Crear frío (y calor)
El proceso en el que se basa la refrigeración (ver también "¿QUÉ ES LA REFRIGERACIÓN?") Debe considerarse como enfriamiento del aire dentro de un compartimiento que contiene alimentos u otros productos, logrado mediante la transferencia de energía de dicho aire a otro fluido.
La transferencia de energía entre dos fluidos o cuerpos que entran en contacto unos con otros aumenta a medida que aumenta la diferencia de temperatura entre ellos. Asimismo, se transfiere significativamente más energía si uno de los fluidos cambia de estado.
Estados de sustancias
Las sustancias se producen en la naturaleza en tres estados o fases diferentes, sólido, líquido y gaseoso, dependiendo de sus condiciones actuales de temperatura y presión.
Los diferentes estados de las sustancias se determinan por la distancia relativa entre las moléculas y por consiguiente su fuerza cohesiva. Cuanto mayor es la distancia (es decir, gas) menor es la fuerza cohesiva.
Una sustancia que cambia a un estado con menor fuerza cohesiva requiere una cantidad considerable de energía del ambiente circundante, llamada "calor latente", para romper los enlaces entre moléculas. De lo contrario, renuncia a la energía formando enlaces más fuertes.
En el caso, por ejemplo, de cambio de fase de líquido a gas, llamado evaporación, se requiere energía del ambiente circundante, que es por consiguiente enfriado.
La energía se transfiere de tres formas diferentes:
- Radiación: transmisión de calor por ondas infrarrojas;
- Conducción: transmisión de calor a través de cuerpos sólidos, las moléculas en dicho cuerpo transmiten energía térmica desde el punto caliente a todas las otras partes del cuerpo u otros cuerpos en contacto con éste;
- Convección: transmisión de calor típica de los fluidos (líquidos o gases), las moléculas del fluido son un estado de agitación, y migran a través del ambiente que contiene el fluido, generando así el llamado "movimiento convectivo".
El diseño del equipo de refrigeración explora la evaporación de un fluido, es decir, el refrigerante.
Esto ha permitido, en el último siglo, el diseño, el desarrollo y la optimización del "ciclo de refrigeración por compresión de vapor", un circuito cerrado que contiene refrigerante en movimiento por un compresor y que se evapora en un intercambiador de calor en contacto con el aire exterior.
Una vez que el aire se ha enfriado, fluye hacia el compartimiento de almacenamiento de alimentos.
Por lo tanto, la energía se transfiere por conducción a través de las tuberías que forman el intercambiador de calor - generalmente cobre - entre el refrigerante en evaporación y el aire exterior, así como por convección del aire que a menudo es forzado por los ventiladores al compartimiento que se está enfriando.
Para obtener más información sobre cómo la presión y la temperatura desempeñan un papel fundamental en los procesos de refrigeración, consulte "PRESIÓN Y TEMPERATURA".
