https://orcid.org/0009-0002-4605-3012

Latacunga - Ecuador

Este proyecto desarrolla un sistema de termo fluidos con refrigeración de bajo costo para la conservación

de alimentos, diseñado especialmente para comunidades de bajos recursos. Basado en la tecnología de

refrigeración por compresión de vapor, utiliza un compresor, un condensador, un dispositivo de

expansión y un evaporador para mantener temperaturas entre 2 °C y 8 °C, ideales para alimentos frescos.

La innovación del diseño radica en la selección de materiales económicos y refrigerantes ecológicos,

social y económico positivo, al generar empleo local y mejorar la calidad de vida en comunidades

vulnerables. Próximas etapas incluirán la optimización del diseño y pruebas piloto para validar su

implementación a mayor escala.

Palabras claves: sostenibilidad, eficiencia energética, refrigeración de bajo costo

Correspodencia: hvmorales@espe.edu.ec

a compressor, condenser, expansion device and evaporator to maintain temperatures between 2°C and

8°C, ideal for fresh foods. The design innovation lies in the selection of economical materials and

ecological refrigerants, reducing costs and environmental impact. Additionally, the system is energy

efficient, compatible with alternative energy sources such as solar panels, making it viable in rural areas

or areas with limited access to electricity. The design is modular, compact and easy to maintain, allowing

local manufacturing and simple repairs. During initial testing, it proved to be energy efficient,

competitive with more expensive commercial systems. This system not only extends the shelf life of

food, reducing waste, but also has a positive social and economic impact, generating local employment

and improving the quality of life in vulnerable communities. Next stages will include design

optimization and pilot testing to validate its implementation on a larger scale.

En la industria de refrigeración de frutas, hortalizas, se tiene diferentes métodos, permitiendo la

conservación del producto por una prolongación de tiempo considerable, dado que están influenciados

por diferentes factores que causan el deterioro del producto, desde microorganismo hasta la injerencia

de la temperatura.

Es por ello conocer los diferentes procesos empleados en la industria.

6. Refrigeración criogénica

7. Refrigeración por evaporación.

Refrigeración de la habitación. Este método consiste en la colocación de productos en los contenedores,

exponiéndose al aire frío. Es recomendable utilizarlo en productos sensibles a la humedad dado que el

enfriamiento es lento, apropiado para cantidades pequeñas. Además de que los envases deben estar

adecuadamente ventilados.

Refrigeración por aire forzado Este método se desarrolló para adaptarse a productos que requieren

eliminación relativamente rápidamente de calor, modificando el enfriamiento de habitación exponiendo

al producto a presiones considerablemente más altas. Para que su efectividad sea alta, es necesario que

los envases posean orificios que permitan la circulación del aire en dirección. Hidro enfriamiento Este

el hielo. Refrigeración por vacío Este tipo de enfriamiento se consigue mediante la evaporación de la

humedad del producto, siendo más eficiente reduciendo la presión a un punto de ebullición y temperatura

baja. El enfriamiento al vacío está influenciado por la relación superficie-masa además de la facilidad

del desprendimiento de tejido de los productos.

En el enfriamiento criogénico, el producto se enfría durante su traslado a través de un túnel, donde se

método es adecuado para los cultivos de temperatura cálida tales como tomates, pepinos, berenjenas. En

este proyecto se decidió emplear el sistema de hidro enfriamiento, dado que el cliente desea dicho

modelo, sin embargo, al no dar mayores explicaciones de dichos productos, es poco probable

recomendar un proceso con mayor eficiencia, además que dentro de la industria de la refrigeración. Con

dicha información recolectada nos permite conocer la industria de la refrigeración, además de

comprender el funcionamiento de cada uno. Para posteriores proyectos, con mayores libertades,

seleccionar el sistema en base a los productos a enfriar, además de tener en consideración la relación

costo-beneficio; permitiendo dar una variedad de opciones al cliente, de tal manera que elija en base a

su presupuesto. En base a los datos presentados, se definirá la manera adecuada de diseñar el proyecto

en la sección de metodología.

identificar las necesidades de este. Al terminar de recopilar todos los datos, se empieza a analizar los

conceptos teóricos aprendidos durante todo el semestre, y también nos ayudamos con información

sacada de textos científicos que nos aclara dudas en cuanto al desarrollo del ejercicio. Se termina este

método realizando los cálculos con los datos provistos y guardarlos de manera organizada y detallada.

