La refrigeración es el proceso de crear condiciones de enfriamiento al eliminar el calor. Se utiliza principalmente para conservar alimentos y otros artículos perecederos, previniendo enfermedades transmitidas por alimentos. Funciona porque el crecimiento de bacterias se ralentiza a temperaturas más bajas.
Los métodos para conservar los alimentos mediante enfriamiento han existido durante miles de años, pero el refrigerador moderno es una invención reciente. En la actualidad, la demanda de refrigeración y aire acondicionado representa casi el 20 por ciento del consumo de energía en todo el mundo, según un artículo de 2015 en el International Journal of Refrigeration.
Historia
Los chinos cortan y almacenan hielo alrededor del 1000 a. C., y 500 años después, los egipcios y los indios aprendieron a dejar las ollas de barro durante las noches frías para hacer hielo, según Keep It Cool, una empresa de calefacción y refrigeración con sede en Lake Park, Florida. Otras civilizaciones, como la griega, la romana y la hebrea, almacenaron nieve en pozos y los cubrieron con diversos materiales aislantes, según la revista History. En varios lugares de Europa durante el siglo XVII, se descubrió que el salitre disuelto en agua creaba condiciones de enfriamiento y se usaba para crear hielo. En el siglo XVIII, los europeos recolectaban hielo en el invierno, lo salaban, lo envolvían en franela y lo almacenaban bajo tierra donde lo guardaban durante meses. Incluso se envió hielo a otros lugares del mundo, según un artículo de 2004 publicado en la revista de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE).
Cuando el hielo no existía disponible o práctico, la gente usaba sótanos fríos o colocaban productos bajo el agua, según la revista History. Otros construían sus propias cajas de hielo, según Keep It Cool. Las cajas de madera estaban forradas con estaño o zinc y un material aislante como corcho, aserrín o algas y llenas de nieve o hielo.
Enfriamiento evaporativo
El concepto de refrigeración mecánica comenzó cuando William Cullen, un médico escocés, observó que la evaporación tenía un efecto de enfriamiento en la década de 1720. demostró sus ideas en 1748 evaporando el éter etílico en el vacío, según Peak Mechanical Partnership, una empresa de fontanería y calefacción con sede en Saskatoon, Saskatchewan.
Oliver Evans, un inventor estadounidense , diseñó pero no construyó una máquina de refrigeración t En 1805 usó vapor en lugar de líquido. En 1820, el científico inglés Michael Faraday usó amoníaco licuado para enfriar.
Jacob Perkins, que trabajó con Evans, recibió una patente para un ciclo de compresión de vapor usando amoníaco líquido en 1835, según History of Refrigeration. Por eso, a veces se le llama el «padre del refrigerador».
John Gorrie, un médico estadounidense, también construyó una máquina similar al diseño de Evans en 1842. Gorrie usó su refrigerador, que creaba hielo, para enfriar a pacientes con fiebre amarilla en un hospital de Florida. Gorrie recibió la primera patente estadounidense por su método de crear hielo artificialmente en 1851.
Otros Los inventores de todo el mundo continuaron desarrollando nuevas y mejorando las técnicas de refrigeración existentes, según Peak Mechanical, que incluyen:
- Ferdinand Carré, un ingeniero francés, desarrolló un refrigerador que usaba una mezcla que contenía amoníaco y agua. en 1859.
- Carl von Linde, un científico alemán, inventó una máquina de refrigeración de compresor portátil que utiliza éter metílico en 1873, y en 1876 cambió a amoníaco. En 1894, Linde también desarrolló nuevos métodos para licuar grandes cantidades de aire.
- Albert T. Marshall, un inventor estadounidense, patentó el primer refr mecánico igerator en 1899.
- El renombrado físico Albert Einstein patentó un refrigerador en 1930 con la idea de crear un refrigerador ecológico sin partes móviles y que no dependiera de la electricidad.
La popularidad de la refrigeración comercial creció hacia finales del siglo XIX debido a las cervecerías, según Peak Mechanical, donde se instaló el primer refrigerador en una fábrica de cerveza en Brooklyn, Nueva York, en 1870. . Para el cambio de siglo, casi todas las cervecerías tenían un refrigerador.
La industria del empacado de carne siguió con el primer refrigerador introducido en Chicago en 1900, según la revista History, y casi 15 años después, casi todos los empaques de carne plantas utilizaban refrigeradores.
Los refrigeradores se consideraban esenciales en los hogares en la década de 1920, según la revista History, y más del 90 por ciento de los hogares estadounidenses tenían un refrigerador.
