Un día, mientras explorábamos la cocina de Wonderopolis en busca de refrigerios, escuchamos una conversación interesante entre un llamante no identificado y el chef principal:
Chef: ¡Cocina de Wonderopolis! Habla el Chef Boyoboy. ¿En qué puedo ayudarte?
Llamante: Sí, señor, me preguntaba… ¿tu refrigerador está funcionando?
Chef: ¿El refrigerador? ¡Por supuesto que está funcionando!
Llamante: ¡Bueno, más te vale ir a atraparlo! Ah ja ja ja ja ja ja!
Chef: Grrr…
Bien, es un chiste antiguo, ¡pero aún nos gusta! Sin embargo, nos hizo PREGUNTARNOS… ¿cómo funciona exactamente un refrigerador?
Antes de adentrarnos en la ciencia y la mecánica de los refrigeradores, tomémonos un momento para estar agradecidos por su existencia. En el pasado, las personas tenían que confiar en heladeras y bloques grandes de hielo para mantener las cosas frías. Incluso entonces, a menudo solo los muy ricos podían permitirse ese lujo.
Hoy en día, los refrigeradores se encuentran en todos los hogares, y estamos seguros de que estamos contentos de que así sea. Además de mantener las bebidas a una temperatura refrescante, también aseguran que nuestra comida sea segura para consumir. Sin refrigeración, la mayoría de los alimentos se echarían a perder en cuestión de días, si no de horas. La refrigeración ralentiza el crecimiento de las bacterias hasta el punto en que los alimentos pueden durar semanas e incluso meses si están congelados.
Entonces, ¿cómo mantienen los refrigeradores toda esa comida fresca? ¿Soplan aire frío sobre la comida? ¡No! Funcionan de manera similar al sistema de aire acondicionado de tu hogar: continúan extrayendo el aire caliente del interior del refrigerador, liberándolo al exterior hasta que el aire interior se enfría. Para lograr esto, se basan en los principios de los gases.
El sistema de enfriamiento de un refrigerador consta de cinco componentes principales: un refrigerante fluido (conocido como refrigerante), un compresor, bobinas condensadoras (ubicadas en el exterior), bobinas evaporadoras (ubicadas en el interior) y una válvula de expansión. El compresor toma el refrigerante vaporizado (más sobre esto más adelante) y lo comprime, aumentando su presión mientras lo empuja a través de las bobinas condensadoras fuera del refrigerador.
En las bobinas condensadoras, el gas caliente libera su calor al aire exterior. A medida que esto sucede, se enfría y se transforma de nuevo en líquido. Continúa enfriándose a medida que fluye hacia el interior del refrigerador. Cuando llega a la válvula de expansión, el líquido se expande y se convierte en gas.
A medida que pasa por las bobinas evaporadoras, el refrigerante vaporizado absorbe el calor del interior del refrigerador, enfriando el aire en el proceso. Al salir de las bobinas evaporadoras, vuelve a entrar en el compresor y el ciclo comienza de nuevo.
Este ciclo continúa hasta que un dispositivo llamado termopar (básicamente un termómetro sofisticado) detecta que el aire dentro del refrigerador ha alcanzado la temperatura deseada. En ese momento, se corta la energía del compresor. Cuando abres la puerta del refrigerador y dejas entrar más calor, el termopar detecta un aumento de temperatura y reinicia el compresor.
Aunque todo esto puede sonar un poco complejo, en realidad es bastante sencillo y probablemente has encontrado los mismos principios de los gases en tu vida cotidiana. Por ejemplo, ¿alguna vez has salido de una piscina y has sentido un ligero escalofrío a pesar de estar bajo el sol brillante? Esto ocurre porque el agua en tu piel se está evaporando, llevándose el calor de tu piel en el proceso.
¡Pruébalo!
¿Estás preparado para un refrigerio? Asegúrate de explorar las siguientes actividades con un compañero:
- ¿Qué tan eficaz es tu refrigerador para mantener tus alimentos frescos? ¡Obtén un termómetro y descúbrelo! Coloca el termómetro en el área de alimentos frescos de tu refrigerador y déjalo reposar durante unos minutos. Toma nota de la temperatura y luego mueve el termómetro al congelador. Una vez más, déjalo reposar durante unos minutos antes de tomar la temperatura. ¿Cuál es la diferencia de temperatura entre el congelador y el área de alimentos frescos?
- Pide a un adulto de tu familia o a un amigo que te ayude a examinar tu refrigerador de cerca. Pista: ¡probablemente estarán más emocionados por esta oportunidad de aprendizaje si les ayudas a limpiar el refrigerador al mismo tiempo! Si es posible, saca el refrigerador para ver los bobinas externas. ¿Puedes identificar alguna de las otras partes del sistema? ¡Verifica las configuraciones de temperatura para asegurarte de que estás minimizando el consumo de energía!
