NOTA    Las informaciones del presente manual tienen una finalidad educativa únicamente. Los procedimientos descritos son ...
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MANUAL DE BUENAS  6        PRÁCTICAS EN           REFRIGERACIÓN  4.1 Tipos de fugas                        128    8 Proced...
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CAPÍTULO I:                                                                                              LA CAPA DE       ...
MANUAL DE BUENAS  10          PRÁCTICAS EN              REFRIGERACIÓNplantearon la hipótesis de que la acumulación en la  ...
CAPÍTULO I:                                                                                            LA CAPA DE         ...
CAPÍTULO II:                                                                                                           13 ...
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CAPÍTULO II:                                                                                                              ...
MANUAL DE BUENAS  16          PRÁCTICAS EN              REFRIGERACIÓN      Línea base para aplicar el Calendario de reducc...
CAPÍTULO III:           17                                                                                     REFRIGERACI...
MANUAL DE BUENAS  18        PRÁCTICAS EN            REFRIGERACIÓNcomo los CFC, HCFC, HFC y otros (sistemas de             ...
CAPÍTULO III:                                                                                             REFRIGERACION   ...
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Manual buenas practicas

  1. 1. NOTA Las informaciones del presente manual tienen una finalidad educativa únicamente. Los procedimientos descritos son para uso exclusivo de personasque posean la pericia y la capacitación técnica apropiadas y para ser aplicados por su propia cuenta y riesgo. Cuando los procedimientos descritos difieran de los del fabricante de determinado equipo deberán seguirse las instrucciones de dicho fabricante. La información técnica y jurídica presentada es la vigente en la fecha de publicación original. Debido a la rápida evolución de la tecnología y delos reglamentos en esta esfera, no se puede presumir que dicha información será válida en el futuro. UNIDO, FONDOIN y B+S Consultores no garantizan la aceptabilidad del funcionamiento la seguridad del operario ni de los aspectos ambientalesde ninguno de los equipos analizados. Cada actividad industrial exige la consideración de los aspectos relacionados con la seguridad de los operariosy la debida eliminación de los contaminantes y productos de desecho. Ni UNIDO, FONDOIN ni B+S Consultores pueden recomendar las opcionescorrespondientes a las nuevas tecnologías o a los nuevos refrigerantes que se mencionan en el manual ni en cuanto a su eficacia, aceptabilidad nifiabilidad. Tales tecnologías y refrigerantes han sido enumerados únicamente con la finalidad de dar al utilizador del manual una idea adecuada de lasposibilidades que pueden presentar los mismos después de un suficiente desarrollo que los haga comercialmente viables y aplicables en un futurocercano. La mención de toda empresa, asociación o producto en el presente documento es al solo título informativo y no constituye una recomendación porparte de UNIDO, FONDOIN o B+S Consultores respecto a tal empresa, asociación o producto, expresa ni implícitamente.MANUAL DE BUENAS PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓNJORGE ALBERTO PUEBLA FONDOIN Av. Libertador, C.C. Los Cedros, Piso 5, La Florida, Caracas 1050 - Venezuela Telfs.: (0212) 731.2992 - 731.3932 - Fax: (0212) 731.0015 E-mail: fondoin@cantv.net www.fondoin.com.veHecho Depósito de LeyDepósito Legal: lf80020053633113ISBN: 980-12-1448-1Diseño de Diagramación:Janet Salgado M.Diseño de Portada:Cograf Comunicaciones,C.A.Fotolito:Tecnoprint 2090, C.A.Impresión:Imprenta Negrín Central, C.A.Impreso en Venezuela - Printed in Venezuela
  2. 2. 3 AGRADECIMIENTO AGRADECIMIENTOSEste manual fue editado por FONDOIN con el aporte de varias instituciones y personas, bajo la dirección delLicenciado Osmer Castillo.La investigación científica y técnica, así como la redacción del mismo, fue realizada por Biosfera+SeguraConsultores, siendo su autor, el Ing. Jorge Alberto Puebla, quien contó con la colaboración del licenciadoCarlos Julio Rivas S. y el ingeniero Rodrigo Rengifo.La coordinación general del Manual, así como la verificación técnica, estuvo a cargo de la Sala Técnica deFONDOIN, conformada por la Licenciada Carmelina Flores de Lombardi, los ingenieros Gianfranco Ruggieroy Pedro Sallent, el apoyo de los profesores César Oronel y Rafael Álvarez, miembros del personal docente delLaboratorio de Fenómenos de Transporte, de la Universidad Simón Bolívar, de Sartenejas, Caracas.Destacamos también, la colaboración del Doctor Ryuichi Oshima, el ingeniero Rodrigo Serpa, y del ingenieroJuan Carlos Reinhardt, miembros del personal técnico de la Organización de las Naciones Unidas para elDesarrollo Industrial (ONUDI), quienes aportaron material de consulta, así como al Licenciado OsmerCastillo, presidente de FONDOIN, por su labor de coordinación para la materialización de este proyecto.
  3. 3. MANUAL DE BUENAS 4 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN PRÓLOGO En el 2005 se cumplen 20 años del Convenio de Viena y 18 el Protocolo de Montreal; quiere decir que yahay una generación crecida bajo la amenaza de la destrucción de la capa de ozono y de los efectos de la luzultravioleta. Es posible que muchas de esas personas no hayan podido percatarse del peligro que ha corrido la capa deozono, pero en cambio serán testigos del mayor logro colectivo tecnológico ambiental de nuestro tiempo: laeliminación de los CFC en todo el planeta y en todas sus aplicaciones, especialmente en la más importante, larefrigeración. Este cambio implica no sólo el uso de otros refrigerantes ambientalmente más favorables, sino también laconservación y reutilización de los actuales para poder dar servicio a los equipos usados que aún les quedanalgunos años de vida. Pues bien, a lo largo de estos años, el consumo mundial de CFC en los países desarrollados y en desarrollo,ha alcanzado una reducción por encima del 70% y el consumo restante será eliminado antes de 2010; por esoeste año, el 16 de septiembre, Día Mundial de la Capa de Ozono, el mundo entero podrá celebrará estoslogros. En Venezuela el júbilo será si se quiere mayor, pues además de lograr una reducción del consumo en elorden del 60%, el sector industrial que fabrica productos con CFC ya está reconvertido, la empresa fabricantenacional de CFC cierra su producción a finales del próximo año y el resto del consumo nacional, localizadoen el sector servicio que instala repara y mantiene los artefactos de enfriamiento de vieja tecnología, será elpunto focal del proyecto con más alcance social y ambiental promovido y tramitado hasta ahora porFONDOIN. Gracias a los recursos del Fondo Multilateral y el apoyo de la Organización de las Naciones Unidas parael Desarrollo Industrial (ONUDI), este año se inicia el Programa de Capacitación en Buenas Prácticas, dirigidoa todos los técnicos en refrigeración de Venezuela. El Programa se desarrollará en 43 centros educativosdistribuidos en todo el territorio nacional, que ofrecerán cursos intensivos durante un año consecutivo. Con esteobjetivo, los centros educativos fueron dotados del equipamiento necesario para los cursos, que seránimpartidos por un cuerpo de instructores entrenados especialmente, siguiendo el Manual de Buenas Prácticaspreparado por FONDOIN. Este excelente Manual que se entregará a todos los cursantes, contiene el compendio de conocimientos quedebe tener todo técnico para realizar su trabajo adecuadamente y en concordancia con la protección delambiente. Los técnicos que aprueben el curso gozarán de una credencial particular que les otorgará FONDOIN,la cual podrán mostrar a los clientes en garantía de la capacitación adquirida. La meta de FONDOIN es quedentro de un año, en el Día Mundial de la Capa de Ozono, los 43 centros educativos, los 90 instructores y los3000 técnicos capacitados, nos reunamos como un solo equipo para celebrar que ya en Venezuela, gracias alas Buenas Practicas impartidas, y al resto de los medidas tomadas, la Capa de Ozono no recibirá mas gasesdañinos provenientes de esta parte del planeta. Sr. Osmer Castillo Presidente del Fondo de Reconversión Industrial (FONDOIN)
