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La relevancia de conocer las especificaciones de los Gases Refrigerantes

Cuando hablamos de tipos de refrigerante tenemos que hablar también de la enorme variedad de equipos según su función, ya sea de conservación, confort, refrigeración, congelación e inclusive criogénicos. El tipo de refrigerante depende en gran medida de su aplicación final.

Los refrigerantes deben cumplir estrictos estándares de calidad los cuales se hallan establecidos en la norma ‘AHRI 700-2012’ que se refiere de manera precisa a las especificaciones con que deben cumplir los Refrigerantes Fluorocarbonados (Specification for Fluorocarbon Refrigerants).

Para conocer las especificaciones de los gases refrigerantes estos se someten a pruebas mediante un equipo llamado cromatógrafo, que nos indica las condiciones generales del gas refrigerante previo a ser envasado para su comercialización.

Las siguientes cinco características son las más comúnmente verificadas en laboratorios de acuerdo al programa de certificación de Refrigerantes:

  1. Humedad (ppm en peso).
  2. Acidez (ppm en peso).
  3. Residuo de alto punto de ebullición (% en volumen).
  4. No condensables (% en volumen).
  5. Impurezas volátiles, incluyendo otros refrigerantes (% en volumen).

Esto datos pudiesen ser más extensos y exhaustivos pero, como ya lo mencionábamos anteriormente, los análisis enlistados previamente son los más significativos al momento de reconocer las condiciones de calidad otorgadas por el fabricante de gases refrigerantes.

En el caso de las mezclas de gases refrigerantes, estas también deben ser sometidas a las pruebas anteriores y cumplir con el estándar para el tipo de mezcla refrigerante que la AHRI 700-2012 dictamine. Algunos ejemplos de los refrigerantes catalogados como mezclas son el R 404A, el R 410A, el R 507A, o inclusive el R 438a, entre otros tantos.

 

Es de suma importancia que verifiquemos que los refrigerantes que manejamos provengan de un fabricante serio que cumpla con los parámetros de certificación aceptables para cada gas refrigerante, ya sea puro o mezcla. Es cada vez más común encontrar en el mercado refrigerantes de dudosa procedencia, la mayoría de las veces el signo distintivo de estos es precisamente no brindar información ni del fabricante, sus métodos de contacto, ni de sus estándares de calidad en cuanto a humedad, acidez, porcentaje de residuos, elementos no condensables o grado de impurezas volátiles.

Al momento de hablar de estándares de calidad no sólo estamos arriesgando los equipos de los clientes, ¡estamos poniendo en juego nuestra reputación como profesionales!

La próxima vez que estés tentado a recurrir a un refrigerante apócrifo o “patito”, recuerda que cada equipo está diseñado con especificaciones de presión y temperatura específicas al estándar oficial de cada refrigerante; y que si el refrigerante no cumple con estos estándares mínimos de calidad lo más seguro es que estarás arriesgando el funcionamiento de los equipos y la calidad de tu trabajo.

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¿Cómo se destruye la capa de ozono?

La capa de ozono es la capa superficial que protege a la tierra de la radiación producida por los rayos ultravioleta (UVB) que emite el sol, actuando como un filtro, está compuesta por moléculas de ozono esparcidas en la estratosfera a una altura de 50 km. a nivel del mar (Ilustración 1. Capa de Ozono).

Ilustración 1. Capa de Ozono

En los últimos años esta capa se ha visto reducida considerablemente, debido en parte importante a la emisión de gases contaminantes usados por el hombre (Sustancias Agotadoras de la Capa de Ozono o SAOs), produciendo la disminución de la concentración de ozono en la atmósfera terrestre. A éste fenómeno se lo llama comúnmente “agujero de ozono”, y es un fenómeno el cual se halla afectando gravemente la salud de los seres humanos, todos los seres vivos del planeta y el medio ambiente.

