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PRODUCCION DE FRIOPRODUCCION DE FRIO

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Georg Wilhelm Richmann (1711 - 1753)

En 1748 el ruso G. Richmann(Георг Вильгельм Рихман)presentó, en la Academia Imperialde Ciencias de San Petersburgo,donde estaba a cargo delobservatorio astronómico, untrabajo sobre experimentos conf í tifi i l C l b d d

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frío artificial. Colaborador deMikhail Lomonosov , fue unpionero en el estudio de laelectricidad y calorimetría, murióelectrocutado por un rayo.

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William Cullen (1710-1790) Tiberius Cavallo (1749-1809)

William Cullen fué un químico de laUniversidad de Glasgow, profesor deBlack, que entre otros trabajosestudió los procesos de evaporación.En 1748 evaporó eter etílico en vacioy en 1755 enfrió agua realizandovacio sobre ella. Fué el primer intentode un sistema de refrigeración “Of theCold produced by Evaporating Fluids,and of some other Means ofproducing Cold” (enfriamiento de

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producing Cold” (enfriamiento deaire por evaporación de liquidos envacio). Cullen no consiguió aplicar sudescubrimiento a propósitospracticos. En 1777, Gérald Naimeañadió acido sufúrico para acelerar elproceso.En 1781 Tiberius Cavallo en su“Philosophical Transactions of theRoyal Society” describió suexperimentación en producción defrío mediante la evaporación de eter.

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La revolución del hielo. Frederic Tudor (1783-1864)

En 1805 Frederic Tudorfundó la Tudor IceCompany, y se hizóacreedor del sobrenombrede “rey del hielo”transportando este producto

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al Caribe, Europa e inclusohasta la India.

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PRECURSORESOliver Evans. (1755-1819)

Oliver Evans fué quizá el primero enproponer el uso de ciclos cerrados enrefrigeración en un tratado aparecidoen Filadelfia (The Young SteamEngineer’s Guide) en 1805, en la quedescribe un ciclo de refrigeración porcompresión y evaporación de éteretílico. Se le ha denominado elinventor de la máquina de producciónd f í ó

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de frío aunque nunca construyóninguna.Este principio fue utilizado conposterioridad por Perkins y Harrison.Además fue impulsor de lacombinación de calor y potencia,inicio de la cogeneración, la cual fuepatentada en 1784 por Sutton ThomasWood.

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LA MAQUINA STIRLINGREV. ROBERT STIRLING (1790-1878)

Con su hermano, James,desarrolló lo que sería el motorStirling.La máquina GENERADORA“Stirling” fue ideada por RobertStirling en 1816. Desde suinvención fueron desarrolladosdiferentes tipos con el objetivo deaumentar su potencia y eficiencia.

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No obstante, su producción fuelimitada frente a la de Ottoinventada en 1877 y la de Dieselde 1893.Este tipo de máquinas no seusaron en el campo del frío hasta1834 en el que John Hershel lasutilizó en ciclo cerrado para lafabricación de hielo.

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LA REFRIGERACION TERMOELECTRICA 1821Thomas Jordan Seebeck; Jean Charles Athanase Peltier

La historia de la termoelectricidad, entendiendo como tal latransformación directa de energía térmica en eléctrica o la recíprocade eléctrica a calor, tiene su origen en 1821 con la observación, porparte de Thomas Jordan Seebeck (1770 - 1831) , del desvío de unaaguja imanada en la proximidad de un circuito, integrado por dosconductores diferentes, el cual era calentado parcialmente. In 1821,Seebeck demonstró la existencia de una diferencia de potencial enlas uniones de dos metales cuando se mantenian a diferentetemperatura. El hecho que un año antes, Hans Christian Oerstedhubiese mostrado la incidencia sobre una aguja imanada de unacorriente eléctrica, condujo a Seebeck a considerar la magnetizacióncomo un efecto del gradiente térmico (pensaba que el magnetismoterrestre se debía a la diferencia de temperaturas entre el Ecuador ylos polos), en lugar de optar por la explicación de una generación decorriente eléctrica debida al campo de temperaturas. Elempecinamiento de Seebeck en su teoría inicial impidió la entradade la termoelectricidad en el campo de la generación eléctricaindustrial, congelando su desarrollo.El siguiente avance cualitativo se produce en 1834 debido a los

