, es uno de los grandes desafíos que tiene que
enfrentar el DESARROLLO SOSTENIBLE en el futuro.
POBLACIÓN MUNDIAL

POBLACIÓN MUNDIAL

• El objeto de los métodos y sus respectivos equipos de
refrigeración es lograr una transferencia de calor para bajar la
temperatura del alimento, cuerpo ó sustancia hasta los
niveles deseados que van de acuerdo a la aplicación.
• Desde el principio de su existencia el hombre buscó encontrar
las formas de conservar el alimento durante las estaciones de
abundancia, para vivir en las estaciones de escasez. En su
búsqueda fue encontrando procedimientos como el secado, el
salado, el ahumado, el escabechado antes de que tuviese
conocimiento de las causas del deterioro de los alimentos.
GENERALIDADES

• La invención del microscopio ayudó a descubrir la existencia de
los microorganismos, causa principal del deterioro de los
alimentos y permitió además el desarrollo de otro método de
conservación: los enlatados, más conocidos como “conservas”.
• El salado, secado, ahumado, escabechado solo se puede aplicar a
cierto tipo de alimentos y aunque muchas veces mejoran el
sabor no lo mantienen como en sus condiciones originales de
producto fresco.
• Los enlatados son casi inmunes al deterioro, fáciles de procesar y
de almacenar, pero aún teniendo un sabor distintivo y delicioso
muy propio, difieren en forma notable del producto original.
GENERALIDADES

• Con el tiempo se encontró que el único medio de conservar
alimentos en su estado original ó con poquísimo cambio, es
bajando la temperatura de la sustancia ó producto alimenticio
por refrigeración, es decir enfriándolo ó congelándolo.
Esto naturalmente, constituye la ventaja principal que tiene la
refrigeración sobre todos los demás métodos de conservación
de alimentos.
• El objetivo que se persigue en la conservación de alimentos no
solo es conservar el alimento en condición ingerible, sino
también preservable hasta donde sea posible, manteniendo la
calidad con respecto a apariencia, olor , gusto y contenido
vitamínico.
GENERALIDADES

• Refrigeración Doméstica
• Refrigeración Comercial
• Refrigeración Industrial (Agroindustrial)
• Refrigeración para el Transporte de Productos
• Refrigeración de las bajas temperaturas
(Criogenia)
• Refrigeración para aire acondicionado de
“Confort”
• Refrigeración para aire acondicionado de
“Precisión”
CLASIFICACIÓN DE LA REFRIGERACIÓN

CLASIFICACIÓN DE LA REFRIGERACIÓN:
Refrigeración Doméstica

Refrigeración Comercial

Refrigeración Industrial

Refrigeración para el transporte terrestre

Refrigeración para el transporte aéreo y marítimo

Refrigeración Criogénica
(Nitrógeno líquido a -190⁰C y CO2 líquido a -90⁰C)

Refrigeración para Aire Acondicionado para confort y para
precisión

Refrigeración para el Aire Acondicionado – Confort Automotriz

ENERGÍA ELÉCTRICA EN UNA CASA
(160 a 320m2):
10 a 15 Kw
CONSUMO DE ENERGÍA EN LAS
GRANDES CIUDADES DEL PERÚ
ENERGÍA EN UN EDIFICIO de 10 PISOS
(160 a 320m2):
100 a 150 Kw

1. Aire Acondicionado
2. Iluminación
3. Ascensores
4. Bombas
5. Teléfonos
6. Equipos de Oficina
7. Computadores
45%
55%
100%
CONSUMO ENERGÉTICO
PROMEDIO EN EDIFICIOS

CONSUMO DE ENERGÍA

• ENERGÍA EN UN SUPERMERCADO CHICO :
25 a 40 Kw (Refrigeración)
12 a 18 Kw (Aire Acondicionado)
• ENERGÍA EN UN SUPERMERCADO Mediano :
• ENERGÍA EN UN SUPERMERCADO GRANDE :
SUPERMERCADOS:
CONSUMO DE ENERGÍA

SUPERMERCADOS PERUANOS
PLAZA VEA: 45 Locales (Hipermercados)
25 Locales (Supermercados)
VIVANDA: 10 Locales
MASS: 10 Locales
ECONOMAX: 4 Locales
CENCOSUD
WONG: 65 Locales
METRO: 60 Locales
SUPERMERCADOS:
LOS MÁS CONOCIDOS