  4. 4. 5 ÍNDICE ÍNDICEPrólogo 4 4 Efectos de algunos refrigerantes sobreIntroducción 7 la capa de ozono y el calentamiento global 36Capítulo I: La capa de ozono 5 Sustitutos transitorios 361 Causas y efectos de la destrucción 5.1 “Retrofitting” o cambio de refrigerantes del ozono estratosférico 9 de R12 a R134a 382 Riesgo para la salud y el ambiente 103 Calentamiento global-causas y efectos 10 Capítulo V: Sistemas de refrigeración 1 Sistemas de refrigeración 39Capítulo II: Normativas y regulaciones 2 Refrigeración doméstica 39para proteger la capa de ozono 2.1 Componentes del circuito de refrigeración1 Convenios internacionales 13 en neveras o congeladores domésticos 482 Legislación nacional 14 2.2 Procedimiento de carga para sistemas de refrigeración doméstica 64Capítulo III: Refrigeración 2.3 Diagnóstico de fallas y reparaciones1 Consideraciones generales 17 en equipos de refrigeración domésticos 662 Breve reseña histórica 17 3 Refrigeración comercial 723 Refrigeración mecánica 17 3.1 Componentes de circuitos de refrigeración4 Objetivo de la refrigeración mecánica 18 comercial e industrial 745 Definiciones 18 3.2 Procedimiento de carga para sistemas6 Propiedades de los gases 22 de refrigeración comercial 967 Cambio de estado de los gases 22 4 Aire acondicionado 1018 Gráfico de Mollier 22 4.1 Procedimiento de carga para sistemas 8.1 Análisis del gráfico 23 de aire acondicionado 103 8.2 Ciclo mecánico de refrigeración 24 4.2 Diagnóstico de fallas y reparaciones 8.2.1 Lado de alta presión 25 en equipos de aire acondicionado 104 8.2.2 Lado de baja presión 25 5 Aire acondicionado automotriz 107 8.2.3 Otros dispositivos 25 5.1 Procedimiento de carga para sistemas 8.3 Relación entre el ciclo de refrigeración de aire acondicionado automotriz 109 mecánica y el gráfico de Mollier 26 6 Lubricación del compresor 112 8.4 Herramientas computacionales para el 6.1 Cambio de aceite 114 cálculo de sistemas de refrigeración 26 6.2 Humedad y ácidos - efectos sobre el lubricante 114Capítulo IV: Gases refrigerantes 6.3 Tipos de lubricantes 1151 Refrigerantes históricamente más comunes 27 6.4 Reacciones de los lubricantes2 Tipo de gases refrigerantes y nomenclatura 28 con la humedad 116 2.1 Refrigerantes halogenados 28 6.5 Eliminación de la humedad 2.1.1Clorofluorocarbonos (CFC) 28 y otros contaminantes volátiles (GNC) 2.1.2Hidroclorofluorocarbonos (HCFC) 28 de un sistema de refrigeración 116 2.2 Mezclas 29 7 Herramientas y equipos de servicio 119 2.2.1 Mezclas zeotrópicas 29 2.2.2 Mezclas azeotrópicas 29 Capítulo VI: Consideraciones sobre 2.3 Hidrocarburos y compuestos inorgánicos 29 la instalación y mantenimiento 2.3.1 Hidrocarburos (HC) 29 de sistemas 2.3.2 Compuestos inorgánicos 31 1 Instalación de sistemas 1273 Consideraciones relativas a la salud y 2 Inspección periódica y mantenimiento la seguridad 35 preventivo 127 3.1 Toxicidad 35 3 Diagnóstico efectivo de fallas 128 3.2 Inflamabilidad 35 4 Fugas 128
  5. 5. MANUAL DE BUENAS 6 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN 4.1 Tipos de fugas 128 8 Procedimientos para la recuperación de 4.2 Métodos de localización de fugas 129 refrigerante 139 4.3 Verificación de la estanqueidad de un 8.1 Procedimiento para recuperar refrigerante sistema sin usar refrigerante puro 129 en un refrigerador doméstico 1395 Sustitución de componentes 130 8.2 Procedimiento para recuperar refrigerante 5.1 Compresor 131 en un sistema de aire acondicionado 139 5.2 Ajuste del sistema a las nuevas 8.3 Procedimiento para recuperar refrigerante condiciones de trabajo 131 en un sistema de refrigeración comercial de cámara fría 140Capítulo VII: Recuperación, reciclaje y 8.4 Procedimiento para recuperar refrigeranteregeneración en un sistema de aire acondicionado1 Definiciones 133 autonotriz 141 1.1 Proceso de recuperación 133 1.2 Proceso de reciclado 133 Capítulo VIII: Recomendaciones de 1.3 Proceso de regeneración 133 buenas prácticas en refrigeración2 Equipos y herramientas necesarias 1 Seguridad personal 143 para la recuperación 133 2 Carga de refrigerante en un sistema 144 2.1 Máquinas recuperadoras o recicladoras 133 3 Riesgos que presentan los hidrocarburos 2.2 Cilindros recargables para recuperar 133 (HC) y mezclas que contienen 2.3 Otros equipos y herramientas 134 hidrocarburos cuando son empleados3 Identificación y pruebas de contaminación como refrigerantes 147 de los refrigerantes comunes 134 4 Manejo, uso y almacenaje seguro de gases 3.1 Métodos para identificar el tipo de comprimidos 148 refrigerantes en sistemas 134 4.1 Recomendaciones para el manejo y uso 148 3.2 Métodos de prueba de campo para 4.2 Recomendaciones para el almacenaje 149 refrigerantes y aceite 134 4.3 Otras recomendaciones de manejo4 Métodos de recuperación de refrigerantes y almacenaje 149 en sistemas 134 5 Técnicas de trasegado seguras 150 4.1 Recuperación en fase vapor 134 6 Más consideraciones de buenas prácticas 4.2 Recuperación en fase líquida 135 en refrigeración 1505 Aspectos importantes en la recuperación de gases refrigenrantes 136 Anexos 1516 Método de reciclaje de refrigerante 138 Bibliografía 1557 Método de regeneración de refrigerante 138
  6. 6. 7 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓNConsideraciones generales rigen el proceso, las etapas que caracterizan todo Este manual constituye, fundamentalmente, el sistema de enfriamiento y los componentes quematerial de apoyo para los instructores y intervienen.participantes en los cursos de capacitación en En el capítulo IV, se hace una explicaciónbuenas prácticas en refrigeración. detallada de los diferentes tipos de refrigerantes: Los cursos están dirigidos a los técnicos que clasificación, y nomenclatura según su tipo; susprestan servicio en esta área, con el objeto de propiedades y consideraciones acerca de lacapacitarlos para que realicen un mejor trabajo, sin inflamabilidad y aspectos relativos a la seguridadque se produzcan emisiones de Sustancias personal que debe observarse al momento deAgotadoras del Ozono [SAO] a la atmósfera y en manipular estas sustancias.general, de cualquier refrigerante; y también para Seguidamente, en el capítulo V, se desarrollanpreservar la expectativa de vida útil de los sistemas y ampliamente, las diferentes aplicaciones de laequipos a los que les hagan servicio y reduciendo el refrigeración y el aire acondicionado; así comodaño al ambiente. también una serie de informaciones que ayudarán a Las buenas prácticas están enfocadas en los técnicos en el análisis de fallas para los sistemasparticular, al manejo adecuado de las Sustancias comunes y sus componentes. El capítulo concluyeAgotadoras del Ozono, pero sin excluir a los con una descripción y explicación de lasHidrofluocarbonos [HFC], que aunque no actúan herramientas y equipos con los que se debe contarsobre la capa de ozono, contribuyen sensiblemente para realizar un buen trabajo de mantenimiento, asíal calentamiento global del planeta que es también como también la función y operación de cada unoun daño ambiental de consecuencias catastróficas. de ellos. En el capítulo VI, se podrá encontrar una serie de consideraciones relativas a la instalación yOrganización del manual mantenimiento de sistemas de refrigeración: El manual fue estructurado para que cada inspección periódica, mantenimiento preventivo,persona que lo consulte, pueda ubicar de manera diagnostico efectivo de fallas, tipos de fuga y losrápida y sencilla la información deseada. Para ello, métodos e instrumentos.se utilizó un lenguaje sencillo y cotidiano para Por último, en los capítulos VII y VIII, sefacilitar la comprensión de las definiciones y encuentran desarrolladas las técnicas de buenasexplicaciones contenidas. prácticas en refrigeración, aplicables a la elaboración El capítulo I, comienza con una breve de un diagnóstico correcto de fallas; limpieza internadescripción de la capa de ozono, su importancia en y externa de sistemas de refrigeración; retiro y cargala atmósfera, las causas, los efectos de su destrucción de los refrigerantes; prevención de fugas; recu-y la relación con el cambio climático global. En el peración de gases refrigerantes, almacenaje y encapítulo II, se describen las medidas que se han general, manipulación de recipientes a presión.tomado a escala mundial y local, para detener la Todo el temario desarrollado en este manual, hadestrucción de la capa de ozono; concluyendo esta sido concebido para ayudar a los técnicos departe, con una enumeración de las normativas refrigeración a corregir los errores conceptuales, devigentes en Venezuela para proteger la capa de procedimientos y de manejo, que inciden en elozono; así como las disposiciones relativas al buen consumo innecesario y desmesurado de SAO,manejo y empleo de refrigerantes, equipos, aparatos mejorando la efectividad en los trabajos dey sistemas que utilizan estas sustancias para su instalación, mantenimiento y reparación; lograndofuncionamiento. de esta forma, que los equipos y sistemas alcancen El capítulo III, se hace una breve síntesis de la el máximo de vida útil prevista en su diseño originalrefrigeración, su historia, su importancia y su y al mismo tiempo, contribuir con la conservacióndesarrollo y se describen los principios básicos que del ambiente; y en especial, con la capa de ozono.
