The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030

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The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030
ORIGINAL

     The Universal Fridge ODS18,
     Objetivos del milenio 2030
     The Universal Fridge SDG18, 2030 Goals

     Élida Pereiro López1, Jesús Fernández Diez2, Ricardo Baamonde Couto3

     Resumen                                                                             Abstract
     En el año 2015, los Estados miembros de la Organización de                          The 2030 Agenda for Sustainable Development, adopted by all
     las Naciones Unidas aprobaron la Agenda 2030 sobre el De-                           United Nations Member States in 2015, is a call for action to pro-
     sarrollo Sostenible en la que se establecen 17 objetivos de de-                     mote prosperity while protecting the planet. At its heart there are
     sarrollo sostenible (ODS) para ser alcanzados en el año 2030                        the 17 Sustainable Development Goals (SDGs), which are an ur-
     (ONU, 2015). El Fin de la pobreza (ODS1), Hambre cero (ODS2)                        gent call for action by all countries in a global partnership. Ending
     e Igualdad de género (ODS5) son algunos de los objetivos que                        poverty, Zero hunger and Gender equality are some of the goals to
     se marcan en la agenda 2030.                                                        be reached by 2030.
     La consecución de dichos objetivos va a depender, en gran me-                       The achievement of these objectives will depend, to a large extent,
     dida, de la capacidad de la tecnología para adaptarse a la si-                      on the ability of technology to adapt to the poverty situation in
     tuación de pobreza en la que se encuentra aún gran parte de la                      which a large part of the world population still finds itself.
     población mundial.                                                                  Around 1.5 billion people worldwide are currently unable to refri-
     Se estima que, actualmente, 1.500 millones de personas en todo                      gerate their food. Not having a fridge forces women to be tied to
     el mundo no disponen aún de la posibilidad de refrigerar sus ali-                   kitchens for hours day after day, preventing them from personal
     mentos. No tener acceso a una nevera provoca que, mayormen-                         progress and development. The Universal Fridge (TUF) was born
     te las mujeres tengan que estar atadas a las cocinas día tras                       to try to solve this problem. Its primary goal is to find a simple and
     día, impidiendo de manera importante su progreso y desarrollo.                      affordable solution which allows people to refrigerate their food,
     Para tratar de buscar una solución a este problema, nace el                         all over the world, by 2030. Achieving this objective will allow the
     proyecto The Universal Fridge (TUF), cuyo objetivo principal es                     empowerment of many people, mainly women, who do not have
     que todo el mundo disponga de la posibilidad de refrigerar sus                      the possibility to refrigerate their food.
     alimentos en el año 2030. Este logro permitiría, a su vez, el em-
     poderamiento de muchas personas, mujeres en su mayoría, que                         Keywords
     hoy en día aún no tienen la posibilidad de refrigerar su comida.                    Sustainable development goals, gender equality, innovation for cooperation
                                                                                         and development, refrigeration, 2030 Agenda.

     Palabras clave
     Objetivos del milenio, objetivos de desarrollo sostenible, innovación para la
     cooperación y el desarrollo, igualdad de género, refrigeración. Agenda 2030.

     Recibido / received: 01/06/2020. Aceptado / accepted: 16/06/2020.

     1 Ingeniera técnica industrial (EUP Ferrol, UDC). Grado en Ingeniería en Electrónica Industrial y Automática (Universidad de León). Profesora técnica de For-
     mación Profesional de la especialidad de Instalación y Mantenimiento de Equipos Térmicos y de Fluidos (CIFP Politécnico de Santiago).
     2 Ingeniero técnico industrial (EUP Ferrol, UDC). Licenciatura en Derecho (UDC). Técnico especialista FPII en Instalaciones Frigoríficas. Profesor de Formación
     Profesional de la especialidad de Organización y Proyectos de Sistemas Energéticos (IES Universidade Laboral, Culleredo, A Coruña).
     3 Ingeniero técnico industrial (EUP Ferrol, UDC). Grado en Investigación y Técnicas de Mercado (UOC). Profesor de Formación Profesional de la especialidad
     de Organización y Proyectos de Fabricación Mecánica (IES Universidade Laboral, Culleredo, A Coruña).
     Autor para correspondencia: Ricardo Baamonde Couto. Email: rbcouto@theuniversalfridge.org

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The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030
The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030

Figura 1. Los 17 objetivos para el desarrollo sostenible (ODS) de la ONU para el 2030.

