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La refrigeración artificial, el aire acondicionado y sus industrias asociadas tienen más de un siglo de desarrollo, y crecen las exigencias de la sociedad contemporánea en relación con estos procesos.
Son muchas las direcciones a través de las cuales se hace posible el nexo entre la refrigeración y el progreso social, en el más amplio sentido de la palabra. Baste decir que la mayoría de estos, en una u otra forma, están íntimamente vinculadas a los grandes problemas globales con que la humanidad se enfrenta en nuestros días: entre otros,
el problema alimentario vinculado a la producción y conservación de alimentos, y el problema ecológico.
Desde que el hombre primitivo cazaba animales tropezó con el problema de cómo preservar sus alimentos de una estación a otra, o desde un período de abundancia a otro de escasez. El secado, el salado y la utilización de medios fríos naturales son quizá los primeros intentos de conservación realizados por el hombre.
El empleo del hielo natural para la preservación de productos tuvo su máximo desarrollo
a finales del siglo xviii y principios del xix. Este hielo natural era transportado desde el Norte hacia los asentamientos y ciudades sureñas. Frederick Tudor, conocido como el rey del hielo, desarrolló con materiales aislantes contenedores que disminuían las pérdidas por descongelación desde 66 % a menos de 8 %. De esta forma envió a Martinica un barco cargado de hielo para tratar allí una epidemia de fiebre amarilla, hecho que se registra como el primer intento en la era industrial del hielo. El abastecimiento de hielo natural se convirtió en una industria en sí.
El uso del hielo se hizo cada vez más accesible y amplio, pues aumentaron las compañías y los propietarios que entraban en el negocio, y los precios decrecieron.
Para 1847 la extracción de hielo llegó a ser alta: mil toneladas por día. Con el desarrollo también aparecieron problemas de salud, y para 1890 el hielo natural se convirtió en un problema debido a la contaminación y las descargas albañales. Los primeros rasgos de estas situaciones se presentaron en la industria cervecera, y le continuaron las industrias de la carne y la leche.
Conocidos los problemas que presenta la tecnología del hielo, los hombres más avanzados del mundo de la ciencia y la técnica se dieron a la tarea de desarrollar investigaciones para dar solución a estos inconvenientes. La tecnología de la refrigeración aportó la solución al problema mediante el hielo fabricado mecánicamente, lo que dio origen a la refrigeración mecánica o refrigeración artificial.
En un principio, y durante muchos años, los escépticos opinaron que la refrigeración artificial jamás se convertiría en una industria importante. En
1887, por ejemplo,
A. W. Hoffman escribió en The Journal of Franklin Institute: «
La máquina de hielo,
por más que mejoren y aumenten sus efectos, nunca podrán, en las zonas del Norte, donde los inviernos generalmente son fríos y con escarcha, adquirir suficiente importancia como para siquiera suscitar demanda. Servirán meramente como valiosos sustitutos que podrán independizarnos de la variabilidad de las estaciones». Este planteamiento estaba basado en considerar que la recolección de hielo en los lagos y ríos durante la temporada invernal, con la finalidad de almacenarlo y usarlo en el verano, sería suficiente para cualquier necesidad frigorífica.
Los primeros pasos en el diseño de compresores, que más tarde tuvieron aplicación en la refrigeración mecánica, se produjeron a principios del siglo xix, tales como los compresores de paleta, de tornillo y reciprocantes. Ya en los inicios del siglo xx surgen los turbocompresores y los compresores rotatorios. Las máquinas de refrigeración del tipo por absorción vieron la luz en 1859.
En tiempos más recientes, las necesidades de conservar productos alimenticios se hicieron cada vez más grandes, no sólo por el incremento masivo de la población, sino también por el desarrollo de grandes concentraciones urbanas. La industrialización ha necesitado de gran cantidad de personas en ciudades y pueblos que demandan un amplio surtido de alimentos. Junto con la refrigeración también se produjo un cambio en la dieta alimentaria; además, no sólo se manifestó un crecimiento económico, sino también creció la distancia entre el consumidor y la fuente productora de alimento, y se rompió así la barrera de los climas y las estaciones.
