El hielo líquido: una Tecnología prometedora

En la antigüedad, para enfriar sus alimentos, los Romanos utilizaban hielos líquidos naturales, por ejemplo las mezclas nieve-agua, el hielo triturado, hielo en escama, etc. En el último siglo los hielos líquidos fueron fabticados artificialmente. Inicialmente se trataba de agua con grandes partículas de hielo cuyo diámetro caractetístico oscilaba entre uno y varios centímetros.

Estas suspensiones eran utilizadas principalmente para enfriar las minas de carbón, plata u oro. La producción de hielos líquidos con cristal más fino ha permitido aplicar esta técnica en sistemas de menor dimensión, por ejemplo los muebles de venta de los supermercados Es difícil definir "los hielos líquidos". Sin embargo pueden ser clasificados utilizando las definiciones siguientes3 :

Definición 1: un hielo liquido, es una sustancia caracterizada por partículas sólidas de hielo dispersas en un líquido, formando así una suspensión difásica.

Definición 2: un hielo líquido de cristales finos es una sustancia caracterizada por partículas de diámetro característico medio inferior o igual a 1 mm.

Métodos de producción:

Actualmente, las técnicas de producción de hielos líquidos utilizadas son de tipo mecánico. En general, el fluido frigorígeno o refrigerante es evaporado en un evaporador cilíndrico de doble pared. A nivel estructural, la mezcla de agua y de un aditivo provoca la formación de cristales de hielo en la pared externa; estos son seguidamente desprendidos mecánicamente. Cuando los cristales caen en el líquido, el número de partículas de hielo por unidad de volumen -es decir la concentración en hielo- aumenta. Los generadores mecánicos de tipo raspador han aparecido en el mercado y son actualmente

ampliamente utilizados en el laboratorio así como en determinadas instalaciones.

 

Están equipados de:

·       Cuchillas rotativas

·       Placas cilíndricas rotativas

·       Cepillos rotativos

·       Tornillos en cilindros

 

Están en estudio otros tipos de generadores de hielo líquido:

• Generadores de tipo flujo vortex (los remolinos de líquido anancan las partículas de hielo de supetficies tratadas especialmente para que sean poco adhesivas).

• Generadores de tipo inyección directa o de intercambio directo de calor (el refrigerante es inyectado directamente en el agua).

• Generador de lecho fluidificado (la corriente arrastra esferas de acero o de vidrio que, chocando con las paredes, desprenden los cristales de hielo).

• Generadores que utilizan agua en sobrefusión con diferentes tipos de iniciación a la nucleación:

·       Por disminución de la cantidad de movimiento (flujo perpendicular a una pared fría).

 

·       Por campos ultrasónicos.

·       Por nucleación de burbujas.

·       Generador de hielo a vacío (la presión es disminuida hasta el punto triple del agua).

• Generador de hielo líquido por raspado termo-hidromecánico

 

Ventajas de la tecnología de los hielos líquidos Las ventajas potenciales de los sistemas de hielo líquido enumeradas en este epígrafe, son válidas cuando se comparan estos sistemas con los sistemas de evaporación

directa y/o los sistemas frigoríficos indirectos que utilizan la salmuera como fluido frigorífero:

• Potencia frigorífica elevada por el hecho de la utilización del calor latente

• Menor diámetro de las tuberías (A)

• Menor consumo energético de las bombas (B)

• Las experimentaciones llevadas a cabo tienden a demostrar que la calidad del frio producido por los sistemas de hielo líquido se mejora: mayor estabilidad de la temperatura, control más sencillo de la humedad y del escarche/desescarche.

• Asociado a un almacenamiento de energía, la capacidad térmica elevada del sistema permite soportar los costes eléctricos de corta duración

• Posibilidad de aprovechar una electricidad menos costosa y de una presión de condensación más baja durante la noche

• Seguridad acrecentada gracias al almacenamiento de frío en tanques

• Menores cantidades de refrigerante en los circuitos primarios.

 • Si la demanda de frío de un sistema existente debe ampliarse, no es necesaria aumentar la potencia eléctrica suministrada, puesto que la producción de frío puede ser prolongada hasta las 24 h.

• La potencia frigorífica disponible en un periodo de punta es más importante en un sistema de hielo líquido que en un sistema de acumulación convencional (por ejemplo los bancos de hielo).