Introducción                                                volumen de alimentos por espacios de                           como bien indica su nombre, no tiene
Cuando se habla de innovación siem-                         tiempo relativamente largos, además                            principio ni fin. Es cerrado.
pre se piensa en la creación de un nue-                     de una fiabilidad muy alta. La nevera                              El círculo de la pobreza provoca,
vo producto o en la evolución tecno-                        es uno de los electrodomésticos que                            entre otras muchas consecuencias, que
lógica de uno ya existente, es decir, se                    menos averías presentan y con una                              no se pueda tener acceso al suministro
piensa en tratar de mejorar técnica y                       vida útil que puede alcanzar fácilmen-                         eléctrico de red. Para los 1.000 millo-
tecnológicamente lo ya realizado. Lo                        te los 20 años. Además, todo esto a un                         nes de personas que no tienen acceso
que puede suceder es que una inno-                          coste económico relativamente bajo.                            a la electricidad (IEA, 2017), con una
vación pueda no continuar la evolu-                         Por menos de 200 euros es posible en-                          renta disponible que no supera el euro
ción prevista por diferentes motivos.                       contrar en el mercado frigoríficos con                         diario (World Bank, 2018) solo insinuar
Por ejemplo, la tecnología actual per-                      congelador con una capacidad superior                          que podrían disponer de una nevera en
mite la producción de coches 100%                           a 200 litros.                                                  la vivienda sonaría, hoy en día, a sueño
eléctricos. Estos, a día de hoy, son ya                     Se puede decir que las neveras domés-                          imposible de alcanzar (figura 2).
vehículos muy fiables y disponen de                         ticas actuales son un prodigio de la                               En la mayoría de los países de los
unas prestaciones que superan, por                          evolución de la tecnología que, como                           denominados “en desarrollo”, las la-
lo general, a los vehículos con motor                       tantas otras cosas, solo apreciamos                            bores del hogar recaen en las mujeres,
de combustión. Además, su impacto                           cuando no podemos disponer de ella.                            casi exclusivamente (UNWOMEN,
medioambiental es significativamente                        Y esta es la situación en la que se en-                        2012). Desde niñas son las encargadas
menor. Pero tienen un gran inconve-                         cuentran aproximadamente 1.500 mi-                             de realizar las tareas domésticas, entre
niente que actúa de barrera para su                         llones de personas en el mundo (Wol-                           las que se encuentra preparar la co-
uso masivo: su coste aún no está al                         fram y cols., 2012).                                           mida diariamente para toda la familia
alcance de la gran mayoría de la po-                           Una simple nevera, que tanto fa-                            (figura 3). Esto impide tanto que pue-
blación.                                                    cilita la vida de las personas, no está                        dan asistir al colegio cuando son niñas
   Algo similar, en otra escala, está su-                   al alcance del 20% de la población                             y jóvenes, como que puedan disponer,
cediendo con las neveras domésticas.                        mundial. ¿La razón? No hay una úni-                            ya de adultas, de cierta independencia
La más común de las neveras dispo-                          ca razón, pero si hubiese que escoger,                         económica realizando un trabajo re-
nible en nuestras viviendas, incluso la                     la pobreza sería una de las principa-                          munerado fuera de casa o montando
más económica, posee unas excelentes                        les causas (Ritchie y Roser, 2019). Y                          su propio negocio.
prestaciones: alcanza bajas temperatu-                      la cuestión que esto presenta es que                               Dado que el reparto de responsa-
ras, dispone de un buen rendimiento                         la situación de pobreza no viene de-                           bilidades en el hogar y la igualdad de
energético, una capacidad (en litros)                       terminada por una única causa y que                            género están lejos de ser alcanzadas en
que permite conservar un importante                         el denominado círculo de la pobreza,                           casi todos los países del mundo, si es-