  7. 7. CAPÍTULO I: LA CAPA DE 9 OZONO CAPÍTULO I LA CAPA DE OZONO 1 Causas y efectos de la Si el ozono estratosférico no logra formarse o se destrucción del ozono destruye disminuyendo su concentración, la luz estratosférico ultravioleta no seria absorbida y llegaría a la superfi- cie, causando un efecto letal sobre todos los seres La capa de ozono ubicada en la estratosfera, se vivos.extiende entre los 15 y los 45 Km por encima de la En la troposfera, el ozono se origina en pequeñassuperficie del planeta. Como su nombre lo indica, cantidades durante las tormentas eléctricas; pero aesta capa es rica en ozono que absorbe los rayos nivel del suelo, el ozono es un contaminante atmos-ultravioleta del sol, impidiendo su paso a la Tierra. férico que se forma a partir de la reacción de las emi- El ozono es una forma de oxígeno cuya molécu- siones de los vehículos con otros contaminantes della tiene tres átomos, en vez de los dos del oxígeno aire, formando una mezcla nociva para la saludnormal, convirtiéndose en una sustancia muy reacti- conocida como "smog fotoquímico", típica de ciu-va e inestable, tóxica aún inhalada en pequeñas can- dades muy contaminadas como Los Ángeles ytidades durante períodos cortos. Ciudad de México; las concentraciones de ozono En la estratosfera, el ozono se forma a partir del oxígeno superiores a 0,1ppm son peligrosas para la salud,del aire en presencia de la radiación ultravioleta b; plantas y animales.ambos, oxígeno y ozono se mantienen en un equilibrio La capa de ozono protege la vida del planeta dedinámico en el cual el ozono se forma y se destruye con- la radiación ultravioleta del sol; esta radiación tienetinuamente, siendo la formación mas rápida que la una longitud de onda menor que la de la luz visible,destrucción, por lo cual el ozono tiende a acumular- pero mayor que los rayos X. Dentro de este espectrose, alcanzando concentraciones de hasta 10ppm. se pueden distinguir tres tipos de radiación ultravioleta: Perfil de la concentración de ozono [O3] en la atmósfera. Radiación ultravioleta A [UV-A], la mas cercana Radiación ultravioleta B [UV-B], tiene una longi-al color violeta de la luz visible, pasa en su totalidad tud de onda intermedia entre las dos anteriores,a través de la atmósfera y llega a la superficie; es re- aunque es menos letal que la C, es también peligrosalativamente inofensiva, la emplean las plantas para aún en cantidades pequeñas, pues produce cáncer derealizar la fotosíntesis y contribuye en pequeñas dosis piel, cataratas y otros daños en la vista, afecta el sis-a fijar la vitamina A; sin embargo en exposiciones tema inmunológico, y todas las formas de vida:prolongadas puede ser dañina. microbios, algas, hongos, plantas, invertebrados y Radiación ultravioleta C [UV-C], la de menor vertebrados; normalmente es totalmente absorbidalongitud de onda y mas cercana a los rayos X, letal por la capa de ozono.para la vida tal cual la conocemos, es totalmente En 1974, dos químicos de la Universidad deabsorbida por encima de la estratosfera, en la ionosfera. California: Sherwood Rowland y Mario Molina,
  8. 8. MANUAL DE BUENAS 10 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓNplantearon la hipótesis de que la acumulación en la Protocolo de Montreal y sus Enmiendas, la capa deatmósfera de CFC, en presencia de radiación ultravi- ozono estará restableciéndose a partir del 2040,oleta, podía desencadenar la destrucción del ozono pero las trazas de CFC permanecerán en la atmósferaestratosférico. muchísimos años más. Es por lo tanto vital que Posteriormente, en la primavera austral de 1985 reduzcamos al mínimo y sin demora, las emisionesse comprobó que la capa de ozono sobre la Antártida de sustancias agotadoras del ozono.había desaparecido en más del 50%. Así mismo,hacia finales de la década del 80 se había comproba- 2 Riesgos para la salud ydo que efectivamente la destrucción de la capa de el ambienteozono se debía a la presencia en la estratosfera de Si la cantidad de ozono disminuye en la estratos-CFC, HCFC, y Halones, que liberan sus átomos de fera, más radiación ultravioleta B alcanzará la super- ficie del planeta. Este aumento de radiación pro- ducirá un incremento significativo de casos de cáncer de piel (melanoma y nomelanoma), cataratas y otras lesiones de la vista e insuficiencia en el sistema inmunológico en los seres humanos. En el resto de los seres vivos aparecerán efectos similares que mer- marán la producción agrícola, la vida silvestre, los bosques y la diversidad biológica, reduciendo la produc- ción de alimentos y la supervivencia. Los cambios en la estratosfera también tendrán consecuencias sobre el clima y favorecerán la formación de “smog” fotoquímico. 3 Calentamiento global - Reacción química de los CFC con el ozono en la estratosfera. causas y efectoscloro y bromo por efecto de la radiación ultravioleta El calentamiento global o "efecto invernadero" esB, estos átomos reaccionan con el ozono y lo un fenómeno natural que se produce cuando parte dedestruyen, comprobándose totalmente la hipótesis de la radiación infrarroja emitida por la Tierra, paraMolina y Rowland, que les hizo merecedores del perder el exceso de calor recibido del sol, es absorbi-Premio Nóbel de Química en 1995. da en la troposfera por gases normalmente presentes Este efecto devastador sobre la capa de ozono es en el aire, como el vapor de agua, el dióxido de car-causado por los CFC, tales como R11, R12 y R502 bono y el metano, entre otros, impidiendo que ese(que contiene CFC115), por los Halones extintores de calor escape al espacio y lo devuelve a la superficieincendio y en menor grado por los HCFC como el como una segunda fuente de calor.R22 y el R123. Este fenómeno hace que la temperatura diurna y Todos estos productos al ser liberados a la atmós- nocturna en áreas húmedas y boscosas sea menosfera, dado que son muy estables y permanecen intac- fluctuante que en zonas secas como los desiertos,tos decenas de años, pueden ser transportados por las que presentan diferencias de temperatura muy mar-corrientes de aire, desde el hemisferio norte hasta el cadas entre el día y la noche por la carencia dePolo Sur y desde la superficie hasta la estratosfera, humedad del aire.donde son vulnerables a la luz ultravioleta, descom- Pero la acumulación progresiva de dióxido deponiéndose y liberando cloro el cual inicia el ciclo carbono en la atmósfera, producto de la combustiónde destrucción del ozono. de carbón, petróleo y gas, aunado a la presencia de Cada átomo de cloro que se libera puede des- los CFC, HCFC y Halones, han acentuado notable-truir hasta 10.000 moléculas de ozono. Este ciclo mente la absorción del calor desprendido por ladestructivo se presenta al comienzo de la primavera, Tierra, aumentando la temperatura promedio y cau-una vez finalizada la fase de oscuridad invernal, pero sando cambios en el clima.es justamente durante el periodo invernal que los A medida que la presencia de los gases que cau-vientos y las bajas temperaturas favorecen la acumu- san este calentamiento siga en aumento, los efectoslación de compuestos intermedios de cloro y bromo, serán catastróficos por las perdidas materiales pro-hasta la llegada del sol en la primavera, cuando ducto de las tormentas, inundaciones y sequíascomienza la gran la destrucción de ozono. extremas que modificarán las ciudades, las costas, Se estima que si se cumple cabalmente el calen- las zonas de cultivo, la productividad, y la super-dario de eliminación de los CFC establecido en el vivencia de las especies.