Hoy en día, casi todos los hogares en los Estados Unidos (el 99 por ciento) tienen al menos un refrigerador, y alrededor del 26 por ciento de los hogares estadounidenses tienen más de uno, según un informe de 2009 del Departamento de Energía.
¿Cómo funciona un refrigerador?
Los refrigeradores de hoy funcionan de manera muy similar a los refrigeradores hace más de cien años: mediante la evaporación de líquidos, según SciTech.Los refrigerantes, los productos químicos líquidos que se utilizan para enfriar, se evaporan a bajas temperaturas.
Los líquidos se empujan a través del refrigerador a través de tubos y comienzan a vaporizarse. A medida que los líquidos se evaporan, se llevan el calor mientras los gases viajan a un serpentín en el exterior del refrigerador, donde se libera el calor. Los gases se devuelven a un compresor, donde se vuelven líquidos nuevamente y el ciclo se repite.
Seguridad del refrigerador
Temprano los refrigeradores usaban líquidos y gases que eran inflamables, tóxicos, altamente reactivos o una combinación, según la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). Thomas Midgley, un ingeniero y químico estadounidense, investigó opciones más seguras en 1926 y descubrió que los compuestos que contienen fluoruros parecían ser mucho más seguros. Los clorofluorocarbonos (CFC), comercializados por DuPont como Freon, crecieron en popularidad, hasta que se descubrió que los compuestos eran dañinos para la capa de ozono en la atmósfera casi 50 años después.
La mayoría de los refrigeradores fabricados actualmente utilizan hidrofluorocarbonos (HFC), según la Comisión de Energía de California, que son más seguros que los CFC y muchas otras opciones, pero aún no son las más ideales. La EPA mantiene una lista actualizada de materiales aceptables que se pueden usar en refrigeradores como refrigerante.
Los refrigeradores mantienen los alimentos seguros, pero solo si funcionan a las temperaturas adecuadas, según la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. Cuando los refrigeradores no se mantienen lo suficientemente fríos, las bacterias dañinas dentro de los alimentos perecederos crecen rápidamente y pueden contaminar los alimentos, causando irritaciones leves e intoxicaciones alimentarias graves si se ingieren. La FDA recomienda que la temperatura del refrigerador se fije a un máximo de 40 grados Fahrenheit (4,4 grados Celsius); Además, el refrigerador no debe estar demasiado lleno y los derrames deben limpiarse rápidamente.
Refrigeradores del futuro
Las nuevas tecnologías en refrigeración incluyen refrigeradores de estado sólido y refrigeradores que usan imanes .
Tradicionalmente, los refrigeradores se han basado en compresores grandes, que generan mucho calor y pueden calentar fácilmente una habitación, dijo Tony Atti, CEO de Phononic, un fabricante de productos electrónicos con sede en Durham, Carolina del Norte. La empresa recibe su nombre de la teoría de los fonones, partículas cuánticas que transportan calor.
Los frigoríficos de estado sólido utilizan toda la superficie del frigorífico para disipar muy lenta y deliberadamente el calor de modo que un aumento de temperatura de la habitación sea prácticamente inexistente y la superficie del frigorífico esté fría al tacto. Atti le dijo a Live Science. Estos refrigeradores también tienen la ventaja de estar libres de materiales dañinos y operaciones ruidosas, además de estar controlados con mayor precisión.
Otro nuevo tipo de refrigerador utiliza imanes para proporcionar un refrigerador sin vibraciones, silencioso y ecológico. Construido por Haier en conjunto con BASF y Astronautics, el refrigerador magnético utiliza un concepto basado en el efecto magnetocalórico, descubierto en 1917 por Pierre Weiss y Auguste Piccard, físicos franceses y suizos respectivamente, según un artículo de Andrej Kitanovski, et al., un grupo de científicos de Eslovenia y Dinamarca, en 2015 y publicado por Springer International Publishing.
Según un comunicado de prensa de PR Newswire, el almacenamiento adecuado de vino tinto tiene necesidades muy específicas para mantener el sabor y la calidad . El refrigerador Haier utiliza una bomba de calor magnetocalórica (que utiliza un material que se calienta en un campo magnético y se enfría cuando no lo está) con un refrigerante a base de agua, según un comunicado de prensa de BASF, que se basa en materias primas abundantes y asequibles. El refrigerador magnético también usa hasta un 35 por ciento menos de energía que los refrigeradores tradicionales.