ESTUDIO DE PROPIEDADES Y DETERMINACION DE

PARAMETROS DEL

ICE SLURRY COMO ALTERNATIVA A REFRIGERANTES

CONVENCIONALES

P. Flores, L. Nina, J. Paredes

Universidad Católica de Santa María, Arequipa Perú

Facultad de Ingenierías Físicas y Formales

RESUMEN

El Ice Slurry es una suspensión de cristales de hielo en una solución

acuosa. Sus características de manipulación, así como su capacidad

de refrigeración pueden ser combinadas para servir a cualquier

aplicación, simplemente variando la concentración de hielo. El Ice

Slurry está conformado por cristales de hielo microscópicos que dan

un área de superficie para el intercambio de calor mucho mayor que

las observadas en los bancos de hielo convencionales; además,

puede ser bombeado; consecuentemente, el hielo puede ser

derretido rápidamente.

Introducción

El objetivo de este trabajo es la determinación de las características

de transferencia de calor de un generador de ice slurry.

Ice slurry es una tecnología relativamente nueva, utilizada para una

variedad de propósitos diferentes, donde la alta performance de

refrigeración es requerida. Su uso más difundido es como fluido

refrigerante secundario en sistemas de aire acondicionado y

almacenamiento de energía térmica.

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Otras aplicaciones de ice slurry incluyen la refrigeración en el área

pesquera. Su aplicación，también se extiende al área de la medicina,

donde es utilizada en algunos tipos de cirugía.

Ice slurry

El hielo líquido es un método de refrigeración alternativo al hielo

tradicional; representa una técnica nueva, que está tratando de

introducirse en el mercado.

Es un sistema binario que consiste en una suspensión de cristales de

hielo esféricos y microscópicos dispersos finamente en el seno de una

solución anticongelante, de aspecto similar a un granizado, como se

puede ver en la Ilustración

Presenta una alta capacidad de intercambio térmico (mayor de 60

Kcal/kg), claramente superior a la del agua (1 Kcal/kg). El hielo

líquido es producido mediante un proceso que remueve

continuamente el hielo creado, quedando suspendido en forma de

cristales microscópicos dentro de la solución.

La proporción hielo/agua de trabajo es variable, oscilando en el

intervalo 20-40% en función de la especie marina a conservar. El

contenido en sal de la disolución de partida suele coincidir con el del

agua marina, aunque la tecnología permite modificar este

parámetro. El sistema de producción de hielo líquido consiste en una

fuente de enfriamiento susceptible de substituir la utilización de las

máquinas convencionales productoras de hielo en eslabones del

sector pesquero tales como conservación de la pesca en alta mar,

manipulación en lonjas y climatización y conservación en grandes

superficies de alimentación

Transferencia de calor

La transferencia de calor es el paso de energía térmica desde un

cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura. Cuando

un cuerpo, por ejemplo, un objeto sólido o un fluido, está a

una temperatura diferente de la de su entorno u otro cuerpo, la

transferencia de energía térmica, también conocida como

transferencia de calor o intercambio de calor, ocurre de tal manera

que el cuerpo y su entorno alcancen equilibrio térmico.

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Los modos de transferencia son diferentes de procesos de transporte

de calor, usualmente se agrupan en tres tipos según haya también

transferencia o no transferencia de materia (o fotones):

Conducción: Esa transferencia de calor que se produce a través de

un medio estacionario -que puede ser un sólido- cuando existe

una diferencia de temperatura.

Convección: La convección es una de las tres formas de

transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por

medio de un fluido (líquido o gas) que transporta el calor entre

zonas con diferentes temperaturas. La convección se produce

únicamente por medio de materiales fluidos.

Radiación: se puede atribuir a cambios en las configuraciones

electrónicas de los átomos o moléculas constitutivos. En ausencia

de un medio, existe una transferencia neta de calor por radiación

entre dos superficies a diferentes temperaturas, debido a que

todas las superficies con temperatura finita emiten energía en

forma de ondas electromagnéticas.

Refrigeración

La refrigeración es un proceso que consiste en bajar o mantener el

nivel de calor de un cuerpo o un espacio. Considerando que

realmente el frío no existe y que debe hablarse de mayor o menor

cantidad de calor o de mayor o menor nivel térmico (nivel que se

mide con la temperatura), refrigerar es un proceso

termodinámico en el que se extrae calor del objeto considerado

(reduciendo su nivel térmico), y se lleva a otro lugar capaz de

admitir esa energía térmica sin problemas o con muy pocos

problemas.

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Desarrollo

Resultados

Conclusion

- Se han determinado las características termofísicas de un hielo

líquido formado a partir de agua-NaCl, para distintas concentraciones

de sal y de hielo. Este trabajo se ha realizado asumiendo un

comportamiento ideal del fluido basado en la homogeneidad de la

mezcla entre las dos fases de cara a la aplicación de las expresiones

teóricas. A la vista de los resultados obtenidos se ha podido

comprobar la similitud en el comportamiento entre los hielos líquidos

formados a partir de la mezcla agua-NaCl y agua-etanol.

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