  9. 9. CAPÍTULO I: LA CAPA DE 11 OZONO mizar los efectos de la destrucción de la capa de ozono y el incremento del calentamiento global. Adicionalmente, es también esencial que nos ase- guremos del uso eficiente de la energía a fin de reducir los efectos indirectos del calentamiento global. Se define el EFECTO TOTAL EQUIVALENTE DE RECALENTAMIENTO de la atmósfera, conocido como TEWI, por sus siglas en inglés, como: El Calentamiento Global. TEWI [Total Equivalent Warming Impact] Índices pluviométricos en descenso, incremento Efecto total equivalente de recalentamiento =de la desertificación, temperaturas promedio anuales Efecto directo por emisiones de refrigerantesen aumento, aceleración en el derretimiento delhielo de los casquetes polares y los glaciares, cam- +bios en los patrones de las corrientes oceánicas, Efecto indirecto por el consumo de energíainundaciones de áreas de baja altura adyacentes amares y océanos, mareas más altas y huracanes,tifones y ciclones de mayor potencia, serán los fenó-menos con los que tendremos que lidiar a diario amedida que siga cambiando el clima de la Tierra. Los CFC, HCFC y los HFC, tienen altos poten-ciales de calentamiento, miles de veces superioresal del dióxido de carbono y el metano; son práctica-mente indestructibles en la troposfera y sus periodosde vida superan en algunos casos los 100 años. Demanera que estas sustancias que durante años se con-sideraron los refrigerantes perfectos, hoy sabemosque son doblemente peligrosas: en la troposfera porla cantidad de calor que atrapan y emiten, convir-tiéndose en súper gases invernadero y en la estratos-fera por la avidez destructora de ozono. Al dejarlasescapar se contribuye directamente con ambascatástrofes y una vez que estas sustancias han pasa- Análisis gráfico cuantitativo del Calentamiento Global.do al aire no hay forma de retirarlas ni de neu-tralizarlas, se quedarán allí haciendo daño mucho Si bien se ha enfocado este trabajo en la elimi-mas tiempo que el que nosotros pasaremos en la nación de los gases refrigerantes que agotan la capaTierra, pero posiblemente si podremos sufrir y lamen- de ozono [SAO] por cuanto este es el alcance deltar los efectos. Por estas razones estos refrigerantes programa; no podemos ignorar que con posterioridadtienen que manejarse como sustancias peligrosas. se ha puesto en evidencia la acción de sustancias La refrigeración contribuye al calentamiento global empleadas en refrigeración que, aún cuando noen dos formas: actúan en el balance de ozono estratosférico, tienen roles destacados en su contribución al efecto inver- · Directamente: por la emisión de refrigerantes a nadero. Es por ello que se incluyen menciones ala atmósfera debido a fugas en sistemas o por la li- dichos efectos, que hoy en día no pueden pasarse porberación voluntaria y deliberada de gases refrige- alto.rantes en los procesos de reparación y puesta fuerade servicio de equipos de refrigeración. Los escenarios posibles en refrigeración en el siglo XXI son mucho más complejos de lo que fueron hasta · Indirectamente: por la cantidad de energía el Convenio de Viena y en la actualidad, por las discu-eléctrica consumida, la cual produce emisiones de siones sobre calentamiento global que se llevan a cabodióxido de carbono cuando la energía es producida a la luz de los postulados del Protocolo de Kyoto, seen plantas térmicas, que utilizan combustibles de ori- complican aún más pues cuestionan soluciones, que sigen fósil para su operación. bien óptimas para el problema del agotamiento del Es por lo tanto urgente que reduzcamos las emi- ozono no son apropiadas desde el punto de vista delsiones de refrigerantes a la atmósfera para mini- calentamiento global.
  10. 10. CAPÍTULO II: 13 NORMATIVAS Y REGULACIONES PARA PROTEGER LA CAPA DE OZONO NORMATIVAS Y REGULACIONES PARA CAPÍTULO II PROTEGER LA CAPA DE OZONO 1 Convenios ducción y el consumo de dichas sustancias. Uno de internacionales los aspectos resaltantes de este acuerdo es que establece una moratoria para los países en desarrollo, en relación con el cumplimiento del calendario de • Convenio de Viena para la Protección de la reducción de las sustancias y la obligación de todos los Capa de Ozono, Gaceta Oficial Nº 34.818 del países de informar anualmente las cantidades produci- 19 de julio de 1988. das, importadas y exportadas de cada sustancia, para • Protocolo de Montreal relativo a las verificar progresivamente el cumplimiento de las medi- Sustancias Agotadoras de la Capa de Ozono, das. Actualmente ha sido ratificado por 189 países. Gaceta Oficial Nº 34.134 del 11 de enero de El avance científico y tecnológico condujo a las 1989. Partes a realizar la primera Enmienda del Protocolo • Enmienda de Londres al Protocolo de de Montreal en 1990. Esta es la Enmienda de Montreal, Gaceta Oficial Nº 4.580 Londres, en la cual se modifica el Calendario de Extraordinario, del 21 de mayo de 1993. Reducción y se acuerda que el consumo y la produc- • Enmienda de Copenhague al Protocolo de ción de las 8 sustancias deben ser eliminados entre Montreal, Gaceta Oficial Nº 5.180 1994 y 1996, pero se continua la moratoria de 10 Extraordinario, del 4 de noviembre de 1997. años para los países en desarrollo y se crea el Fondo • Enmienda de Montreal al Protocolo de Multilateral para la Aplicación del Protocolo de Montreal, Gaceta Oficial Nº 37.217, del 12 Montreal en los países en desarrollo, de manera que de junio de 2001. puedan ir adoptando las nuevas tecnologías y elimi- • Enmienda de Beijing, no ratificada aun por nando el consumo de las sustancias a medida que Venezuela. estén disponibles en el mercado. • Convenio de Cambios Climáticos Globales, En 1992, se acuerda la Enmienda de Gaceta Oficial Nº 4.825 Extraordinario del 27 Copenhague, que extienda la lista de las sustancias de diciembre de 1994. controladas y perfecciona el Calendario de Elimi- nación tanto para países desarrollados como para • Protocolo de Kyoto, Gaceta Oficial Nº países en desarrollo. Este calendario con algunos 38.081 de fecha 7 de diciembre de 2004. ajustes está vigente aún. El Convenio de Viena, acordado en 1985 para la En 1997, con motivo de los 10 años del Protocoloprotección de la capa de ozono, establece el com- de Montreal se acuerda la Enmienda de Montreal,promiso de realizar las investigaciones científicas que establece la obligación de contar con un sistemacon el objetivo de mejorar el conocimiento de los de Licencias o similar, que permita controlar lasprocesos atmosféricos y desarrollar posteriores pro- exportaciones e importaciones de las sustancias, con eltocolos para controlar las sustancias agotadoras de la propósito de combatir el trafico ilícito de las mismas.capa de ozono. Actualmente 190 países han ratifica-do el Convenio de Viena. En 1999, se acuerda la Enmienda de Beijing, que perfecciona el calendario de eliminación de los "Protocolo de Montreal relativo a las Sustancias HCFC y del Bromuro de Metilo.que agotan la capa de ozono" fue acordado en sep-tiembre de 1987. El Protocolo identificó las princi- En el siguiente cuadro aparece un resumen de laspales sustancias que agotan el ozono (CFC11, sustancias sujetas al Protocolo de Montreal y susCFC12, CFC113, CFC114, CFC 115 y tres halones) y Enmiendas, con los calendarios de eliminaciónestableció los primeros límites para reducir la pro- respectivos.