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El siguiente avance cualitativo se produce en 1834, debido a lostrabajos de Jean Charles Athanase Peltier (1785 - 1845), el cualpuso de manifiesto el efecto térmico asociado al paso de unacorriente eléctrica a través de la unión de dos conductoresdiferentes. Como en el caso de Seebeck, la explicación dada porPeltier a los resultados de su experimentación no fue la correcta, yaque pensó haber encontrado un fallo a la ley de Ohm en el dominiode las bajas intensidades. No es hasta 1838 que Emil Lenz mostró suverdadero potencial, logrando la congelación de una gota de agua, ysu fusión por mera inversión del sentido de circulación eléctrica.El último de los fenómenos termoeléctricos tiene su descubridor enWilliam Thomson (Lord Kelvin) en 1851. En contraposición a losanteriores que requieren la presencia de dos materiales, Thomsonmostró la existencia de un gradiente térmico asociado al paso de unacorriente eléctrica en un único material, el fenómeno trae comoconsecuencia un calentamiento (ó enfriamiento) de naturalezadiferente a la que se genera por efecto Joule. La incidencia deThomson en el campo termoeléctrico no se reduce a la detección deltercer fenómeno, sino que se amplia con la obtención de lasrelaciones que ligan todos ellos.

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JHON LESLIE. (1766 -1832)MICHAEL FARADAY (1791-1867)

JHON LESLIE; Matemático y físico,profesor en la Universidad deEdimburgo, sus trabajos versaronsobre análisis matemático ygeometría. En el campo de la física,ideó un termómetro diferencial, unfotómetro y un higrómetro ydesarrolló un método para obtenerhielo artificial. En 1804 publicó “AnExperimental Inquiry into the Natureand Propagation of Heat” y en 1823

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and Propagation of Heat”, y en 1823construyó un aparato capaz deproducir la congelación de agua porevaporación de un liquido.MICHAEL FARADAY; Científico einventor, descubrió quecomprimiendo y licuando amoníacopodía enfriar aire cuando el amoníacolíquido se evaporaba. Trabajosimultáneamente en diversos campos,como licuefacción de gases comunes,estudio del electromagnetismo, teoríade la propagación de la luz,electroquímica...

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Richard Trevithick. (1771 - 1833)

Richard Trevithick; en1828 publica un ensayosobre The Production ofArtificial Cold. Inventor eingeniero de minas, pionerodel ferrocarril, ideó y

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construyó una locomotora avapor de alta presión, quefue instalada en País deGales (1803).

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Jacob Perkins (1766 - 1849)

A partir de los trabajos de Evans yTrevithick, fabricó un compresor y obtuvola primera patente de una máquina decompresión simple, patente británica nº6662 en 1834, descrita como“Improvement in the Apparatus andMeans of Producing Ice and in CoolingLiquids” con vistas a la fabricación dehielo. En la descripción para la obtenciónde la patente, Perkins hablaba de sumáquina como “un aparato o mediosmediante los cuales estoy capacitado para

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mediante los cuales estoy capacitado parausar fluidos volátiles con el objeto deproducir el enfriamiento o la congelaciónde líquidos y, al mismo tiempo, condensarconstantemente dicho fluido volátil parausarlo una y otra vez, sin desperdicio”.Los fluidos refrigerantes utilizados eranéter sulfúrico y metílico."Ya saben fabricar hielo", dicen quecomentó el Papa Gregorio XVI alenterarse del invento de Perkins, "eso esmeterse en el terreno de Dios. Ahora van allevar su irreverencia blasfema hasta elextremo de fabricar sangre".

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MAQUINA DE AIREDR. John Gorrie (1803 - 1855).

DR. JOHN GORRIE; diseño la primera máquinade aire con destino al acondicionamiento de aireen un hospital de Florida. En 1844 diseñó unamáquina de ciclo abierto, que funcionaba conaire comprimido, para la producción de hielo yel enfriamiento del aire para el uso del hospital.En abril de 1848 su máquina fue construida enCincinnati por la Cincinnati Iron Works y enoctubre de ese mismo año pudo realizardemostraciones de su funcionamiento. Supublicación en “Scientific American” es de1849, en 1850 recibió la patente inglesa 13 124,y en 1851 la U. S. Patent 8080 “Improved

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process for the artificial production of ice”Las máquinas de aire siguieron su desarrollo enbase a los trabajos de Alexander Carnegie Kirk(1830 -1892) con sus máquinas de ciclo cerrado,el cual presentó un trabajo en el “Institute ofCivil Engineers” bajo el título “The MechanicalProduction of Cold” en 1874. En 1877 LeicesterAllen (1832-1912) construyó otra máquina enciclo cerrado de alta presión (15 bar) y consiguiólas patentes U.S. Nº 193 631, 237 359 y 237360. Otras realizaciones se deben a FranzWindhausen (1829-1904) y Paul Giffard (1837-1897) Patente inglesa Nº. 627 cuya exhibicióntuvo lugar en la exposición de Paris de 1877,Patente española nº 257 (1879).

