Funcionamiento del refrigerador

Uno de los principales objetivos de la ciencia es entender para aplicar. En clases, generalmente se aprenden ciertos conceptos para la correcta comprensión de los principios y leyes; sin embargo, la mayoría de las veces, se deja de lado la parte de asociar los conceptos teóricos al campo práctico. En esta ocasión, aprenderemos sobre el funcionamiento del refrigerador, como una aplicación sobre el estudio del calor, además de conocer el impacto de esta tecnología en la sociedad y el ambiente.

Existen múltiples aplicaciones de los estudios del calor. Una de ellas es la invención del refrigerador. El refrigerador es una máquina térmica que nos beneficia directamente. Su función principal es la de mantener los alimentos en buenas condiciones por más tiempo, es decir, prolonga su conservación; aunque también tiene otras utilidades, como enfriar bebidas u otros alimentos que resultan más placenteros al disfrutarse a bajas temperaturas.

Su funcionamiento se basa en tomar calor de la parte de baja temperatura y lo expulsa al exterior, obviamente empleando una fuente de energía, en este caso, la eléctrica.

La mayoría de los refrigeradores poseen un proceso cíclico de compresión y descompresión de un gas para así extraer calor de la parte interior y sacarlo a través de la rejilla de la parte posterior que se denomina condensador. Para controlar este sistema, los refrigeradores poseen un termostato.

Los primeros refrigeradores fueron considerados peligrosos y fueron causa de muchos accidentes debido al uso de refrigerantes como el amoníaco y ácido sulfúrico. Este problema fue resuelto con el invento del freón. Sin embargo, se presenta entonces otro problema. Los compuestos como el freón son conocidos de manera genérica como CFC (clorofluorocarburos) y son los principales causantes de la destrucción de la capa de ozono, por lo que ha quedado prohibido su uso.

En la actualidad, se utilizan otros refrigerantes como los hidrofluorocarburos (HFC) que son menos peligrosos tanto para el hombre, como para el medio ambiente.

Funcionamiento

Para comprender cómo funciona un refrigerador es necesario saber que naturalmente, el calor fluye de un sistema de alta temperatura a uno de menor temperatura. Por lo tanto, lo que debe hacer un refrigerador es el proceso opuesto. Las partes principales del ciclo de refrigeración son las siguientes:

EVAPORADOR. Esta es la parte que “absorbe el calor”, con la ayuda del refrigerante en estado gaseoso.
COMPRESOR. Funciona usando un motor y su función es comprimir el refrigerante, es decir, reducir su volumen, con lo que disminuye su temperatura también.
CONDENSADOR. Su función es hacer que el refrigerante se condense, es decir, pase a su estado líquido.
VÁLVULA DE EXPANSIÓN. La válvula de expansión reduce la presión sobre el refrigerante líquido.

Si iniciamos el ciclo en el compresor, lo que sucedería es lo siguiente. El refrigerante, al pasar por este aumenta su presión, es decir, se comprime y como consecuencia, aumenta la temperatura también. Se convierte en un vapor sobrecalentado con alta presión y cambia del estado gaseoso al estado líquido (licuefacción) al pasar por el condensador el siguiente paso es la válvula de expansión. Aquí se experimenta la repentina reducción en la presión sobre el refrigerante. Una parte del refrigerante se evapora y se expande. Esta expansión causa un descenso en la temperatura del refrigerante. La evaporación del líquido refrigerante, está presente en el evaporador, el cual absorbe el calor de los alimentos que están en el refrigerador y por lo tanto, los mantiene fríos. El refrigerante elevo su temperatura y pasa a su fase gaseosa. El refrigerante que es ahora un gas, entra de nuevo al compresor y el ciclo se repite.

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