En los años 70, científicos descubrieron que las SAOs (Sustancias Agotadoras de la Capa de Ozono) liberadas por el hombre en la atmósfera, dañan gravemente la capa de ozono, disminuyendo la concentración de ozono de la Antártida en aproximadamente un 70 % entre los años 70 y 90 comparada con su nivel de concentración normal de años previos.

Esto es producto de que la liberación de estas sustancias rompe el débil equilibrio entre la producción natural de moléculas de ozono y su descomposición, eliminando más rápidamente las mismas de lo que son capaces de reproducirse.

 

Diferencia entre agujero de ozono y cambio climático.

La reducción de ozono en la atmósfera o agujero de ozono, no es lo mismo que cambio climático o calentamiento global. Este último es producido por la emisión de gases de efecto invernadero que atrapan el calor emanado por la tierra en la atmósfera e impidiendo que se diluya, lo que hace que la atmósfera aumente su temperatura.

Ilustración 2. El efecto invernadero

Los gases que producen el efecto invernadero son el dióxido de carbono, el metano, CFCs, HCFCs y halones. El efecto invernadero de éstos gases se mide en PCG (Potencial de Calentamiento Global de la Atmósfera), que es la contribución de cada uno de éstos gases en el efecto invernadero, relativa la del dióxido de carbono cuyo PCG es de 1.

Los efectos del calentamiento global producen un impacto que incluye, aumento en el nivel del mar, efectos impredecibles en los ecosistemas y aumento en los desastres naturales. Algunas SAO también contribuyen a aumentar el efecto invernadero (Ilustración 2. Efecto Invernadero).

 

¿Qué es una sustancia que agota la capa de ozono?

En el marco del Protocolo de Montreal, se identificó un número de sustancias que agotan la capa de ozono (SAOs), desde ese momento se ha tratado de controlar la producción y emisión de las mismas.

Las SAOs tienen un enorme poder destructivo ya que algunas de ellas pueden permanecer en el ambiente entre 100 y 400 años. Estas reaccionan con las moléculas de ozono en una reacción en fotoquímica en cadena, una vez que destruye una molécula de ozono está lista para destruir más, por consiguiente puede destruir miles de moléculas de ozono.

Las SAO incluyen básicamente, hidrocarburos, clorinados, fluorinados y brominados entre ellas:

  • Clorofluorocarbonos (CFC)
  • Hidroclorofluorocarbonos (HCFC)
  • Halones
  • Hidrobromofluorocarbonos (HBFC)
  • Bromoclorometano
  • Metilcloroformo
  • Tetracloruro de carbono, y
  • Bromuro de metilo

La capacidad que estas sustancias químicas tienen para agotar la capa de ozono es medida por el PAO (Potencial de Agotamiento del Ozono). En esta escala a cada sustancia se le asigna un PAO relativo al CFC-11, cuyo PAO por definición tiene el valor 1.

Las SAOs se liberan a la atmósfera de las siguientes maneras:

  • Uso común de solventes de limpieza, equipos para combatir el fuego, pinturas y aerosoles.
  • Despresurización y fuga durante el mantenimiento de los sistemas de refrigeración y aire acondicionado.
  • Uso del bromuro de metilo en la fumigación del suelo.
  • Eliminación de productos y equipos como espumas y refrigeradores.
  • Circuitos de refrigeración que presentan fugas.

 

Las SAOs una vez liberadas alcanzarán la atmósfera, diluyéndose en el aire y pudiendo alcanzar la estratósfera debido a su larga vida, afectando de esta manera la capa de ozono.

Los avances tecnológicos de avanzada permiten que Quimobásicos participe en el mercado Mexicano con productos de última generación que contribuyen a la conservación y correcto desarrollo de la vida en el planeta con índices prácticamente nulos de PAO y PCG, entre stos productos de última generación pueden contabilizarse al Nuevo Agente de Limpieza Eco FLush HFO-1233zd y al refrigerante de uso automotriz Solstice HFO-1234yf (Ilustración 3).