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Alexander C. Twinning 1856

ALEXANDER C. TWINNING(1801 – 1884). La primerautilización del CO2 como fluidofrigorígeno fue descrita por él enel año 1850. En base a las ideasde Perkins comenzó a proyectar yconstruir plantas de fabricación dehielo, usando éter etílico comorefrigerante y llegando en 1853 abt 725 K di i d hi l

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obtener 725 Kg diarios de hielo,también utilizó éter sulfúricohacia 1856. Entre 1853 y 1874obtuvo las patentes 10 221“Manufacturing Ice“, 34 018“Improvement in apparatus forcooling and freezing”, 31 993, 35051, 121 975, 146 620 y 146 621.Fué competidor tanto de J.Harrison como de F. Carré.

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James Harrison 1857

JAMES HARRISON (1816 - 1893). Enbase a los trabajos de Perkins construyóuna máquina de compresión que trabajabacon éter como refrigerante. En 1857 lapatentó, esta máquina fabricaba trestoneladas diarias de hielo. En 1859 fundóuna compañía para fabricar su máquina enSidney, y dos años después comenzó unaproducción limitada en Inglaterra. Pareceque la primera máquina que construyóHarrison en Australia fue instalada en lacervecería de Glasgow & Thunder en

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cervecería de Glasgow & Thunder, enBerdigo, Victoria, en 1860.En 1873 fue galardonado con la medallade oro en la Exhibición de Melbourne. Esemismo año envió un cargamentorefrigerado de carne a Inglaterra,desafortunadamente el sistema derefrigeración se averió arruinándolo. Sutrabajo tendría éxito colaborando conThomas Mort y Eugène Nicollepropietarios de la “Fresh Food and IceCompany” en Sydney.

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La máquina de absorciónFerdinad y Edmond Carré

A partir de los experimentos de Edward Nairne,John Leslie y John Vallance (éste último conpatentes inglesas Nº. 4884 and 5001, con acidosulfúrico) se sentaron las bases de las máquinasde absorción pero fue Edmond Carré (1833 -1894) el primero en comercializarlas con lamezcla ácido sulfúrico-agua, el dispositivo teníacomo finalidad el enfriamiento de líquidos. Porsu parte su hermano Ferdinad (1824 - 1900)sustituyó el acido sufúrico por amoníaco.La presentación de esta máquina en laexposición universal de Londres, provocó unagran conmoción, no sólo por el hecho de la

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"fabricación industrial del frío", sino tambiénpor la paradoja de utilizar calor en dichaproducción. El apellido CARRE había entradoen la historia de la producción de frío como unode sus pilares básicos, tanto por su aportación deun método de producción, como por ser losprimeros en utilizar amoníaco como fluidorefrigerante.La obtención, en 1860, de la patente USA 30201 “Improvement in apparatus for freezingliquids” por parte de Ferdinand Carré (máquinade absorción de ciclo cerrado), inició eldespegue de la producción del frío artificial.

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CHARLES ALBERT ABEL TELLIER (1828-1913)

Su máquina de compresióncon refrigerante étermetílico obtuvo en 1864 lapatente inglesa Nº 387.En 1876 transportó, a bordode su barco "Le

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Frigorifique", una carga decarne desde Buenos Aires aRouen.

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FRANZ WINDHAUSEN (1829-1904)1868

Este alemán, ya mencionado conanterioridad, diseño una máquinade aire en ciclo cerrado en 1868, acual podía ser movida por vapor,agua o viento y producía de 100 a1000 libras de hielo por hora.Windhausen construyó mas decien unidades en Europa y estadosU id

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Unidos.En 1886 diseño una fábrica dehielo, servida por una instalaciónde compresión con dióxido decarbono como fluido refrigerante,patente inglesa 2864, la cual fueadquirida por J & E Hall deInglaterra.

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THADDEUS SOBIESKI COULINCOURT LOWE (1832-1913)

Este aeronauta e inventor tambiénutilizó el dióxido de carbono,patentando una máquina decompresión (patente inglesa 952 delaño 1867, y patentes USA 63 404(1867) “Improvement in apparatus forthe manufacturing of ice”, 63 405(1867) “ Improved apparatus forcondensing carbonic acid, and ford i ff d l i h

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drawing off and applying the samefor cooling and freezing” y 68 413(1867) “Improved mode ofmanufacturing ice”). Construyó unamáquina para fabricación de hielo en1869 en Jackson (Missisipi) y otrapara el transporte de carne en el barco“William Tabor”. También construyócalderas y equipos de paragasificación de coke.

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David Boyle (1837-1891) (1872)

En 1872 diseña la primeramáquina de compresión conamoníaco como fluidorefrigerante, la cual fue fabricadohasta 1905. Su compresor deamoníaco obtuvo la patente U.S.Nº 128 448 “Improvement in ice

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machines”. Con la ayuda de R.T.Crane fabricó tres compresores deamoníaco uno para el King Ranchen Texas, otro para Austin y eltercero para el PhiladelphiaCentennial Exposition de 1876.Fundó su propia compañia la“Boyle Ice Machine Co.”.