Las aplicaciones más frecuentes de la refrigeración y el aire acondicionado se pueden dividir en producción y distribución de alimentos, uso en procesos industriales e industrias químicas, aplicaciones especiales, y aire acondicionado para la industria y el confort.
En la preparación de alimentos se incluyen los productos lácteos, envasado de las carnes, bebidas, confituras y otros.
El almacenamiento y distribución de los alimentos abarca las carnes, los vegetales y otros productos, mientras que el uso en procesos industriales se aplica en la separación y condensación de gases, el secado de aire y la precipitación de solutos.
Las aplicaciones especiales incluyen el tratamiento térmico de metales, medicinas, purificación de agua de mar y fabricación de hielo. El uso de aire acondicionado puede ser industrial (laboratorios, mecánica de precisión, fábricas textiles…), y de confort (residencias, locales públicos, almacenes, grandes edificios y transporte).
La refrigeración artificial en el hogar estuvo rezagada con respecto a las aplicaciones industriales, pero con el devenir del tiempo ésta se ha hecho común. Ya en los años veinte del pasado siglo los refrigeradores se convirtieron en una pieza clave en las cocinas en los Estados Unidos. La producción de estos equipos llegó en 1921 a cinco mil unidades; en 1931 a más de un millón de unidades, y en 1937 a cerca de seis millones de unidades. La producción en masa se afianzó después de la Segunda Guerra Mundial. Para 1997 sólo en Shanghai, China, la relación de refrigeradores domésticos era de
101,6 por cada cien hogares.
A pesar de sus inherentes ventajas, la refrigeración tuvo y tiene sus problemas: refrigerantes tales como dióxido de azufre y metilcloruro causaron la muerte a muchas personas. El amoníaco también generó serios problemas tóxicos. En 1928, Frigidaire descubrió una nueva clase de refrigerantes sintéticos llamados halocarbonos (clorofluorcarbonos), denominados con las siglas CFC. Actualmente se ha comprobado que la alta concentración en la atmósfera de estos últimos refrigerantes los convierte en agentes destructores de la capa de ozono.
A modo de resumen, el impacto o importancia del sector de la refrigeración y el aire acondicionado en la sociedad tiene tres vertientes: social, económica y medioambiental.
Social. Genera puestos de trabajo, particularmente en el campo de los servicios, industrial y comercial. Posibilita la conservación de los productos perecederos en todas las etapas, desde la producción hasta la distribución, lo que mejora considerablemente el suministro de alimentos a la población y disminuye sus pérdidas. En la salud desempeña un importante papel en la inmunización contra enfermedades infecciosas.
Económico. Hay de setecientos a mil millones de refrigeradores en los hogares, doscientos cuarenta millones de aparatos de aire acondicionado y unos trescientos millones de metros cúbicos de capacidad de almacenes frigoríficos en todo el mundo. Todo ello genera ventas de doscientos billones de dólares anualmente. Sin embargo, la diferencia entre los países es grande: En 1996 sólo 33 % de los equipos fueron a parar al mercado de los países en desarrollo, aún cuando 80 % de la población global vivía en estos países.
Medioambiental. Tienen dos componentes fundamentales:
1. La emisión a la atmósfera de los gases refrigerantes utilizados en las plantas y máquinas frigoríficas.
2. La emisión de CO
2 producida por la generación de energía para operar las plantas y máquinas frigoríficas.
La aparición de los clorofluorcabonos (CFC) e hidroclorofluorcabonos (HCFC) condujo a una revolución en la refrigeración y en la industria asociada con ella, pues con estas sustancias fue posible no sólo cubrir la gama de temperaturas de interés de la sociedad, sino también se logró la estandarización de todos los equipos componentes de un ciclo de refrigeración. La exclusión de los CFC e HCFC permite nuevas oportunidades de investigación de las universidades e industrias, ya que asimismo son nuevos los retos que hay que vencer en cuanto a la estandarización del uso de los nuevos refrigerantes. Estos problemas están basados en la eficiencia, cambios de capacidades de refrigeración, cambios en los rangos de temperaturas de trabajo, dificultades con la compatibilidad de los lubricantes y los refrigerantes.