                                                         Técnica Industrial, julio 2020, 326: 1-74 | doi: 10.23800/10416                                         63
The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030
Élida Pereiro López, Jesús Fernández Diez, Ricardo Baamonde Couto

                                                                                                                       Figura 4. Logo del proyecto The Universal Fridge
                                                                                                                       (TUF).

                                                                                                                       sin depender de un enchufe. La solu-
                                                                                                                       ción técnica y económica existe, sim-
                                                                                                                       plemente hay que buscarla y son mu-
Figura 2. Dos amigos de Malaui compartiendo sus pertenencias, bicicleta y zapatos incluidos. Foto: Opera-              chas las tecnologías aplicables a The
ción Pangono Pangono.                                                                                                  Universal Fridge.
                                                                                                                           Nuestra experiencia como miem-
                                                                                                                       bros de la Asociación Operación
                                                                                                                       Pangono Pangono en el campo del
                                                                                                                       voluntariado y la cooperación nos ha
                                                                                                                       motivado para la creación del pro-
                                                                                                                       yecto The Universal Fridge (TUF)
                                                                                                                       (figura 4), el cual tiene como primer
                                                                                                                       objetivo dar a conocer la situación de
                                                                                                                       este 20% de la población mundial que
                                                                                                                       aún no puede refrigerar su comida, y
                                                                                                                       cómo, dando esa posibilidad básica,
                                                                                                                       mejorarían sustancialmente sus posi-
                                                                                                                       bilidades de desarrollo, especialmente
                                                                                                                       para niñas y mujeres. Buscamos la sen-
                                                                                                                       sibilización de la sociedad, en general,
                                                                                                                       y de instituciones, empresas, ingenie-
                                                                                                                       ras e ingenieros en particular, para
                                                                                                                       tratar de buscar una solución que, sin
                                                                                                                       duda alguna, sería una excelente he-
                                                                                                                       rramienta para alcanzar muchos de los
                                                                                                                       objetivos de la agenda 2030.
Figura 3. Mujeres en la cocina para pacientes en un hospital de Malaui. En muchos países las personas in-
gresadas en un hospital deben ir acompañadas de una persona cuidadora que tiene, entre otras funciones,                Características del diseño de TUF
la de realizar la comida para la persona ingresada. Incluso tienen que aportar la madera que usarán para
preparar la comida. Foto: Operación Pangono Pangono.
                                                                                                                       Buscar la solución para estos 1.500
                                                                                                                       millones de personas que no tienen la
                                                                                                                       posibilidad de refrigerar sus alimentos
tas mujeres tuviesen la posibilidad de                   blación, solucionar este problema. El                         no significa que se trate de buscar una
refrigerar su comida podrían, por una                    bajo poder adquisitivo de la población                        única solución. The Universal Fridge
parte, liberar parte del tiempo diario                   que sufre esta situación desincentiva                         (La Nevera Universal) puede tener
que dedican a hacer la comida, al po-                    la investigación por el poco margen                           distintas soluciones técnicas para el
der conservarla de un día para otro.                     de beneficio de la posible solución.                          mismo problema.
Por otra parte, tendrían la posibilidad                  Esto, unido a las excelentes cualida-                            Tecnológicamente, no tiene por
de almacenar en buen estado produc-                      des de las neveras actuales de funcio-                        qué utilizarse la misma solución para
tos agrícolas para ser vendidos en los                   namiento por compresión (y evapora-                           las mujeres del Sahel africano, con al-
pequeños mercados locales que se cele-                   ción) de un fluido, ha provocado que                          tas temperaturas, baja humedad y sin
bran semanal o quincenalmente.                           actualmente no se busque de manera                            acceso a la electricidad, que para una
   La cuestión que se pone sobre la                      prioritaria una alternativa a la nevera                       familia de la India que vive en una
mesa es si sería técnicamente posible,                   doméstica “común”, con un coste aún                           zona también de altas temperaturas
con un coste accesible a toda la po-                     menor y, lo que es más importante,                            pero con un alto grado de humedad,