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Raoult Pictet (1842-1904)

En 1874 el profesor suizoRaoul Pictet diseñó unamáquina de compresión queutilizaba dióxido de azufrecomo fluido refrigerante,para evitar el peligro

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derivado de este fluido seutilizaba refrigeraciónindirecta, enfriandoglicerina, la cual erabombeada a su punto deaplicación, una pista depatinaje.

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Thomas Sutcliffe Mort (1816-1878)Eugene Dominique Nicolle (1824-1909)

Nicolle, ingeniero francés,en cooperación con elindustrial Mort inventaron ypatentaron gran cantidad deequipamiento, 12 patentesen diez años desde 1875,

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con destino al transporte decarne congelada desdeAustralia hacia Inglaterra,en 1879 transportaron en el“Stratheleven” 40 toneladasde carne.

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Karl Paul Gottfried von Linde (1842- 1934)

Profesor de teoría de máquinas en la“Technische Hochschule” de Munich,fundó en Wiesbaden en 1879 unasociedad para explotar su patente demáquina para fabricación de hielo.Desde 1890 vivió en Munich dondeinstaló un laboratorio de ensayo demáquinas frigoríficas. Escribió laobra “Sauerstoffgewinnug mittelsfraktionierter Verdampfung flüssigerLuft“ en 1902

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Luft“ en 1902.Von Linde es uno de los grandesprecursores de la utilización industrialdel frío, utilizando tanto dióxido decarbono como amoníaco. En 1876obtuvo la patente británica nº 1468,en 1877 una patente del GermanImperial y otra americana en 1880.Linde también construyó el primerequipo de climatización domésticapara un rajá indio.

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JOEL TIFFANY (1811-1893)

JOEL TIFFANY con su“Summer and Winter Car”US patente Nº 193 357“Improvement inRefrigerator Cars” fue elprimer dispositivo

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refrigerado por hielo en elmercado. Si bien el mismoaño Gustavus Franklin Swift(1839-1903) y el ingenieroAndrew Chase desarrollaronun diseño similar.

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WALTHER HERMANN NERNST (1864-1941) ALBERT VON ETTINGHAUSEN (1850-1932)

El efecto Ettinghausen.Nernst y Ettinghausendescubrieron que cuandosobre un conductor osemiconductor se ejercía uncampo magnético y

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normalmente a éste uncampo eléctrico, se producíaun gradiente térmico en latercera coordenada espacial.Este efecto no ha tenido,hasta el momento,relevancia industrial.

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LA MAQUINA “AUDRIFFEN” 1894

Patentada por el monjeMARCEL AUDIFFREN en1894. Su uso inicial era elenfriamiento de liquido, ypodía ser movido a mano opor motor. Hacia el final de

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los años 1920 GeneralElectric modificó el diseñooriginal para obtener laprimera nevera herméticacomercial con utilización dedióxido de azufre.

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LA MÁQUINA DE EYECCIONCHARLES PARSONS; MAURICE LEBLANC

La primera realización parece se debe alexperimento de Leslie, el cual logró congelaragua líquida por evaporación parcial,sometiéndola a un vacío. Sin embargo, no eshasta los trabajo de CHARLES PARSONS(1854-1931) en 1901 y de MAURICELEBLANC (1857 - 1923) en 1909, en el que seutiliza como “absorbedor” un chorro de vapormotriz, mediante el cual, y por efecto Venturi, seeliminan los vapores producidos en la zona debaja temperatura.En el posterior desarrollo de las máquinas deeyección es conveniente resaltar dos

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realizaciones; La máquina de Westinghouse-Leblanc (con utilización de salmuera), en la queel efecto Venturi provoca un alto vacío enevaporador. la salmuera enfriada se envía a lazona de utilización, donde sufre uncalentamiento, retornando posteriormente alevaporador en el que hace su entrada en formade una fina lluvia, destinada a aumentar lasuperficie de contacto, y la máquina de Josse-Gensecke, cuya particularidad radica en laintroducción de una cantidad regulable de aire,con lo que se limita el vacío.

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REFRIGERADOR DOMESTICO

El primer antecedente de este tipo dedispositivo es la patente obtenida en 1803por Thomas Moore, el cual no era sino unacaja dentro de otra para almacenaralimentos con ayuda de hielo, al cualdenomino “refrigerador”.Intentos posteriores se deben a ThomasElkins (1879 U.S. patente 221 222), JohnStandard (1891 U.S. patente 455 891) yJ.M. Larsen (1913) que construyo unrefrigerador movido manualmente.El i f i d d é i

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El primer refrigerador doméstico,destinado a la fabricación en serie, pareceser que fue el “Domelre (DOMesticELectric Refrigerator)” de Fred W. Wolfpresentado en Chicago, en 1913 ($900).En 1918 Kelvinator produce su primerrefrigerador doméstico, inventado porNathaniel B. Wales, para el mercadoamericano, vendiendo 67 unidades eseaño. En el año 1919 apareció en elmercado la marca "Frigidaire" y elrefrigerador GE Monitor Top lo hace en1927.