Ilustración 3. Productos de última Generación Quimobásicos Eco FLush HFO-1233zd y Solstice HFO-1234yf

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La Refrigeración Mecánica

Las aplicaciones de la refrigeración mecánica son muy variadas, con diferentes detalles en cada uno de los tipos. Afortunadamente, esto no es tan necesario ni deseable dado que los métodos para diseño de sistemas y selección de equipo son prácticamente los mismos para todos los tipos de aplicaciones. Hoy vamos a hablar de la refrigeración comercial porque esta área abarca un gran rango de aplicaciones y los problemas encontrados en esta área son representativos de muchas otras áreas.

 

  1. Refrigeradores comerciales

El término “refrigerador comercial” se aplica por lo general a unidades pequeñas fácilmente disponibles, del tipo empleado en tiendas de menudeo y mercados, hoteles, restaurantes e instituciones de procesamiento, almacenamiento, exhibición y distribución de artículos de consumo de fácil descomposición. También se usa para unidades de refrigeración más grandes como es el caso de cuartos que se usan para dicho propósito. Aun cuando se tiene un gran número de unidades de refrigeración para fines muy especiales, los cuales dificultan hacer una clasificación, en general las unidades comerciales pueden ser agrupadas en tres categorías principales, refrigeradores tipo casero, enfriadores con pasillo interno y 3 unidades del tipo para exhibición.

Ilustración 1. Refrigerador comercial

2. Refrigeradores tipo casero

Los refrigeradores tipo casero son probablemente los más versátiles y son los más ampliamente usados en todas las unidades comerciales. Los clientes típicos de estas unidades son tiendas de abarrotes, carnicerías, panaderías, boticas, cafeterías, restaurantes, florerías, hoteles e instituciones de todas especies. Mientras que algunos de estos refrigeradores se usan sólo para almacenar, otros se usan tanto para almacenar como para exhibir (figura 1). Los que solo se emplean para almacenamiento por lo general tienen puertas sólidas mientras que los utilizados para exhibición tienen puertas de vidrio.

Ilustración 2. Refrigerador tipo casero

 

3. Enfriadores con pasillo interno

Los enfriadores con pasillo interno son unidades que principalmente se les usa para almacenar y están disponibles en una gran variedad de tamaños para ajustarse a cada necesidad. Casi todas las tiendas de menudeo, mercados, hoteles, restaurantes, instituciones, etc., tienen uno o más de estas unidades para almacenamiento de todo tipo de alimentos de fácil descomposición, Algunas de estas unidades son especialmente para almacenaje exhibición y distribución de alimentos tales como productos lácteos, huevos y bebidas. Estas unidades igual que las anteriores son ampliamente usadas en tiendas de comestibles, particularmente en puestos de refrescos, cines al aire libre, etc.

Ilustración 3. Enfriadores con pasillo interno

 

4. Unidades del tipo de exhibición

La principal función de cualquier unidad de exhibición es la de exhibir el producto o artículo de consumo en la forma más atractiva posible con el fin de estimular las ventas. Por lo tanto, en el diseño de estas unidades la principal consideración es la referente a la exhibición del producto. En muchos casos esto no es necesariamente compatible con proporcionar las condiciones óptimas de almacenaje para el producto que está siendo exhibido. Por lo mismo, el tiempo de almacenamiento del producto exhibido frecuentemente está muy limitado pudiendo ser desde unas pocas horas en algunos casos hasta una semana o más dependiendo del producto y del tipo de unidad.

Las unidades de exhibición son de dos tipos generales:

    1. las de autoservicio en las que directamente el cliente se sirve a sí mismo.
    2. 2 las de servicio, en las que el cliente es atendido por un empleado. La primera de estas es muy popular en supermercados y en tiendas de menudeo en establecimientos de autoservicio. Mientras que las de servicio se usan en tiendas pequeñas de comestibles, mercados, panaderías etc.