64                                                   Técnica Industrial, julio 2020, 326: 1-74 | doi: 10.23800/10416
The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030
The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030

y que puede que disponga de acceso                          Si hablamos de la congelación de ali-                          Coeficiente de Operación (COP), su-
al suministro eléctrico. Se estima que                      mentos, y para que puedan durar va-                            perior a 3.
en el año 2030 la práctica totalidad de                     rios meses, se necesitan entre -18 ºC y                           Esta capacidad de refrigeración,
la población de la India dispondrá de                       - 22 ºC. Estas son situaciones ideales,                        indispensable en cualquier nevera
acceso al suministro eléctrico de red                       en las que el coste de fabricación y la                        doméstica actual, no sería un requi-
(World Bank, 2018). Otra cuestión di-                       disponibilidad del suministro eléctri-                         sito imprescindible en The Universal
ferente es su capacidad económica para                      co no son requisitos que determinen                            Fridge. Evidentemente, disponer de
adquirir una nevera para su hogar.                          el diseño final.                                               una tecnología con una potencia fri-
   Teniendo esto en cuenta, el punto                           Pero el no alcanzar esas temperatu-                         gorífica importante sería estupendo,
de partida es que no existe una úni-                        ras en la posible solución (o soluciones)                      pero hay que tener en cuenta que los
ca “nevera universal”, sino que de-                         de The Universal Fridge, no implica                            patrones de consumo son totalmente
pendiendo de la situación se pueden                         que no puedan ser soluciones válidas.                          diferentes cuando el poder adquisitivo
aplicar diferentes soluciones, por lo                       Por ejemplo, en climas con altas tem-                          varía de manera importante.
que se exponen a continuación dis-                          peraturas, como el desértico, disponer                            Por tanto, aunque se encuentre una
tintas variables de diseño que tener                        de un espacio donde se puedan conser-                          solución con una capacidad de refrige-
en consideración a la hora de buscar                        var alimentos y bebidas a 10 o 15 ºC,                          ración (en kg) relativamente baja, no
las soluciones posibles para que todo                       sería una mejora considerable en las                           debe descartarse como una posible so-
el mundo pueda refrigerar su comida:                        condiciones de vida de esas personas.                          lución para The Universal Fridge.
The Universal Fridge.
                                                            Temperatura diferencial ‘in-out’ (AT)                          Consumo energético y eficiencia (%)
Coste                                                       Algunas tecnologías no están tan con-                          Los equipos de compresión mecáni-
Mil millones de personas sobreviven                         dicionadas por la temperatura míni-                            ca usados actualmente en las neveras
hoy en día con menos de un euro dia-                        ma que puedan alcanzar como por el                             domésticas pueden tener solo un con-
rio. La mitad de la población mundial                       incremento (o diferencial, mejor di-                           sumo eléctrico de 100 W y alcanzar
dispone de menos de cinco euros de                          cho) al que son capaces de llegar con                          valores de COP cada día más altos
renta diaria (World Bank, 2018). Es                         respecto a la temperatura ambiente.                            gracias a las mejoras de materiales y
evidente que el primer parámetro que                        Ciertas tecnologías son descartadas                            nuevos refrigerantes. Este “bajo con-
hay que tener en cuenta a la hora de                        para ser usadas en refrigeración por no                        sumo” y esta ”alta “eficiencia”, entre
diseñar cualquier solución para The                         poder alcanzar los 4 ºC, independien-                          otras razones, hacen que sea el sistema
Universal Fridge es su coste. En prin-                      temente de las condiciones exteriores,                         mayoritariamente usado en los equi-