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CICLO “VUILLEUMIER” 1918

El dispositivo Vuilleumier fuepatentado en 1918 porRUDOLPH VUILLEUMIER, sufuncionamiento es similar al de lamáquina Stirling, excepto queutiliza “un compresor térmico” enlugar de uno de tipo mecánico, esdeir, el Vuilleumier es al Stirlinglo que la absorción es a la

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máquina de compresión. Mejorasposteriores se deben tanto aVannevar Bush (1938) como aK.W. Taconis (1951).Esta máquina se estadesarrollando en Japón por Sanyojunto a la Japan Gas Associationcon destino a su aplicación comobomba de calor en sistemas declimatización.

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LAS MÁQUINAS DE ABSORCIÓNBALTZAR VON PLATEN; CARL MUNTERS

VON PLATEN (1898-1984)junto a CARL MUNTERS (1897–1989), fueron los inventores de lamáquina de absorción a “gas”(Dometic) en 1922 en el RoyalInstitute of Technology deEstocolmo. Se trata de unamáquina monopresión conamoníaco como refrigerante, agua

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como absorbente e hidrógenocomo fluido “inerte”.La producción de esta máquina seprodujo en 1923 por parte de ABArtic, la cual fue adquirida porElectrolux en 1925. La empresaServel compró los derechos deproducción en Estados Unidos en1925.

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Clarence Birdseye (1886-1956)

BIRDSEYE (1886-1956) durantesu estancia en Labrador (1912)dedicado al comercio de pielesobservo la práctica de lacongelación de alimentos, lo quele dio la idea de la congelación dealimentos envasados al pormenor.Fundo su propia compañía la

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“General Seafoods Company “ yen 1925 construyo un túnel decongelación “Quick FreezeMachine” que es una de susnumerosas patentes en el campode la congelación de alimentos.

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REFRIGERACION JOHN MALONE (1880- 1959)

John Malone construyó ungenerador de 50 hp en 1925con aporte calorífico porcombustión de carbón queutilizaba agua como fluidode trabajo, su idea cayó en

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el olvido (su patente fuecomprada y archivada) y nofue retomada hasta los años70, en que John Wheatleydesarrolla equipos deproducción de frío basadosen el ciclo de Malone.

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ALBERT EINSTEIN (1879-1955)LEÓ SZILÁRD (1898-1964)

Einstein y su discípulo Szilárd,motivados por la muerte de unafamilia como consecuencia de lasemisiones tóxicas de un frigorífico degas, patentaron tres nuevos tipos derefrigeradores domésticos deabsorción U.S. Patente 1 781 541(1930), patentes que fueronadquiridas por Electrolux.Estas máquinas de única presión,

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trabajan con amoníaco comorefrigerante, agua como absorbente ybutano como gas de igualación depresión, una de las variantes es muysimilar a la máquina de Platen-Munters.Sin embargo, el frigorífico deEinstein nunca llegó acomercializarse, en gran medida aconsecuencia de la depresióneconómica de la época y por lainvención de los clorofluorocarbonos.

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LAS MÁQUINAS DE ADSORCIÓN

La aparición de este método de producción defrío se produce hacia la primera mitad del sigloXX. La base de funcionamiento son los efectostérmicos que acompañan a la mezcla yseparación de una gas sobre un sólido, cuyacaracterística es la de ser un proceso discontínuoy por tanto de carácter intermitente.En 1927 Copeland en unión con Silicagel Corp.construyeron una máquina de adsorción consilicagel y dióxido de azufre como refrigerante,la cual fue introducida por Safety Car Heating yLighting Co. en el enfriamiento de vagonesferroviarios. Los equipos perdían prestaciones

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con el tiempo debido al descenso en la capacidadde adsorción. Posteriormente la firma Carrierutilizó la mezcla agua-silicagel.Dimiter Tchernev fue el primero en introducir elpar de trabajo zeolita-agua en sistemas cerradosde refrigeración por adsorción, fundador de lacompañía Zeopower Company en 1978. En1980, Jaques Chiral desarrolló un sistemaexperimental con paneles solares.La utilización de energía solar a bajatemperatura parece ser la principal ventaja deestas máquinas con respecto a las de absorción.