Luego se procede a examinar de forma crítica los datos obtenidos mediante el método analítico, se revisa

si no existen valores inexistentes e imaginarios, y se verifica que los resultados estén de acuerdo con lo

Las máquinas térmicas convierten el trabajo en forma de energía, pero para dicho proceso es necesario

La transferencia de calor de una región de temperatura baja a otra de alta temperatura requiere

dispositivos especiales llamados refrigeradores (Cengel et al., 2014, p. 616).

Este ciclo tiene aplicaciones en los sistemas de acondicionamiento de aire acondicionado y bombas de

calor, teniendo 4 estados.

procesos principales: compresión isentrópica, condensación, expansión y evaporación.

condensación para maximizar la eficiencia térmica.

Se evaluará el rendimiento del sistema considerando eficiencia energética y costos de operación. Se

realizarán comparaciones con sistemas comerciales y se analizarán posibles mejoras. Se discutirá el

impacto de las condiciones ambientales y variaciones en los parámetros operativos en la eficiencia del

condensador y el dimensionamiento del compresor sobre el rendimiento del sistema.

Realizar el proceso de hidroenfriamiento se lo lleve a cabo de tal manera que la transferencia de calor

sea baja, esto se lo puede realizar aislando las tuberías sometiéndose en un entorno aislado, pues así

podemos mantener durante mayor tiempo el agua.

Organizar los emparejamientos de los alimentos y su empaquetamiento, también la forma que como

serán ubicados sobre la banda transportadora para así proveer el proceso de la congelación.

Regular la temperatura del proceso ya que, si esta no es adecuada para los alimentos, estos pueden

dañarse con el tiempo y durarán menos al tiempo que se recomienda, si la temperatura es baja puede

ocasionar una mengua en la actividad metabólica tanto en los alimentos como en los microorganismos.

Considerar cada producto por su tamaño, ya que algunos tienen un menor tiempo de congelación a

refrigerantes.

La Fig. 1 representa el modelo conceptual de una máquina térmica, que es un dispositivo que convierte

calor en trabajo mecánico. Este diagrama sigue el principio del segundo principio de la termodinámica,

donde se extrae calor de una fuente a alta temperatura y parte de esa energía se convierte en trabajo útil,

mientras que el resto se disipa a un sumidero de baja temperatura.

En un diagrama simplificado, se procede a mostrar el análisis, el cual será expandido en posteriores

conceptos. Dentro del análisis es fundamental conocer el trabajo neto de salida, para la Fig.2 se define

de la siguiente manera.

Una vez analizado el ciclo de Carnot se evidencio, que existen aspectos imprácticos, por lo cual el ciclo

de Rankine ideal no incluye procesos irreversibles

que escogimos que son manzanas, el tiempo de enfriamiento dependerá del tamaño del producto y el

Caudal , de la temperatura con la que ingresa el producto y con la temperatura del medio refrigerante,

es por ello que se escogieron manzanas. Normalmente el proceso de hidroenfriamiento suele mantener

temperaturas bajas en el agua, aunque no es recomendable pues puede llegar a provocar daños a los

productos, para poder llegar a que este proceso sea eficiente, es requerido que todo el proceso se

mantenga en una temperatura estable o en equilibrio. El cálculo del valor del factor de fricción no

presentó complicaciones ya que se usaron datos bibliográficos confiables es por ello por lo que se pudo

verificar la exactitud de los resultados mediante la comparación de los datos de referencia puesto que

este factor presenta diferencias en base al material que se vaya a utilizar Los resultados del diseño de un

hidroenfriador de manzanas fueron aceptables considerando que se realizaron varias su pociones para