Las unidades de autoservicio son de dos tipos, abiertas y cerradas, Las de tipo abierto han adquirido mucha popularidad. Con el advenimiento de los supermercados, se han incrementado notablemente las unidades de tipo abierto, volviéndose obsoletas las de autoservicio de tipo cerrado.

En esta publicación se muestran algunas unidades de autoservicio del tipo abierto que son muy populares. Estas se usan para exhibir carnes, vegetales, frutas, alimentos congelados, helados, productos lácteos. El diseño de estas unidades varía algo, según el tipo particular de producto a exhibir. Además, se tienen unidades disponibles para instalarse junto a una pared o bien en partes aisladas. También en algunas se proporcionan con espacio para almacenaje, en otras no.

Ilustración 4. Unidades de tipo exhibición

 

5. Unidades para propósitos especiales

Aun cuando todas las unidades de refrigeración discutidas en las secciones anteriores están disponibles en una gran variedad de diseños a fin de satisfacer las necesidades especiales de los diferentes productos y aplicaciones, se manufacturan un número de unidades para propósitos especiales las que podrán caer o en las tres categorías generales ya mencionadas. Algunas de las unidades para propósitos especiales más comunes son enfriadores de bebida, enfriadores de leche (granjas lecheras), distribuidores de leche y bebidas, fuentes de refrescos, para fabricación de hielo, refrigeradores para cantinas, cajas para flores, retardadores de pastas para dulces y refrigeradores mortuorios.

Ilustración 5. Unidades para usos especiales


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Factores importantes de un refrigerante

En esta publicación vamos a conocer un poco más sobre los gases refrigerantes. Recordemos que el gas refrigerante es el intermediario encargado de absorber calor en los sistemas.

Esto nos lleva a la pregunta, ¿qué es y cómo se mide el calor?

Es una forma de energía, (lo que absorbe y desecha el refrigerante es energía en un sistema de compresión de vapor).

Todo objeto tiene cierta cantidad de energía.

La cantidad de energía es medida en BTUs (British Thermal Unit)

La concentración de energía es comúnmente medida a través de la temperatura.

Tipos de energía: Potencial, Cinética e Interna.

Formas de trasferencia de energía = calor

Flujo de energía = Energía / Tiempo = Potencia

La intensidad de flujo es afectada por la diferencia de temperatura, área de transferencia de calor y tipo der material.

Los tipos de transferencia más comunes son conducción, convección y radiación, y podemos ver cuál es el proceso de cada uno en el siguiente esquema:

Cuando se desee reemplazar el REFRIGERANTE de un sistema es necesario tomar en cuenta los siguientes factores:

CAPACIDAD: ¿El refrigerante tiene la suficiente capacidad para mantener las temperaturas requeridas?

LA EFICIENCIA: ¿Cuánto aporta el refrigerante al total del consumo en el sistema?

FLUJO MÁSICO: Cuando existe un flujo másico alto significa más refrigerante moviéndose en el sistema. Diferentes flujos másicos requieren cambio de TXV o reemplazo de capilar.

GWP (Global-warming potential): En Quimobásicos nos interesa mucho el cuidado al medio ambiente, es por eso que nosotros recomendamos adquirir los refrigerantes con un bajo potencial de calentamiento global (GWP, por sus siglas en ingles), como por ejemplo nuestro GENETRON® 134a ECO.

SOBRECALENTAMIENTO: Se necesita proteger el compresor y asegurar la capacidad del refrigerante.

RETORNO DE ACEITE: El refrigerante debe ser miscible con el aceite, tal que permita el retorno y protección del compresor.

 


Recuerda que si te quedan algunas dudas siempre puedes consultarnos sobre las mejores opciones para el reemplazo del R-22, no dudes en hacérnoslas saber en los comentarios o a nuestro correo electrónico quimobasicos@cydsa.com .