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EL ENFRIAMIENTO VORTEX 1928

El tubo vortex se inventó, casi por accidente, en1928, por GEORGES JOSEPH RANQUE, unestudiante francés de físicas durante unaexperimentación con una bomba vortex, al notarque salía aire frío por un extremo y caliente porotro. Ranque puso en marcha una compañía paraexplotar, sin éxito, su potencial comercial. A élse debe el trabajo “Experiments on Expansion ina Vortex with Simultaneous Exhaust of Hot andCold Air” publicado en Le Journal De Physique,et le Radium (Paris), vol 4, June 1933, pp 1125-1130. También la patente US 1952281.Durante la segunda guerra mundial, el ejercito

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alemán descubrió, en la Francia ocupada,algunos de los primeros modelosexperimentales, lo que sirvió de base al físicoRUDOLF HILSCH (1903-1972) que continuo sudesarrollo, dando lugar a un equipo denominadoWirbelröhre (literalmente, tubo vortex). Suyo esel trabajo “The Use of the Expansion of Gases inA Centrifugal Field as Cooling Process”publicado en The Review of ScientificInstruments, vol. 18(2), 108-1113, (1947).Los trabajos en este sistema no prosperaron portener eficiencias menores a los del sistemaconvencional por compresión de vapor. En laactualidad su campo de aplicación está muyrestringido al enfriamiento localizado.

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THOMAS MIDGLEY (1889-1944)ALBERT L. HENNE (Ethyl Corp.)CHARLES F. KETTERING (G.M.) (1876 - 1958)

La necesidad de fluidos notóxicos ni inflammables condestino a refrigeración domésticacon condensación por aire, llevóal equipo integrado porMIDGLEY, HENNE, yKETTERING (G.M.) ald ll d l t i t

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desarrollo de los posteriormentedenominados CFC. Parece ser queT. Midgley en la presentación delprimer CFC (R-12) tomó unabocanada de vapor y con ellaapagó una vela, demostrando lascaracterísticas que se pretendíanconseguir.

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CRONOLOGIA FLUIDOSAÑO REFRIGERANTE COMPOSICION QUIMICA

1830s CAUCHINA

1830s ETER SULFURICO CH3CH2-O-CH2-CH3

1840s ETER METILICO (R-E170) CH3-O-CH3

1850 ACIDO SULFURICO / AGUA H2SO4 / H2O

1856 ALCOHOL ETILICO CH3-CH2-OH

1859 AMONIACO / AGUA NH3 / H2O

1866 CHYMOGENE petrol ether and naphtha (hydrocarbons)

1866 DIOXIDO DE CARBONO CO2

1860s AMONIACO (R-717) NH3

1860s METIL AMINA (R-630) CH3(NH2)

1860s ETIL AMINA(R-631) CH3-CH2-(NH2)

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1870 METIL FORMATO (R-611) HCOOCH3

1875 DIOXIDO DE AZUFRE (R-764) SO2

1878 CLORURO DE METILO (R-40) CH3Cl

1870s CLORUOR DE ETILO (R-160) CH3-CH2Cl

1891 ACIDO SULFURICO MEZCLADO CON HIDROCARBUROS

H2SO4, C4H10, C5H12, (CH3)2CH-CH3

1900s BROMURO DE ETILO (R-160B1) CH3-CH2Br

1912 TETRACLORURO DE CARBONO CCl4

1912 AGUA (R-718) H2O

1920s ISOBUTANO (R-600a) (CH3)2CH-CH3

1920s PROPANO (R-290) CH3-CH2-CH3

1922 DIELENE (R-1130) CHCl=CHCl

1923 GASOLINA hydrocarbons

1925 TRIELENE (R-1120) CHCl=CCl2

1926 CLORURO DE METILO (R-30) CH2Cl2

1940s CFC CxFyClz

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rica PROTOCOLO

MONTREAL-1987

MIDGLEY-1930R-12

H2O LEBLANC-1908

CO2 WINDHAUSEN-1886

EVOLUCIÓN FRIGORÍGENOSHITOS HISTÓRICOS

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GORRIE-1850AIRE

PERKINS-1834ETER SULF.

SO2 PICTET-1875

CLORURO DE METILO VINCENT-1878

AMONIACO BOYLE/COMPRESION-1873

ETER METILICO TELLIER-1868

CARRE/ABSORCION-1859AMONIACO

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Desarrollo de los CFC

1931 CFC-12 introducción comercial.1932 CFC-11 introducción comercial. En 1933 Carrier Engineering Co. loaplica a comp. centrífugos como Carrene #2 .1933 CFC-114 introducido por Carrier en centrifugos1934 CFC-113 introducido por Carrier en centrifugos como Carrene #3.1935 CFC-21 usado en neveras domésticas por Crosley Radio Corp.1936 HCFC-22 introducción comercial.