- ¿Cómo cambiaría tu vida cotidiana sin un refrigerador? Considera los alimentos que consumes habitualmente cada semana. ¿Cómo cambiarían tus comidas si solo te basaras en alimentos no refrigerados en la despensa? ¿Cómo crees que habrías disfrutado vivir en el pasado cuando los refrigeradores no eran comunes?
Fuentes de Maravilla
- http://www.explainthatstuff.com/refrigerator.html
- http://energyquest.ca.gov/how_it_works/refrigerator.html
- http://www.realsimple.com/food-recipes/tools-products/appliances/how-does-refrigerator-work
PREGUNTAS FRECUENTES
1. ¿Cómo funciona un refrigerador?
Un refrigerador funciona utilizando un ciclo de refrigeración para eliminar el calor del interior del refrigerador y liberarlo al exterior. Este ciclo involucra un refrigerante, que es un compuesto químico que puede cambiar fácilmente entre gas y líquido. El refrigerante absorbe el calor de los alimentos y el aire dentro del refrigerador, lo que hace que se evapore en forma de gas. Luego, el gas se comprime, lo que aumenta aún más su temperatura. Finalmente, el gas comprimido se condensa nuevamente en líquido, liberando el calor que absorbió. Este proceso continúa en un bucle, enfriando continuamente el interior del refrigerador.
2. ¿Cuál es el papel del compresor en un refrigerador?
El compresor es un componente esencial de un refrigerador. Es responsable de comprimir el gas refrigerante, lo que aumenta su temperatura y presión. Al comprimir el gas, el compresor ayuda a eliminar el calor del interior del refrigerador. El gas comprimido luego fluye hacia el condensador, donde libera el calor que absorbió. Sin el compresor, el ciclo de refrigeración no funcionaría correctamente y el refrigerador no podría enfriar el contenido del interior.
3. ¿Cómo controla el termostato la temperatura en un refrigerador?
El termostato en un refrigerador es un interruptor sensible a la temperatura que controla cuándo se enciende y se apaga el compresor. Se configura a una temperatura deseada y, cuando la temperatura dentro del refrigerador sube por encima de ese punto establecido, el termostato indica al compresor que se encienda. Una vez que la temperatura alcanza el punto establecido, el termostato detiene el compresor. Este ciclo se repite según sea necesario para mantener una temperatura consistente dentro del refrigerador. El termostato asegura que el refrigerador se enfríe cuando sea necesario y evita que se enfríe demasiado o desperdicie energía funcionando constantemente.
4. ¿Cuál es el propósito del condensador en un refrigerador?
El condensador en un refrigerador es responsable de liberar el calor que se absorbió del interior del refrigerador. El gas refrigerante comprimido fluye hacia el condensador, donde se enfría y se condensa nuevamente en estado líquido. A medida que el gas se condensa, libera calor al entorno circundante, generalmente a través de aletas o bobinas de metal. Este proceso de transferencia de calor permite que el refrigerante libere el calor que absorbió y esté listo para iniciar el ciclo nuevamente. Sin un condensador funcional, el refrigerador no podría enfriarse de manera efectiva.
5. ¿Cómo funciona la bobina evaporadora en un refrigerador?
La bobina evaporadora en un refrigerador se encuentra dentro del congelador o del compartimento del refrigerador. Es responsable de absorber el calor de los alimentos y el aire dentro del refrigerador. El gas refrigerante ingresa a la bobina evaporadora después de salir del compresor. A medida que el gas fluye a través de la bobina, se expande y se enfría, lo que hace que absorba calor del entorno. Este proceso enfría el interior del refrigerador. La bobina evaporadora está diseñada con aletas de metal delgadas para maximizar la superficie de intercambio de calor, lo que permite un enfriamiento eficiente.
6. ¿Puede un refrigerador funcionar sin electricidad?
No, un refrigerador no puede funcionar sin electricidad. Depende de la electricidad para alimentar el compresor, que es esencial para el ciclo de refrigeración. El compresor requiere electricidad para comprimir el gas refrigerante y eliminar el calor del interior del refrigerador. Además, el ventilador dentro del refrigerador, que ayuda a circular el aire frío, también requiere electricidad para funcionar. Sin una fuente constante de electricidad, un refrigerador no podría funcionar y mantener fríos los contenidos. Por lo tanto, durante los cortes de energía o en áreas sin electricidad, los refrigeradores pueden perder su capacidad de enfriamiento.
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