cipio, un coste de adquisición superior                     pero que sí pueden ser utilizadas para                         pos de refrigeración, tanto domésticos
a 30 euros la haría prácticamente in-                       alcanzar un diferencial de 10 o 15 ºC                          como industriales.
alcanzable para la población que tiene                      respecto a la temperatura ambiente.                               Esto no significa que se tengan
que tratar de sobrevivir con un euro                        La posibilidad de conservar alimen-                            que descartar otros sistemas menos
diario. A pesar del gran avance que                         tos a 20 ºC, cuando el exterior está a                         eficientes para su uso en The Uni-
supondría instalar un refrigerador de                       35 ºC, puede ser la diferencia entre                           versal Fridge. Aprovechar algún tipo
alimentos en casa, la baja renta dispo-                     que estos deban consumirse en pocas                            de energía disponible o sobrante para
nible se debe destinar a necesidades                        horas y que puedan conservarse unos                            “producir” frío, aunque con una efi-
básicas e ineludibles para la supervi-                      días. Y, en el caso de productos agrí-                         ciencia baja, puede ser una buena solu-
vencia, comida principalmente. El cír-                      colas, puede significar una oportuni-                          ción en determinadas circunstancias.
culo de la pobreza aparece de nuevo.                        dad de negocio para las mujeres de la
   Sin embargo, un coste en principio                       vivienda al poder comercializarlos en                          Capacidad (litros)
superior al precio objetivo de 20 o 30                      pequeños mercados.                                             Un combi de lo más común ofrece
euros no debiera descartarla automá-                                                                                       una capacidad de 300 litros de alma-
ticamente como posible solución. Por                        Potencia frigorífica                                           cenamiento. El más pequeño de los
ejemplo, si piezas o partes de la solución                  Como norma general, las neveras do-                            frigoríficos comerciales, alrededor de
técnica propuesta pudiesen ser “autofa-                     mésticas comunes no tienen dificulta-                          100 litros. Con estas capacidades de
bricadas” con materiales accesibles para                    des para refrigerar todos los alimentos                        almacenamiento una familia podría
la población objetivo o con materiales                      que pueden albergar en su interior.                            conservar, fácilmente, los alimentos
reciclados, el escollo del “sobrecos-                       Además, ya no son usadas únicamente                            necesarios para una semana. Y si esa
te” podría ser salvable. Asimismo, si la                    para refrigerar alimentos básicos y, en                        capacidad se usase solo para alimentos
solución propuesta fuese una solución                       (casi) todas las neveras de occidente, se                      básicos, mucho más tiempo. Una solu-
centralizada (para varios hogares o po-                     pueden encontrar además de alimentos                           ción para The Universal Fridge con ca-
blados pequeños) podría sobrepasarse la                     gran cantidad de bebidas elaboradas,                           pacidades inferiores sería perfectamen-
cifra de los 30 euros y ser una propuesta                   como refrescos, listas para ser consu-                         te válida ya que solo sería usada para la
perfectamente útil y válida.                                midas ya frías pocas horas después de                          conservación de alimentos básicos.
                                                            haberlas depositado en la nevera.
Temperatura mínima                                             Una nevera doméstica común, con                             Portabilidad
Para una correcta conservación de la                        un consumo eléctrico de unos 100 W,                            Hay determinadas características tec-
mayoría de los alimentos se recomien-                       es capaz de tener una capacidad de                             nológicas que, desde un punto de vis-
da una temperatura entre 4 ºC y 6 ºC.                       refrigeración de 300 W gracias a su                            ta occidental, no son relevantes. Un