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1943 CFC-11 y 12 introducción como propelente en aerosoles.1945 CFC-13 introducción para bajas temperaturas.1950 R-500 (azeotropo de R-12/R-152) introducido por Carrier comoCarrene #7.1956 La nomenclatura Dupont pasa a ser de uso general.1962 R-502 (azeotropo de R-22/R-115) introducción comercial.1974 (Sept) Convención de la American Chemical Society in Atlantic City.Presentación de las teorías de Rowland-Molina.

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FREDERICK MCKINLEY JONES (1893-1961)

En 1935 Jones produce unsistema de refrigeraciónautomático para transportefrigorífico por carretera,sistema que posteriormentese adaptó en otros tipos de

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transporte como elferroviario y marítimo.

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WILLIS CARRIER (1876 – 1950) (1945)

Además de las aplicaciones enacondicionamiento de aire, lafirma CARRIER debe serconsiderada por:La introducción del compresorcentrífugo y con éste la utilizaciónde nuevos fluidos adaptados a estetipo de compresores.La introducción, en 1945, de

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, ,máquinas de absorción con lamezcla agua-bromuro de litio, decapacidades en el rango de 100 a700 toneladas de refrigeración,alimentadas con vapor a bajapresión. Si bien hay que resaltarque en 1940 la empresa SERVELlas fabricaba (15 a 35 toneladasde capacidad).

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LA REFRIGERACION TERMOACUSTICA

Sólo desde 1950 se contempla laposibilidad de utilizar energíaacústica para producir frío, calor oincluso energía mecánica.En 1993 Steven Garrett(Universidad Pennsylvania) fuégalardonado con el premio Rolexa su desarrollo de un equipo de

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refrigeración termoacústica que seutilizó en el "Discovery" (Enero1992). Patente Nº US5647216(Julio 1997).Un segundo equipo fué construidopor Tom Hofler con materialescomerciales.

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ENFRIAMIENTO TERMOIONICO 1957

Enfriamiento termoiónico. Como enmuchos casos, la base de partida seencuentra en los dispositivos generadores,y en este caso el inicio se debe a unestudio experimental de T. A. Edison en1885, en el cual situó dos electrodosplanos en el vacío, observando el paso decorriente eléctrica cuando los electrodosse mantenían a diferente temperatura. Elproceso inverso de enfriamiento, es decirla obtención de al menos una temperaturabaja mediante el paso de corriente no ha

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baja mediante el paso de corriente no hasido estudiado haste que recientemente laempresa Borealis ha desarrolladocomponentes específicos, razón por la quetambién se le denomina “RefrigeradorBorealis”.Aunque en principio pueden obtenersetemperaturas del orden de los -80ºC, elobjetivo actual es el desarrollo derefrigeradores domésticos, para los cuales,según el fabricante, se tienen mejores COPque con máquinas de compresión.

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Dr. James E. Lovelock (1919 - )

En 1957, Lovelock inventó el detector decaptura de electrones (ECD), dispositivocapaz de detectar ínfimas cantidades decompuestos químicos en la atmósfera,tales como derivados halogenados yóxidos de nitrógeno. En 1970 realizó unacampaña de detección de CFC sobreIrlanda y en 1973, con ayuda del ECD sedetermió la existencia de los CFC a lolargo del Atlántico, desde el Antartico alpaso de Calais. Las cantidades de CFCeran importantes en zonas

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eran importantes en zonasindustrializadas. Estos descubrimientosfueron la base de las teorías de destruccióndel ozono atmosférico.En los años 70, se convirtió en uno de los“gurús” del movimiento ecologista, trasproponer que la Tierra actúa como unorganismo (Gaia), que se autorregula paramantener la vida. Pero su último libro, “Lavenganza de la Tierra”, rompe con laortodoxia verde al defender la estrategianuclear frente al peligro del calentamientoglobal.

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Acción sobre el Ozono. S. ROWLAND y M. MOLINA

En 1974 daban cuenta de losresultados de susinvestigaciones sobre laacción de los CFC sobre lacapa de ozono. Esta línea deinvestigación les valió, junto

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a PAUL CRUTZEN (1933-), la obtención del premioNobel en 1995.

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Acción sobre el Ozono 1985

El primer investigador quecomprobó loe efectos que seatribuyen a los CFC sobre eldebilitamiento del ozonoatmosférico fue S.Chubachi, con sus medidas

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durante los años 1982/83 enla base antártica japonesa deSyowaJ. Farman, B, Gardiner y J.Shanklin científicos inglesesde la base Halley_Bay cuyapublicación es de 1985.