SUPERMERCADOS:
CONSUMO ENERGÉTICO PROMEDIO

SUPERMERCADOS
Vitrina
Refrigerada
para Verduras
y Frutas

SUPERMERCADOS
Vitrinas
Refrigeradas
para Frutas y
Verduras

SUPERMERCADOS
Vitrina
Refrigerada
para Carnes
Frescas

SUPERMERCADOS
Vitrina
Refrigerada
para
Carnes
Congeladas

SUPERMERCADOS
Vitrina
Refrigerada
para
Comidas
Preparadas

SUPERMERCADOS
Islas
Refrigeradas
para Lácteos

ENERGÍA ELÉCTRICA EN EL PERÚ:
DATOS DEL COES

COES = Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional

Los NO de la situación mundial actual
• NO podemos evitar el aumento de la población
• NO podemos disminuir el consumo de energía
• NO podemos bajar costos de la energía producida
• NO debemos contribuir al daño de la Capa de Ozono
que rodea la tierra
• NO debemos contribuir al calentamiento de la
atmósfera ó calentamiento global
SITUACIÓN ACTUAL

Qué podemos hacer los que nos dedicamos a la
Refrigeración y al Acondicionamiento de Aire para
hacer más eficiente el consumo de energía.
A. Etapa de ante proyecto y proyecto
• En cada proyecto pequeño, mediano ó grande: Tomar datos correctos.
• Dibujar y hacer planos ó esquemas preliminares con la mayor cantidad de
detalles posible
• Calcular las cargas térmicas en la forma más precisa que se pueda. Factor
de seguridad
• Elegir el sistema de refrigeración ó aire acondicionado adecuado.
Alternativas, aire, agua.
BÚSQUEDA DE SOLUCIONES

• Consultar la disponibilidad y elegir la energía eléctrica a usar.
Voltaje, carga instalada.
• Seleccionar el refrigerante que se adapte mejor al tipo de
aplicación del proyecto. “Refrigerantes ecológicos”.
• Seleccionar los equipos para que sus capacidades se acerquen a
las cargas térmicas calculadas.
• Seleccionar los accesorios, controles é instrumentos que
permitan buen funcionamiento.
• Cálculos de diámetros de tuberías, mangueras aislantes,
accesorios y diseño de su distribución.
• Cálculos de secciones de los ductos, aislamiento necesario y
diseño de su distribución.

• Cálculo de los conductores eléctricos, contactores, accesorios
eléctricos y diseño de su distribución.
• Elegir el sistema de control adecuado. Edificios “inteligentes”,
edificios “verdes inteligentes”.
• Elegir cuidadosamente la ubicación de los componentes
principales de los equipos.
• En cámaras refrigeradas calcular el aislante y espesor
adecuados. Paredes, techos, pisos.
• En cámaras refrigeradas elegir las puertas adecuadas.
Antecámaras, cortinas plásticas y de aire.
• Elaborar memoria descriptiva y los planos que permitirán llevar
a cabo la obra.

B. Etapa de Instalación
• Antes del inicio, coordinar con el propietario,
constructor, Ing. Civil, Arquitecto, detalles de obra
que permitan ejecutarla tal como estaba prevista y
como figura en planos.
• Verificar en obra si las ubicaciones que tendrán los
equipos está de acuerdo con los planos y si es viable.
• Verificar si vigas y columnas no afectan distribución
de tuberías y ductos. Replanteos. Optimizar.

• Supervisar ubicaciones de equipos, anclajes,
soportes, colgadores, soldaduras, aislamientos.
• Supervisar que se empleen los materiales y
características especificadas en memoria descriptiva.
• Supervisar que los procedimientos de instalación se
cumplan y también normas de seguridad. PDR.
• Soldadura de tubos y accesorios de cobre usando
nitrógeno a baja presión. Residuos.
• Utilización de herramientas é instrumentos en buen
estado. Calibración.

C. Etapa post instalación
• Regulaciones y ajustes.
• Verificación de la calidad de la energía eléctrica.
• Mantenimiento: Predictivo, preventivo, correctivo.
Historial. Monitoreo in situ y a distancia.
D. Personal
• Preparar profesionales y técnicos provenientes de
Universidades, Institutos. Ayudantes.

Qué hacen los fabricantes de equipos
Mejoran la eficiencia de cada componente del sistema
frigorífico
• Condensadores con mayor área, mayor turbulencia.
Disminuye DT.
• Condensadores enfriados por agua.
• Evaporadores con mayor área, mayor turbulencia.
• Válvulas de expansión termostáticas. Igualador externo
de Presiones. Válvulas Electrónicas
PRESENTE Y FUTURO

• Compresores más eficientes: Pistón con
descargadores de cilindros, Pistón con válvulas Discus
y con descargadores de cilindros, Pistón con válvulas
Discus y digitales, scroll, scroll digital, uso de
variadores de velocidad (Inverter), scroll con
inyección de líquido/vapor, tornillo con variador de
capacidad, centrífugo con variador de capacidad.
• Compresores en paralelo ò “rack” de compresores.
PRESENTE Y FUTURO
Qué hacen los fabricantes de equipos

GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Ing. Ernesto Sanguinetti R.
esanguinetti@coldimport.com.pe

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