                                                         Técnica Industrial, julio 2020, 326: 1-74 | doi: 10.23800/10416                                          65
The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030
Élida Pereiro López, Jesús Fernández Diez, Ricardo Baamonde Couto

ejemplo podría ser la portabilidad de
las neveras. ¿Quién quiere o necesita
que una nevera sea móvil? Desde nues-
tro punto de vista puede no ser necesa-
ria, más allá de la típica nevera de pic-
nic o de conservación de congelados
para el supermercado. Pero cuando la
temperatura ambiente supera los 30 ºC
y es necesario desplazarse durante va-
rias horas para poder vender productos
de la huerta en un mercado local, dis-
poner de una nevera portable permi-
tiría comercializar dichos productos y
obtener una fuente de ingresos para las
familias (figura 5).
   De igual modo, hay circunstancias
en las que romper la cadena de frío,
aunque sea por un breve periodo de
tiempo, pueden arruinar completa-
mente el producto. Un ejemplo claro
son las vacunas que, tras un breve pe-
riodo de tiempo expuestas a tempera-
turas diferentes a las de conservación,
pasarían a ser totalmente inservibles.
Por este tipo de situaciones la porta-
bilidad de la The Universal Fridge se                    Figura 5. Camino hacia el mercado local semanal en una carretera de Malaui. Foto: Operación Pangono
considera un factor clave.                               Pangono

                                        CUANTIFICACIÓN Y VALORACIÓN USO MODELO PARA THE UNIVERSAL FRIDGE
                                                                                 Valor objetivo      Valor mínimo               Valor modelo   Puntuación (5 ideal,
                 Ejemplo TUF                         Valores referencia                                                Unidad
                                                                                                                                                  0 no óptimo)
                                                                                      (=5)               (=0)                    estudiado
 Coste (€)
 Temperatura mínima (ºC)
 Temperatura diferencial (in/out)
 Potencia frigorífica (W)
 Consumo energético (W)
 Eficiencia (comparación COP nevera comp)
 Capacidad (l)
 Portabilidad
 Durabilidad
 Complejidad
                                                                                                                                   Total              33,9

     Ejemplo estudio modelo
       The Universal Fridge

Figura 6. Ejemplo de valoración y cuantificación de un modelo para ser usado como TUF.

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The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030
The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030