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Revitalizacion R744Gustav Lorentzen (1915-1995)

En 1990 el profesor Lorentzenpatentara una aplicación del dióxidode carbono como refrigerante eninstalaciones para automoción enrégimen transcrítico, el interés que havuelto a despertar la utilización delCO2 (R-744) ha ido creciendocontinuamente, lo cual quedareflejado en el número decomunicaciones presentadas en losprestigiosos congresos “Lorentzen”organizados por el Instituto

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organizados por el InstitutoInternacional del Frío.Las ideas de Lorentzen se basan en lamultiplicación de presuntos efectosnocivos medioambientales debidos alos refrigerantes halocarbonados, y lafalta de lógica que supone, en suopinión, su sustitución por otrafamilia de halocarbonos sintéticoscomo son los HFCs, por lo que esposible que haya llegado el momentode los fluidos refrigerantes“naturales”, ya existentes en labiosfera en cantidades significativas.

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Enfriamiento por láser

La idea de utilizar láser para el enfriamiento esdel alemán Peter Pringsheim (1881 – 1963) en1929, en base al principio de fluorescencia;cuando la luz es absorbida, excita los electronesde las moléculas, los electrones deben eliminaresta energía para volver a su estado estable. Unode las vías de pérdida de energía es mediante laemisión de fotones de luz fluorescente. Si laenergía emitida como fluorescencia excede a la ala absorbida, el material se enfría. Esta cantidadde energía “extra” se extrae de las vibracionesmoleculares del material.El inventor del enfriamiento vía láser es

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STEVEN CHU (1948-) el cual recibió el premioNobel de Física de 1995 junto a Claude Cohen-Tannoudji y William D. Phillips por su“Development of methods to cool and trapatoms with laser light”.En 1995 Richard Epstein y otros en ellaboratorio de los Alamos construyeron unrefrigerador basado en el principio defluorescencia, el LASSOR (Los Alamos Solid -State Optical Refrigerator), este aparato tieneaplicaciones como refrigerador de cámarasinfrarrojas en satélites, y no parece en laactualidad competitivo frente al sistema“standard” de compresión en aplicacionesdomésticas.

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Refrigeración magnética

El efecto magneto-calórico fuedescubierto en 1881 por E. Warburg,mientras que la explicación delfenómeno se retrasa a 1918 conWeiss and Piccard. Los antecedentesde este método son los generadoresmagnetocalóricos de NIKOLATESLA (1856-1943) en 1890 yTHOMAS ALBA EDISON (1847 –1931) en 1892.

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En 1997 Karl Gschneidner y VitalijPecharsky con AstronauticsCorporation of America construyeronun prototipo demostrativo derefrigerador magnético, Conposterioridad han investigado ennuevos materiales tales comoaleaciones de gadolinium-silicon-germanium. El efectomagnetocalorico en estos materialeses 10 veces mayor que en los deorigen.

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CON

FLUIDO

CON CAMBIO

ESTADO

SIN CAMBIO

ESTADO

METODOS DE PRODUCCION DE FRIOUTILIZACION DE FRIGORIGENO

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Ciclo Abierto Ciclo Cerrado Máquina Aire Vortex Stirling

Malone

Vuillemieur

Tubo Puls.

Compresión

Absorción

Adsorción

Eyección

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SIN FLUIDO

METODOS DE PRODUCCION DE FRIOSIN UTILIZACION DE FRIGORIGENO

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TERMO

ELECTRICO

TERMO

MAGNETICO

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ACUSTICO

Peltier Termoiónico

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ESTADO DEL ARTE

Método Producción

Estado del arte

Tecnología

Coste instalación

relativo HFC’s

Eficiencia respecto HFC’s

Disponibilidad comercial Comentarios

Compresión con R-717

Tecnología mas que probada

Mayor Mejor Si Atención

toxicidad y limites inflamabilidad

Compresión con

hidrocarburos

Utiliza la tecnología de

los HFC Similar Algo mejor Si Problemas de

seguridad

Compresión con R-744

Tecnología de compresión modificada

Mayor Menor Solo cascadas Muy alta presión

Ciclo de aire Conocida Mayor Mucho menor

AA trenes, aviones

No aplicada en instalaciones fijas

Tubo Vortex Conocida Menor Mucho Aplicaciones No aplicada en instalaciones

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Tubo Vortex Conocida Menor menor baja potencia instalaciones grandes

Absorción Tecnología probada Mayor COP muy

inferiores Si Aprovechamiento energía residual

Adsorción Comienzos Mayor Mucho menor

Existen instalaciones Energía solar

Termoeléctrico Conocida Mayor Muy inferior

Aplicaciones baja potencia

Limitados por materiales disponibles

Termoiónico Inicios Desconocido Sin probar No

Magnético Inicios Mayor Mayor No Problemas con

coste de materiales

Stirling y derivados

Inicios campo refrigeración Mayor Mayor No En investigación

Termoacústico Inicios Mayor Menor No En investigación

Vuilleumier Inicios Similar Menor No En investigación

Malone Inicios Desconocido Menor No En investigación