Frigorífico de absorción

Un frigorífico de absorción produce frío con calor. El amoníaco líquido hierve dentro del espacio frío y toma el calor de los alimentos; el agua absorbe luego el vapor, y una llama o una resistencia eléctrica vuelve a expulsar el amoníaco del agua para que el ciclo empiece de nuevo. Ferdinand Carré patentó en Francia en 1859 una máquina que funcionaba con amoníaco y agua. Una versión continua sin piezas móviles, inventada en Estocolmo en 1922, todavía enfría caravanas y barcos.

Qué es

Un frigorífico de absorción enfría un armario con calor en lugar de con un motor. Como cualquier máquina frigorífica, hace hervir un líquido dentro del espacio frío para que tome el calor de los alimentos y luego devuelve el vapor al estado líquido fuera. Una máquina de compresión lo consigue con una bomba. Una máquina de absorción emplea un segundo líquido que absorbe el vapor, y una llama o una resistencia eléctrica que lo expulsa de nuevo. En los frigoríficos el par lo forman el amoníaco, que hierve, y el agua, que lo absorbe; las instalaciones de climatización usan más a menudo agua con una solución de bromuro de litio.

La forma más sencilla es un aparato intermitente de dos recipientes de acero unidos por un tubo, del tipo que Crosley vendió en Estados Unidos desde finales de los años veinte con el nombre de Icy Ball. Se calienta para cargarlo y después enfría un armario hasta que hay que cargarlo de nuevo. Los frigoríficos de absorción continuos, calentados sin pausa por una llama pequeña o una resistencia eléctrica, se siguen fabricando para caravanas y barcos, donde funcionan con gas o electricidad sin hacer ningún ruido.

El circuito de un frigorífico de absorción es un recipiente de acero sellado que contiene amoníaco a presión. El amoníaco es tóxico e inflamable: en concentraciones altas quema los ojos, la piel y los pulmones y puede matar. No abra, perfore, caliente, recargue ni repare nunca un circuito así, ya sea de un frigorífico viejo o de un aparato de colección; déjelo en manos de especialistas en frío. Un frigorífico con llama de gas o de queroseno puede desprender monóxido de carbono, un gas sin color ni olor. Úselo solo donde esté instalado para ello, con la parte trasera aislada del espacio habitado y el conducto de humos y las rejillas despejados, y no use nunca un frigorífico portátil de gas en una tienda de campaña, un vehículo cerrado o una habitación sin ventilación.

Cómo funciona

El agua absorbe con gran facilidad el gas amoníaco, una propiedad que Joseph Priestley observó al aislar el amoníaco en 1774. El agua fría retiene mucho; si se calienta la solución, el gas vuelve a salir. Un frigorífico de absorción aprovecha esa diferencia dos veces en cada ciclo, una para sacar el amoníaco del agua y otra para devolvérselo.

Un aparato intermitente funciona en dos fases. Primero, el calor expulsa el amoníaco de la solución concentrada de un recipiente, y el vapor pasa a un segundo recipiente, donde el enfriamiento lo convierte en líquido. Después, cuando el primer recipiente vuelve a estar frío, su solución pobre recoge de nuevo el vapor de amoníaco. La presión baja, así que el amoníaco líquido del segundo recipiente hierve a baja temperatura y toma calor de lo que lo rodea. Cuando todo el amoníaco ha vuelto al agua, hay que calentar otra vez el aparato.

En la parte trasera de un frigorífico de absorción de gas, una llama pequeña bajo el hervidor mueve todo el circuito.

Un frigorífico continuo realiza los mismos pasos a la vez, cada uno en su propia parte de un único circuito sellado. Una llama pequeña o una resistencia eléctrica calienta el hervidor, donde el amoníaco abandona la solución; las burbujas que suben elevan el líquido por un tubo estrecho, de modo que la solución circula sin bomba mecánica. El vapor de amoníaco se condensa en tubos situados detrás del armario, pasa al evaporador del interior y hierve allí. La solución pobre que gotea por el absorbedor recoge el vapor y vuelve al hervidor. El circuito contiene además hidrógeno. La presión total es más o menos la misma en todo el circuito, pero en el evaporador el hidrógeno rebaja la presión parcial del amoníaco, de modo que el amoníaco líquido se evapora en él a baja temperatura. En el absorbedor el agua retira el amoníaco del gas, y el hidrógeno, que no se absorbe, vuelve al evaporador. Sin válvula ni bomba, el frigorífico no tiene ninguna pieza móvil.

Historia y evolución

El experimento de Leslie: bajo la campana, un plato de ácido sulfúrico absorbe el vapor de una taza de agua hasta que el agua se congela.

En 1810 John Leslie congeló agua con una bomba de vacío, empleando una gran superficie de ácido sulfúrico concentrado para absorber el vapor de agua a medida que se formaba. En 1813 William Hyde Wollaston señaló que el ácido le ahorraba a Leslie la enorme bomba que habría exigido el vacío por sí solo. Edmond Carré, hermano de Ferdinand, construyó más tarde un aparato que enfriaba garrafas de agua o de vino con agua y ácido sulfúrico.

Ferdinand Carré (1824-1900), ingeniero francés, obtuvo en 1859 una patente francesa para una máquina de absorción que fabricaba hielo con amoníaco disuelto en agua; el historiador R. P. Multhauf fecha la máquina en 1858. Unía dos recipientes con un tubo, calentaba uno para expulsar el amoníaco y enfriaba el otro para condensarlo, y se fabricó en serie al año siguiente. Su patente estadounidense de 1860 enumera varios pares de trabajo, entre ellos el amoníaco y el agua, y describe el depósito calentado, el segundo recipiente mantenido en agua fría y el «frío intenso» que aparece en cuanto empieza la absorción. Las máquinas de Carré siguieron en uso hasta principios del siglo XX, cuando las sustituyeron las de compresión.

Los reflectores solares de Augustin Mouchot concentraban la luz del sol sobre una caldera situada en su centro.

En la Exposición Universal de París de 1878, Augustin Mouchot fabricó hielo con una máquina de amoníaco de Carré calentada por luz solar concentrada.

En 1922 dos estudiantes de ingeniería del Real Instituto de Tecnología de Estocolmo, Baltzar von Platen y Carl Munters, presentaron un frigorífico de absorción continuo que podía funcionar con electricidad, gas o queroseno. Dometic fecha su patente en 1923. La empresa sueca Arctic compró los derechos de fabricación y después Electrolux compró Arctic. Electrolux fecha en 1925 su primer frigorífico de absorción a la venta, la ASHRAE fecha en 1926 el modelo doméstico de gas, y Servel, de Indiana, lo vendió en Norteamérica antes de fabricarlo bajo licencia.

En junio de 1927 David Forbes Keith, de Toronto, solicitó una patente para el aparato intermitente de dos recipientes que la empresa Crosley, de Cincinnati, vendió como Icy Ball a granjas sin electricidad. Todavía se fabrican frigoríficos de absorción silenciosos para caravanas y barcos.