  11. 11. MANUAL DE BUENAS 14 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Calendario de eliminación mundial de SAO Anexos del Protocolo de Montreal Tipo de SAO Eliminación en países desarrollados Eliminación en países en desarrollo (Artículo 5) (Artículo 5) A-I CFC(5 tipos principales) 1996 2010 A-II Halones 1994 2010 B-I Otros CFC 1996 2010 B-II Tetracloruro de carbono 1996 2010 B-III Metilcloroformo 1996 2015 C-I CFC 2030 2040 C-II HBFC 1996 1996 C-III Bromoclorometano 2002 2002 E Bromuro de metilo 2005 2015Nota aclaratoria: Se consideran países que operan al amparo del artículo 5 los países en desarrollo que consumen anualmente menos de 0,3 kg percápita de SAO controladas enumeradas en el Anexo A: es decir CFC11, CFC12, CFC113, CFC114, CFC115 y los Halones. El Calendario de Eliminación de los CFC en los • Ley Orgánica de Aduanas, Gaceta Oficial Nºpaíses en desarrollo pasa por reducciones sucesivas 5.353 Extraordinario, del 17 de junio de 1999.de 50% en el 2005, 85% en el 2007 hasta llegar a la • Ley sobre "Sustancias, Materiales y Desechosmeta de consumo 0 en los años señalados. Si este Peligrosos", Gaceta Oficial Nº 5.554calendario se cumple a cabalidad, las investigaciones Extraordinario, del 13 de noviembre de 2001.científicas y los modelos matemáticos indican que la • Decreto Nº 3.228, relativo a las "Normascapa de ozono habrá recuperado los niveles de 1980 para Regular y Controlar el Consumo, laen el 2040, pero si al contrario los países hacen caso Producción, Importación, Exportación y elomiso de los compromisos adquiridos, la capa de Uso de las Sustancias Agotadoras de la Capaozono puede tardar más de un siglo en recuperarse y de Ozono", Gaceta Oficial Nº 5.735el calentamiento global por efecto de estas sustancias Extraordinario, del 11 de noviembre de 2004.se habrá magnificado, produciendo cambios inima-ginables de consecuencias devastadoras en todos los Constitución de la República Bolivariana decontinentes. Venezuela, Artículo 127. El 11 de diciembre de 1992 se acordó el "Es una obligación fundamental del Estado, con la acti-Convenio para combatir el Cambio Climático va participación de la sociedad, garantizar que laGlobal y luego en 1997 se acuerda el Protocolo de población se desenvuelva en un ambiente libre de con-Kyoto que fija un calendario para reducir progresiva- taminación, en donde el aire, el agua, los suelos, las costas,mente las emisiones de gases de efecto invernadero, el clima, la capa de ozono, las especies vivas, sean espe-estableciendo obligaciones diferentes para países cialmente protegidos de conformidad con la ley."desarrollados y en desarrollo. Es importante señalar Ley Penal del Ambiente, Artículo 47.que en el Protocolo de Kyoto figuran no solo los CFC "El que viole con motivo de sus actividadesy HCFC sino también los sustitutos HFC, de ahí la económicas, las normas nacionales o los convenios,importancia de incluir el manejo de estas sustancias tratados o protocolos internacionales, suscritos por laen el curso de capacitación de las buenas prácticas República, para la protección de la capa de ozonopara combatir la destrucción de la capa de ozono y del planeta, será sancionado con prisión de uno (1) ael calentamiento global. dos (2) años y multa de mil (1.000) a dos mil (2.000) días de salario mínimo." Decreto Nº 3.228: Normas para Regular y 2 Legislación nacional Controlar el Consumo, la Producción, Importación, • Constitución de la República Bolivariana de Exportación y el Uso de las Sustancias que agotan Venezuela de 1999. la Capa de Ozono. • Convenios internacionales sobre la capa de ¿A quién va dirigido el Decreto? ozono y cambio climático ratificados por Venezuela, mediante leyes aprobatorias que El Decreto va dirigido a: se mencionan en el párrafo anterior. 1) Todos los ciudadanos y ciudadanas que fabri- • Ley Penal del Ambiente, Gaceta Oficial Nº can, importan, exportan y comercializan las 4.358 Extraordinario, del 3 de enero de 1992. sustancias agotadoras de la capa de ozono. • Decreto Nº 989, del Arancel de Aduanas, 2) Todos los que fabrican, importan, exportan y Gaceta Oficial Nº 5.039 Extraordinario, del 6 comercializan cualquier equipo o artefacto que de febrero de 1996. utilice o contenga las sustancias sujetas al Decreto.
  12. 12. CAPÍTULO II: 15 NORMATIVAS Y REGULACIONES PARA PROTEGER LA CAPA DE OZONO 3) Todos los que realizan instalaciones, reparaciones de ozono y que su uso debe ser eliminado progresi- y mantenimiento de los equipos y artefactos que vamente, según el calendario establecido en función contienen o utilizan las mismas sustancias. del daño causado y de los avances tecnológicos que 4) Todos los dueños de equipos y artefactos que permiten agilizar el cambio, empleando sustitutos contienen las sustancias, que deben velar por mas favorables al ambiente. su mantenimiento y operación correcta. No obstante, como existen una serie de equipos 5) Todos los que se benefician de la cadena de o aparatos de vieja tecnología que dependen todavía enfriamiento para conservar alimentos, medici- de las sustancias controladas, el Decreto prevé una nas, aclimatar espacios, vivienda, vehículos y serie de normas y procedimientos para permitir su otros, para lo cual se utilizan equipos o artefac- uso controlado, minimizando el daño ambiental y tos cuyos refrigerantes dañan la capa de ozono. monitoreando las empresas que por razones de traba- 6) Todos los ciudadanos y ciudadanas que resi- jo deben manejar estas sustancias. den en Venezuela sujetos a la Constitución y las leyes de la República y que son susceptibles a los daños como consecuencia de la destrucción ¿Cuáles son las sustancias sujetas al Decreto? de la capa de ozono y del calentamiento global. Las Sustancias agotadoras de la capa de ozono aparecen en las Listas A, B, C, D y E del articulo 3¿Cómo podemos cumplir con las Normas del Decreto 3228.del Decreto? El primer paso es conocer su contenido, teniendo ¿Qué prohíbe este Decreto?como escenario el daño ambiental que se quiere 1) Prohíbe la importación de 18 sustancias quedetener, la disponibilidad de sustitutos, avances tec- agotan la capa de ozono: CFC11, CFC12, Halónnológicos, el programa de entrenamiento de buenas prac- 1211, Halón 1301, Halón 2402, otros 10 CFCticas, el uso racional de las sustancias, y el convencimien- del grupo I de la Lista B, el Bromoclorometano,to que si todos nos esforzamos y nos comprometemos en el Bromuro de Metilo y las mezclas comercialesesta cruzada, la capa de ozono puede salvarse. con estas sustancias: R500, R501, R502 R503, R505, Oxyfume 12 y Bromuro de Metilo con¿Qué establece el Decreto? Cloropicrina, entre otras. El Decreto establece que hay una serie de sustan- 2) El Decreto también prohíbe la fabricación ecias que destruyen, en mayor o menor grado la capa importación de equipos, artefactos, aparatos o Sustancias que dañan la capa de ozono. Listas y Grupos Sustancias Características y aplicaciones CFC11, CFC12, CFC113, CFC114, CFC115, Son las más destructivas de ozono y también Halón 1211, Halón 1301 y Halón 2402 las que han sido más utilizadas. Los CFC se han Lista A, Grupos I y II utilizado principalmente como refrigerantes, en aerosoles, espumas sintéticas y solventes. Los Halones son agentes extintores de fuego. Hoy en día todos tienen sustitutos. 10 CFC, Tetracloruro de Carbono y Son 10 CFC menos utilizados; algunos se han 1,1,1 Tricloroetano empleado como refrigerantes o carecen de Lista B, Grupos I, II y III aplicaciones; las otras dos sustancias son utilizadas como materia prima para CFC y como solventes. 38 HCFC, 34 HBFC y Bromoclorometano Algunos son sustitutos temporales de los CFC y se les conoce como sustancias de transición por Lista C, Grupos I, II y III tener menores potenciales de agotamiento de ozono, pero la mayoría carece de aplicaciones al igual que el Bromoclorometano. Bromometano o Bromuro de Metilo Es un plaguicida muy tóxico y peligroso que tiene sustitutos para la mayoría de sus usos en el país. 7 mezclas con CFC , 29 mezclas con HCFC y Son mezclas identificadas como productos Lista D 2 con Bromuro de Metilo comerciales que se han utilizado mayormente en refrigeración, aunque las mezclas de HCFC tienen aplicaciones como sustancias de transición.Nota: Pueden aparecer nuevas mezclas patentadas que contengan solo SAO, SAO y no-SAO o solo con No-SAO, las que contengan SAO estánsujetas al Decreto.