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Conceptos sobre el calor y energía, 2da entrega

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Los técnicos en el área de refrigeración y aire acondicionado estamos acostumbrados a trabajar con gran variedad de equipos y herramientas; sin embargo, muchos desconocemos las definiciones o significados de los términos que comúnmente utilizamos en el día a día de nuestro trabajo.

En esta publicación nos encargaremos dar una definición a aquellas palabras que escuchamos en nuestro ámbito laboral y de las cuales en algunas ocasiones desconocemos su significado en su totalidad.

Estos son los términos y sus significados:

CALOR. Es la forma de energía generada por el movimiento de las moléculas de un cuerpo. Si el movimiento es menor, la cantidad de calor será igual que la del movimiento, es decir, menor; en cambio si ocurre lo contrario, la carga mayor de movimiento provocará que la temperatura se eleve.

Ilustración 1: El calor puede ser medido en Celsius o Faranheit.

BTU (British Thermal Unit). Unidad de medida inglesa que se utiliza para medir una cantidad de calor. Un BTU se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar (o disminuir) en un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua.

TONELADA DE REFRIGERACIÓN. Se refiere a la capacidad de extracción de la carga térmica de un equipo de refrigeración. Es definida además como la cantidad de calor requerida para convertir una tonelada de hielo en agua en una hora. Una tonelada de refrigeración equivale a 12,000 BTU.

Ilustración 2: Conversión de unidades útiles para el cálculo en aire acondicionado

CALOR LATENTE.Se le llama así al calor necesario para producir un cambio de estado en una sustancia sin que exista un cambio de temperatura. Un ejemplo muy claro de esto es cuando ocurre el cambio de estado líquido a vapor del agua. Cuando el agua llega a los 100° C, mantiene su temperatura en esa misma cantidad hasta que se evapora por completo.

CALOR SENSIBLE.Es el calor causante de que una sustancia aumente su temperatura. Provoca un aumento o disminución de la temperatura, mientras que el calor latente solo produce un cambio de estado (líquido, vapor o sólido).

CONDENSACIÓN.Es un cambio de estado provocado por la extracción de calor (enfriamiento) donde los gases pasan a estado líquido.

EVAPORACIÓN.Es lo contrario a la condensación. Este cambio es producido por la introducción de calor (calentamiento) a un líquido para que pase al estado gaseoso.

CONDUCCIÓN.Se trata de la transferencia de calor a través de los sólidos. Esta transferencia ocurre cuando dos cuerpos con diferentes temperaturas entran en contacto directo provocando que el cuerpo con mayor temperatura seda parte de ella al cuerpo de menor temperatura, esto hasta que ambos posean la misma temperatura.

Figura 3: Ejemplo de convección

CONVECCIÓN.Es la transferencia de calor por medio de cuerpos en estado líquido o sólido. Un ejemplo de convección es cuando usamos el horno. Primero se calienta el aire de la cabina del horno para después encargarse de calentar la comida dentro del horno. La convección es la transferencia entre el aire y la comida.

CONVECCIÓN FORZADA.Es igual a la convección normal, pero con la diferencia de que en ésta aceleramos la transferencia de calor con medios externos. Por ejemplo, cuando usamos un abanico estamos forzando al aire a que fluya más rápido y absorba el exceso de temperatura corporal a mayor velocidad.

RADIACIÓN.Se le conoce así a la transferencia de calor por medio de ondas electromagnéticas. El ejemplo más claro de la radiación son los rayos solares, éstos poseen ondas electromagnéticas que calienten los objetos que se interponen en su camino. De esta forma es como los pavimentos de las calles, donde los rayos del sol dan directamente, se calientan de manera exorbitante por la absorción del calor de las ondas electromagnéticas.

Esperamos que los conceptos dados en este artículo hayan sido de ayuda para ampliar la comprensión de nuestro trabajo; si crees conveniente que otros deban aprender sobre ellos no dudes en compartir.

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