  13. 13. MANUAL DE BUENAS 16 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Línea base para aplicar el Calendario de reducción. Calendario de reducción. Límite en Kg. 2005 2007 2010 Sustancia Producción Importación Consumo Lista A (Grupo I) y sus mezclas 50% 85% 100% Lista A, Grupo I: Lista B (Grupo II y III) 50% 85% 100% CFC11 1.114.772 0 320.000 2015 2035 2040 CFC12 3.672.122 0 2.667.253 0 20.000 20.000 Lista C Grupos I , II y CFC113 CFC114, R506 0 1.000 1.000 sus mezclas congelamiento 85% 100% CFC115, R502, R504 0 500 500 Lista A, Grupo II (todo) 0 0 0 chables; estos cilindros no pueden emplearse Lista B, Grupo I (todo) 0 0 0 para importar, vender ni trasvasar CFC, HCFC Lista B, Grupo II: ni sus mezclas. Tetracloruro de Carbono 0 5.228.149 5.228.149 1,1,1Tricloroetano 0 10.000 10.000 Lista C, Grupo III 0 0 0 ¿Qué otras disposiciones contiene el Decreto? Lista D y mezclas 0 0 0 Las empresas distribuidoras y vendedoras, así Lista E: R500, R501, R503 y R505 0 0 0 como las empresas del sector servicio que instalan, máquinas que empleen o contengan SAO; así reparan o hacen mantenimiento de sistemas y equipos como también las emisiones de SAO con moti- de refrigeración y aire acondicionado, que emplean vo de reparaciones, limpieza y mantenimiento las sustancias controladas, tienen que utilizar cilin- de equipos de refrigeración. dros recargables, deben disponer de equipos de Los equipos que utilizan sustancias agotadoras de recuperación y detección de fugas, para evitar lasla capa de ozono abarcan una amplia variedad, emisiones a la atmósfera y contar con un personalresumida en las siguientes categorías: entrenado en el manejo de estos equipos. • Equipos, aparatos o máquinas y bombas de Estas disposiciones deben cumplirse para la calor reversibles para acondicionamiento de inscripción obligatoria, a partir de los seis meses de la aire, bien sea para edificaciones o para vehículos. fecha de publicación de este Decreto, en el Registro de Actividades Susceptibles de Degradar el • Refrigeradores, congeladores, máquinas y Ambiente (RASDA), a cargo del Ministerio del aparatos para producir frío, bombas de calor, Ambiente y Los Recursos Naturales [MARN]. refrigeradores y congeladores combinados, Adicionalmente se mantiene el Registro de produc- enfriadores de agua y de botellas, mostradores tores, exportadores e importadores de SAO, comple- y vitrinas refrigeradas, grupos frigoríficos, mentando las condiciones para continuar en el mismo máquinas de hacer hielo, liofilizadores o y la obligación de solicitar el permiso semestral para criodesecadores, deshumectadores, aparatos producir, importar y exportar las sustancias, previo de licuar gases, entre otros. cumplimiento de las condiciones para dicha solicitud. • Vehículos terrestres o acuáticos de carga o de Las empresas que importen sustancias prohibidas pasajeros que tengan compartimientos con bajo otra denominación o mediante cualquier otro aire acondicionado o refrigerados. procedimiento fraudulento serán sancionadas por Todos estos equipos y aparatos se fabrican en la contrabando, de conformidad con la Ley Orgánica deactualidad con sustitutos; sin embargo hay aparatos, Aduanas. Igualmente estarán cometiendo un ilícitoequipos y máquinas fabricados años atrás, que fun- aduanero quienes no presenten el permiso delcionan con CFC. En el Decreto 3228 se prohíbe la Ministerio del Ambiente o incumplan con las normasimportación de estos artefactos usados que con- de envasado. Quienes adquieran mercancías ingre-tengan o estén diseñados para usar CFC. sadas mediante procedimientos ilícitos, también serán 3) Queda prohibido el envasado de SAO en cilin- sancionados tras el decomiso de la mercancía. dros a presión que por su diseño, válvulas y Las infracciones al Decreto o su incumplimiento características de fabricación, no pueden ser serán sancionadas de conformidad con lo establecido recargados, por lo tanto son envases dese- en las normas ambientales y de Aduanas. ¡Atención! Las sustancias que no dañan la capa de ozono como el HFC134a, HFC23, HFC125, entre otras y algu- nas mezclas como R507, R508, R407 y R410, no están sujetas al Decreto 3228, pero son sustancias que pro- ducen calentamiento global, por lo tanto son también sustancias peligrosas. Estas sustancias, como no están controladas, se pueden importar en envases desechables; sin embargo al ser envases desechables no pueden ser recargados; los técnicos que compren estos productos en envases no recargables no deben intentar recar- gar el envase ni reusarlo, sino que deben destruirlos por tratarse de envases de sustancias peligrosas.
  14. 14. CAPÍTULO III: 17 REFRIGERACION CAPÍTULO III REFRIGERACIÓN 1 Consideraciones generales Durante la edad media los pueblos aprendieron a enfriar las bebidas y alimentos, observando que durante el invierno los alimentos se conservaban La refrigeración es una técnica que se ha desarro- mejor.llado con el transcurso del tiempo y el avance de lacivilización; al igual que la mayoría de las ciencias y En 1626, Francis Bacon trató de preservar untécnicas, ha sido el resultado de las necesidades que pollo llenándolo con nieve.la misma sociedad va creando a medida que avanzan En 1683, Antón Van Leeuwenhoek inventó unlos inventos en diferentes campos. microscopio y descubrió que un cristal de agua claro La refrigeración contribuye a elevar el nivel de contenía millones de organismos vivos (microbios).vida de los pueblos de todos los países. Los avanceslogrados en refrigeración en los últimos años son el Refrigeración artificialresultado del trabajo conjunto de técnicos, artesanos, En 1834, Jacob Perkins solicitó una de lasingenieros, hombres de ciencia y otros que han primeras patentes para uso de una máquina prácticaunido sus habilidades y conocimientos. de fabricación de hielo. La base sobre la que se fabrican nuevas sustancias En 1880, Carl Linde inició el progreso rápido dey materiales la suministra la ciencia. Estos construcción de maquinaria de refrigeración en baseconocimientos son aplicados al campo de la refri- a la evaporación del amoniaco.geración por aquellos que diseñan, fabrican instalany mantienen equipos de refrigeración. También en 1880 Michael Faraday descubre las leyes de la inducción magnética que fueron la base Las aplicaciones de la refrigeración son muy en el desarrollo del motor eléctrico.numerosas, siendo unas de las más comunes la conser-vación de alimentos, acondicionamiento ambiental En 1930, químicos de Dupont desarrollaron los(tanto de temperatura como de humedad), enfriamien- refrigerantes halogenados.to de equipos y últimamente en los desarrollos tec- Desde entonces se creyó haber encontrado en losnológicos de avanzada en el área de los ordenadores. refrigerantes halogenados la panacea en la refri- geración; por su seguridad, no toxicidad, no inflama- bilidad, bajo costo y fácil manejo, entre otras ventajas. 2 Breve reseña histórica No fue sino hasta los años 80 cuando los científi- cos advirtieron sobre los efectos dañinos de algunos La historia de la refrigeración es tan antigua como la productos químicos sobre la capa de ozono en lacivilización misma. Se pueden distinguir dos períodos: Antártida, preocupación que condujo a la investi- 1. Refrigeración natural. Relacionada totalmente gación y selección de las sustancias potencialmente con el uso del hielo. activas que podrían estarlos generando. Desde 2. Refrigeración artificial. Mediante el uso de entonces, los refrigerantes halogenados principal- máquinas. mente (aunque no son los únicos), quedaron señala- dos como los causantes de tales efectos. Los períodos más sobresalientes de la evoluciónde la refrigeración son: Actualmente se investiga un sinnúmero de proce- sos de refrigeración tanto en el campo mecánico como en el eléctrico, magnético y otros, según las Refrigeración natural aplicaciones y exigencias de temperaturas a procesar. Hacia el año 1.000 AC, los chinos aprendieronque el uso del hielo mejoraba el sabor de las bebidas.Cortaron hielo en invierno y lo empacaban con paja 3 Refrigeración mecánicay aserrín y lo vendían durante el verano. Por la misma época, los egipcios utilizaron reci- Definimos la refrigeración mecánica como aque-pientes porosos colocándolos sobre los techos para lla que incluye componentes fabricados por el hom-enfriar el agua, valiéndose del proceso de enfria- bre y que forman parte de un sistema, o bien cerra-miento que generaba la brisa nocturna. do (cíclico), o abierto, los cuales operan en arreglo a ciertas leyes físicas que gobiernan el proceso de Durante el imperio Romano, estos hacían bajar refrigeración.nieve y hielo de las montañas por cientos de kilóme-tros, colocándolos en pozos revestidos de paja y Así, disponemos de sistemas cerrados de refri-ramas y los cubrían con madera. geración mediante el uso de refrigerantes halogenados
  15. 15. MANUAL DE BUENAS 18 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓNcomo los CFC, HCFC, HFC y otros (sistemas de posición, densidad y otras propiedades, si se trata deabsorción de amoníaco, de bromuro de litio, entre un fluido como el aire o el agua.los más usuales); máquinas de aire en sistemas abier- Por consiguiente, se ha hecho necesario definirtos o cerrados (muy ineficientes); equipos de en- una serie de fenómenos que involucran el proceso defriamiento de baja capacidad (hasta 1 ton de refrig.) enfriamiento y también crear herramientas queque usan el efecto Peltier o efecto termoeléctrico; faciliten tanto el uso de esas definiciones como laotros sistemas refrigerantes a base de propano o comprensión directa a partir de las características debutano y para refrigeración de muy baja temperatura cada fenómeno representado. Tal es el caso de losse utiliza CO2. diagramas, gráficos y ecuaciones, por citar algunos. La criogenia en sí constituye un área altamenteespecializada de la refrigeración para lograr tempe- 5 Definicionesraturas muy bajas hasta cerca del cero absoluto(-273ºC), cuando se trata de licuar gases como helio,hidrógeno, oxígeno, o en procesos de alta tecnología Debemos saber que la técnica de la refrigeracióny energía atómica. está íntimamente ligada con la termodinámica; es La refrigeración mecánica se usa actualmente en decir relacionada con la transferencia de calor. Conacondicionamiento de aire para el confort así como el fin de entender bien la acción de los refrigerantescongelación, almacenamiento, proceso, transporte y dentro de un sistema es necesario conocer las leyesexhibición de productos perecederos. Ampliando que gobiernan el proceso.estos conceptos, se puede decir que sin la refri- Temperatura: La temperatura de un cuerpo es sugeración sería imposible lograr el cumplimiento de la estado relativo de calor o frío. Cuando tocamos unmayoría de los proyectos que han hecho posible el cuerpo, nuestro sentido del tacto nos permite haceravance de la tecnología, desde la construcción de un una estimación aproximada de su temperatura, detúnel, el enfriamiento de máquinas, el desarrollo de modo análogo a como la sensación de esfuerzo mus-los plásticos, tratamiento de metales, pistas de pati- cular nos permite apreciar aproximadamente el valornaje, congelamiento de pescados en altamar, hasta la de una fuerza. Para la medida de la temperaturainvestigación nuclear y de partículas, aplicaciones en debemos hacer uso de una propiedad física medibleel campo de la salud y otros. que varíe con aquella, lo mismo que para la medida Clasificación según la aplicación: de una fuerza empleamos alguna propiedad de un cuerpo que varía con la fuerza, tal como un resorte 1. Refrigeración doméstica. en espiral. El instrumento utilizado para la medición 2. Refrigeración comercial. de temperatura se denomina termómetro, en el cual 3. Refrigeración industrial. se emplean diversas propiedades de materiales que 4. Refrigeración marina y de transporte. varían con la temperatura, tales como: la longitud de una barra, el volumen de un líquido, la resistencia 5. Acondicionamiento de aire de “confort”. eléctrica de un alambre o el color del filamento de 6. Aire acondicionado automotriz una lámpara, entre otros. 7. Acondicionamiento de aire industrial. Escalas termométricas: Se ha definido dos 8. Criogenia. escalas de temperatura, una en el Sistema Internacional [SI], cuya unidad es el grado centígra- 4 Objetivo de do [ºC] y la otra en el sistema inglés, en el cual la unidad es el grado Fahrenheit [ºF]. la refrigeración mecánica Ambas se basan en la selección de dos tempera- turas de referencia, llamados puntos fijos: el punto El objetivo de la refrigeración mecánica es enfriar de fusión del hielo [mezcla de agua saturada de aireun objeto o ambiente por medio de los dispositivos y hielo] y el punto de ebullición del agua, ambos adesarrollados por el ser humano para este fin. la presión de una atmósfera. Para lograr este propósito partimos de En la escala del SI [centígrada] el punto deconocimientos de la física de los materiales y en par- fusión del hielo corresponde al cero de la escala yticular, los gases, según los cuales, el calor, como el punto de ebullición del agua a la división 100.forma de energía, siempre tiende a fluir hacia un con- En la escala del sistema inglés [Fahrenheit], estostorno más frío. Este proceso físico se efectúa a mayor puntos característicos corresponden a las divisioneso menor velocidad según las características de 32 y 212 respectivamente.resistencia que oponga el material por el cual el calorcircula, si es un sólido; o según la velocidad, forma,
  16. 16. CAPÍTULO III: REFRIGERACION 19 En la escala centígrada cada división es 1/100 Como la temperatura de fusión del hielo en la escalaparte del rango definido y se le denomina grado cen- Fahrenheit está 32F por encima del cero de estatígrado. En la escala Fahrenheit se obtiene dividien- escala, debemos sumarle esto al resultado anteriordo la longitud de la columna entre los puntos fijos en para encontrar su equivalencia: 27 + 32 = 59F.180 divisiones. Ambas escalas pueden prolongarse Expresado esto como una fórmula:por fuera de los puntos de referencia. No existe unlímite conocido para la máxima temperatura alcan-zable, pero si lo hay para la temperatura mínima. tF = 9/5 tC + 32Este valor se denomina cero absoluto y correspondea - 273,2ºC. y su inversa: Escala absoluta Temperatura de fusión Temperatura de del hielo ebullición del agua tC = 5/9 (tF - 32) Kelvin 273K 373K Rankine 492R 672R Fórmulas éstas muy fáciles de memorizar y de gran utilidad cuando no se dispone de una tabla de Existe una tercera escala cuyo punto cero coin- conversión y se necesita hacer la conversión en elcide con el cero absoluto y tiene sus equivalencias en campo.la escala centígrada y Fahrenheit. Estas escalas se Energía: Un cuerpo posee energía cuando esdenominan absolutas. La escala centígrada absoluta capaz de hacer trabajo mecánico mientras realiza unse denomina también Kelvin y la escala Fahrenheit cambio de estado. La unidad de energía térmica es elabsoluta se denomina Rankine. Las temperaturas de joule [J], la kilocaloría [kcal], y British Thermal Unitla escala Kelvin exceden en 273º las correspon- [Btu]; para la energía eléctrica es el kilovatio horadientes de la escala centígrada y la escala Rankine [Kwh].en 460º a las de la escala Fahrenheit. Por lo tanto • Energía cinética: es la energía que posee unlos puntos de fusión del hielo y de evaporación en las cuerpo debido a su movimiento.escalas equivalentes absolutas serán: • Energía potencial: es la energía debida a su Expresado en fórmulas: posición o configuración. • Energía interna: podemos elevar la temperatu- TK [Kelvin] = 273 + tC ra de un cuerpo, bien poniéndolo en contacto TR [Rankine] = 460 + tF con otro segundo cuerpo de temperatura más elevada, o realizando trabajo mecánico sobre él; por ejemplo, el aire comprimido por una En virtud de que las escalas, centígrada y bomba de bicicleta se calienta cuando empu-Fahrenheit se dividen en 100 y 180 divisiones respec- jamos el pistón hacia abajo, aunque tambiéntivamente, el intervalo de temperatura correspon- podría calentarse colocándolo en un horno. Sidiente a un grado centígrado es 180/100 o sea 9/5 analizáramos una muestra de este airedel intervalo de temperatura correspondiente a un caliente, sería imposible deducir si fue calen-grado Fahrenheit. tado por compresión o por flujo calorífico El punto cero de la escala Fahrenheit está eviden- procedente de un cuerpo más caliente. Estotemente 32F por debajo del punto de fusión del promueve la cuestión de si está justificadohielo. Se consideran negativas las temperaturas por hablar del calor de un cuerpo, puesto que eldebajo del cero de cada escala. estado presente del cuerpo puede haberse Para convertir una temperatura expresada en una alcanzado suministrándole calor o haciendoescala en su valor correspondiente en la otra escala, trabajo sobre él. El término adecuado pararecurrimos al siguiente razonamiento, a partir de un definir este estado es el de energía interna. Laejemplo: una temperatura de 15ºC es un valor situa- energía interna de un gas a baja presión puededo 15 unidades en esa escala por encima del punto identificarse con la suma de las energíasde fusión del hielo. Puesto que ya vimos que una cinéticas de sus moléculas. Tenemos eviden-división en la escala centígrada equivale a 9/5 de cias exactas de que las energías de lasdivisión en la escala Fahrenheit, un intervalo de 15ºC moléculas y sus velocidades, sea el cuerpocorresponde a un intervalo de 15 x 9/5 = 27F y por sólido, líquido o gaseoso, aumentan al aumen-consiguiente esta temperatura se encuentra un inter- tar la temperatura.valo de 27F por encima del punto de fusión del hielo.
  17. 17. MANUAL DE BUENAS 20 PRÁCTICAS EN REFRIGERACIÓN Equivalente mecánico del calor: La energía en mayor parte de los fines la diferencia es lo bastanteforma mecánica se mide en ergios, julios, kilo- pequeña para que pueda considerarse despreciable.grámetros, o libras-pie; la energía en forma térmica Es esencial aclarar la diferencia entre cantidad dese mide en caloría, kilocaloría o Btu. calor y temperatura. Estas expresiones suelen con- Se define la kilocaloría como 1/860 Kw-h, luego, fundirse en la vida ordinaria. Para ello, un ejemplo:por definición: Supuestos dos recipientes idénticos, montados 1 cal = 4,18605 julios sobre mecheros de gas idénticos, uno de ellos con 1 kilocaloría = 4186,05 julio = 427,1 kgm una pequeña y el otro con una gran cantidad de agua, ambos a la misma temperatura inicial, digamos 1 Btu = 778.26 libras-pie 20ºC; si los calentamos durante el mismo tiempo Trabajo: se lo representa por la letra [W], es el comprobaremos mediante termómetros, que la tem-resultado de aplicar una fuerza sobre un objeto y peratura de la pequeña cantidad de agua se habrá ele-obtener movimiento en el sentido de la fuerza aplicada. vado más que la de la gran cantidad. En este ejemplo Calor: se lo representa generalmente por la letra se ha suministrado la misma cantidad de calor a cada[Q]. Es una forma en que se manifiesta la energía. El recipiente de agua obteniéndose un incremento decalor, como la energía mecánica, es una cosa intan- temperatura distinto. Continuando el experimento, sigible, y una unidad de calor no es algo que pueda nos proponemos alcanzar una misma temperaturaconservarse en un laboratorio de medidas. La canti- final, digamos 90ºC, es evidente que la alcanzaremosdad de calor que interviene en un proceso se mide más rápidamente en el recipiente con menor cantidadpor algún cambio que acompaña a este proceso, y de agua, o lo que es igual, habremos necesitadouna unidad de calor se define como el calor nece- menor cantidad de calor en este caso; o sea para unsario para producir alguna transformación tipo con- mismo rango de temperatura, las cantidades de calorvenida. Citaremos tres de estas unidades: la caloría- necesarias han sido significativamente distintas.kilogramo, la caloría-gramo y la unidad térmica En términos termodinámicos se interpreta que elbritánica [Btu]. calor es la forma de energía que pasa de un cuerpo a • Una caloría-kilogramo o kilocaloría es la can- otro en virtud de una diferencia de temperatura entre tidad de calor que ha de suministrarse a un ellos. kilogramo de agua para elevar su temperatura en un grado centígrado Termodinámica • Una caloría-gramo es la cantidad de calor que La termodinámica estudia cuestiones eminente- ha de suministrarse a un gramo de agua para mente prácticas. Considera un sistema perfectamente elevar su temperatura en un grado centígrado. definido (el gas contenido en un cilindro, una canti- • Un Btu es la cantidad de calor que ha de sum- dad de determinada sustancia, por ejemplo vapor de inistrarse a una libra de agua para elevar su un gas refrigerante que se expande al pasar por un temperatura en un grado Fahrenheit. orificio, etc.), el cual es obligado a actuar directa- Evidentemente, 1 caloría-kilogramo = 1000 mente sobre el medio exterior y realizar, mediante lacalorías-gramo generación de fuerzas que producen movimientos, Puesto que 1 libra = 0,454 kilogramos y 1F = una acción útil. No toma en consideración los pro-5/9ºC, la Btu puede definirse como la cantidad de cesos internos de la materia que no afectan al mediocalor que ha de suministrarse a 0,454 kg de agua circundante y que no tienen utilidad práctica o serpara elevar su temperatura en 5/9ºC, y equivale a: medidos, por ejemplo la acción intermolecular o 1 Btu = 0,454 kilogramos X 5/9ºC = 0,252 kcal. entre los electrones interactuando entre sí que solo originan trabajo interno. Por consiguiente, Primer principio de la termodinámica 1 Btu = 0,252 kcal = 252 cal Trabajo y calor en ciclo cerrado: si consideramos dos estados posibles [U1] y [U2] de energía interna de Relación cuyo valor es muy útil recordar para cál- una sustancia (un gas refrigerante), definidos por: unaculos en el campo. presión, una temperatura y un volumen, p1, t1, v1 y Las unidades de calor definidas varían levemente p2, t2, v2; confinada en un sistema cerrado, com-con la temperatura inicial del agua. Se conviene ge- puesto de dos serpentines [A] y [B], separados por unneralmente utilizar el intervalo de temperatura entre compresor y un orificio de restricción del flujo,14,5ºC y 15,5ºC en el sistema internacional SI y entre conectados a ambos de manera que la sustancia pase63F y 64F en el sistema inglés de medidas. Para la del serpentín [A] al [B] por el compresor y del [B] al
  18. 18. CAPÍTULO III: REFRIGERACION 21[A] por el orificio, cerrando un circuito; para que Esto significa que el serpentín que se emplea parahaya un cambio desde uno de estos estados, [U1] al enfriar el gas (el condensador) debe manejar (entre-otro, [U2] hay que realizar un trabajo [W] sobre él, gar al medio externo de intercambio (aire o agua) lapara lo cual empleamos el compresor, enviando la suma del trabajo realizado por el compresor, ademássustancia hacia el serpentín [B], donde adopta la del calor extraído de la máquina frigorífica.condición de estado definida por p2, t2, v2. Poste- La búsqueda de la eficiencia es una meta princi-riormente se lo devuelve al estado inicial [U1], per- pal en refrigeración y para medirla definimos lamitiéndole perder presión hasta el valor inicial relación entre trabajo consumido [W] y calor extraí-haciéndole pasar por el orificio desde el serpentín [B] do [Q1], como:al serpentín [A], donde alcanza el estado definido Q1/Wpor p1, t1, v1. La expansión del gas produce un efec-to refrigerante que necesita absorber calor [Q]. Y como W = Q2 - Q1, la expresión para la efi- ciencia térmica queda: En el proceso descrito vemos que hemos pasadode una condición de estado a otra mediante el aportede trabajo mecánico [W] y hemos vuelto a la condi- Q1ción de estado primitiva, no por vía de trabajo Eficiencia = Q2 - Q1mecánico, sino por absorción de calor [Q]. Se puede hacer la siguiente afirmación, expresa-da en forma matemática: El coeficiente de desempeño se usa para definir la eficiencia de un compresor. Se lo expresa como la U2 - U1 = Q - W relación entre la cantidad de calor que el compresor Despejando [Q]: puede absorber, bajo condiciones de funcionamiento Q = U2 - U1 + W normalizadas, y la potencia eléctrica suministrada a Conocida como la expresión del primer principio este para tal fin. Las unidades empleadas son:de la termodinámica: "La variación de la energía [Btu/Wh] o Kcah/kwh].interna de una sustancia no depende de la manera A mayor capacidad de un compresor, aumentaen que se efectúe el cambio [la trayectoria del tra- este valor por cuanto los componentes intrínsecosbajo] por el cual se haya logrado esa variación". que consumen energía, tales como fricción, pérdidas Es el principio fundamental en que se basa la de carga, etc. son proporcionalmente menores, así,refrigeración y en la práctica significa que es imposi- en pequeños compresores empleados en refri-ble crear o destruir energía, también enunciado geración doméstica este valor es del orden de 4 ~ 5como: "nada se pierde, nada se gana, todo se Btu/Wh, en tanto que en compresores de ma-transforma". yores capacidades, estos valores son típicamente de 10 ~12 Btu/Wh. Segundo principio de la termodinámica Calor específico: es numéricamente igual a la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad El segundo principio de la termodinámica de masa de una sustancia para incrementar su tem-establece que "es imposible construir un motor o peratura en un grado. Las sustancias difieren entre símáquina térmica tal que, funcionando periódica- en la cantidad de calor necesaria para producir unamente, no produzca otro efecto que el de tomar elevación determinada de temperatura sobre unacalor de un foco calorífico y convertir íntegramente masa dada. Si suministramos a un cuerpo una canti-este calor en trabajo". dad de calor, que llamaremos Q, que le produce una Aplicado a máquinas frigoríficas, las cuales elevación t de su temperatura, llamamos capaci-pueden ser consideradas como motores térmicos fun- dad calorífica de ese cuerpo a la relación Q/ t y secionando en sentido inverso, podemos establecer un expresa ordinariamente en calorías por grado centí-enunciado aplicable a estas: "es imposible construir grado [cal/ºC] o en British Thermal Units por gradouna máquina frigorífica que, funcionando periódica- Fahrenheit [Btu/F]. Para obtener una cifra quemente (según un ciclo), no produzca otro efecto caracterice a la sustancia de que está hecho un cuer-que transmitir calor de un cuerpo frío a otro caliente." po, se define la capacidad calorífica específica, o abre- Una máquina frigorífica toma calor [Q1] a baja viadamente calor específico, a la capacidad calorífi-temperatura, el compresor suministra trabajo mecáni- ca por unidad de masa de esa sustancia y lo deno-co [W] y la suma de ambos se expulsa al exterior en minamos c =capacidad calorífica/masa = Q/ t/m =forma de calor [Q2] a temperatura más alta. Q/ t.m Del primer principio, esto se expresa: El calor específico de una sustancia puede con- Q2 = Q1 + W siderarse constante a temperaturas ordinarias y en

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