                                                                                                                           móviles (figura 7), donde la gente de
                                                                                                                           los alrededores acude, no solo a com-
                                                                                                                           prar cupones de recarga de minutos y
                                                                                                                           datos para sus teléfonos móviles, sino
                                                                                                                           también para recargar sus baterías,
                                                                                                                           puesto que en sus viviendas no dispo-
                                                                                                                           nen de electricidad.
                                                                                                                               El impacto de la telefonía móvil en
                                                                                                                           países en desarrollo es un caso aparte
                                                                                                                           de estudio. Resulta a veces sorpren-
                                                                                                                           dente, desde el punto de vista de nues-
                                                                                                                           tra sociedad, que una africana o un
                                                                                                                           africano dedique parte de sus limita-
                                                                                                                           dos recursos económicos a comprar y
                                                                                                                           recargar un teléfono móvil en vez de
                                                                                                                           destinar estos recursos a aquellas ne-
                                                                                                                           cesidades consideradas básicas: vivien-
Figura 7. Quiosco móvil de recarga de crédito y de baterías para teléfonos móviles, alimentado por energía                 da, alimentación, salud, educación, etc.
solar en Kenia.                                                                                                                No es extraño encontrarse en África
                                                                                                                           con personas realmente pobres, incluso
                                                                                                                           descalzas por la calle, usando smartpho-
Durabilidad y complejidad (fabricación y                    en función de la situación para la cual                        nes. Y aunque puede resultar impac-
mantenimiento)                                              pueda ser útil (figura 6).                                     tante, e incluso incoherente la primera
De nuestra experiencia adquirida como                                                                                      vez que se presencia una escena así, la
voluntarias y voluntarios realizan-                         Tecnologías aplicables                                         realidad es que la tecnología móvil ha
do instalaciones técnicas en el África                      Una vez establecidos los distintos re-                         permitido a millones de africanas y
Subsahariana, podemos concluir que                          quisitos de diseño de una posible so-                          africanos acceder por primera vez a una
uno de los puntos clave de cualquier                        lución tecnológica que aspire a con-                           cuenta bancaria (o similar), y esto no es
instalación o equipo es la facilidad                        vertirse en una de las The Universal                           más que un pequeño ejemplo de lo sig-
para su conservación y mantenimien-                         Fridge, hay que realizar un estudio                            nificativo del impacto de la tecnología
to. Hay que pensar que las condicio-                        para tratar de adaptar las tecnologías                         en la sociedad. Cuando el pago con mó-
nes de uso de estos equipos van a ser                       del frío ya existentes o que se están in-                      vil no deja de ser una acción anecdótica
muchas veces extremas (temperatura,                         vestigando y que puedan ser aplicadas                          en países occidentales, ha permitido a la
polvo, etc.), por lo que se debe buscar                     a una posible TUF.                                             ciudadanía de muchos de los países en
la mayor sencillez posible a la hora de                        Se debe tener en cuenta a la hora de                        desarrollo adoptarlo de manera masiva,
diseñar, fabricar y mantener The Uni-                       aplicar estas tecnologías disponibles                          puesto que les permite acceder a pagos
versal Fridge. Así se incidirá en una                       que los criterios técnicos y económicos                        en diferido o a pequeños créditos, in-
mayor durabilidad.                                          no son los únicos condicionantes a la                          dispensables para cualquier actividad
   Esta sencillez y durabilidad, además                     hora de buscar una solución. A modo                            económica (World Bank, 2017).
de hacer más asequible el equipo, su-                       de ejemplo, los factores sociológicos                              No hace tantos años, disponer de
pondría un menor impacto medioam-                           pueden determinar, y de manera im-                             un frigorífico en una vivienda en Es-
biental. Muchas veces no somos cons-                        portante, la tecnología que utilizar.                          paña era un lujo impensable. Antes
cientes de que en muchos países del                            De este modo, desde el punto de                             de la aparición de las neveras domés-
mundo el sistema de gestión de resi-                        vista occidental, siempre se asocia una                        ticas, la única forma de enfriamiento
duos es, simplemente, inexistente.                          nevera con un electrodoméstico para el                         del que disponían nuestras viviendas
                                                            hogar. Pensar en una nevera compar-                            era por medio de un sistema central de
Clasificación de las alternativas TUF                       tida, en nuestra sociedad, no tendría                          distribución del “frío”. El hielo como
Como se ha visto, a la hora de propo-                       mucho sentido, pero en un poblado del                          “vector energético” frigorífico era pro-
ner soluciones para una The Universal                       Amazonas o del África Subsahariana,                            ducido industrialmente en las fábricas
Fridge, puede ser necesario sacrificar                      donde la unidad familiar no es el pa-                          de hielo, y distribuido posteriormente,
alguna prestación para tratar de alcan-                     trón madre-padre-hijas-hijos, sino que                         cada día, a las privilegiadas viviendas
zar otras, pero esto permitirá diversi-                     el propio poblado es la “unidad fami-                          que podían pagar el servicio de frío.
ficar diseños que se adapten a las innu-                    liar”, una solución compartida puede                           Sorprendentemente, este hielo dejó de
merables causas que impiden que hoy                         ser perfectamente válida. Incluso un                           producirse en las últimas fábricas de
en día 1.500 millones de personas no                        modelo centralizado de nevera puede                            hielo para consumo doméstico del país
puedan aún refrigerar sus alimentos.                        dar lugar a una oportunidad de nego-                           hace tan solo 30 años.
   La definición y cuantificación de los                    cio para muchas mujeres que regentan                               Una The Universal Fridge centrali-
requisitos de diseño de propuestas para                     pequeñas tiendas de alimentación re-                           zada para un poblado, que disponga de
convertirse en una TUF permitirán                           partidas por el rural africano.                                una nevera comunitaria con posibili-
su clasificación en función de sus ca-                         Un ejemplo similar se encuentra                             dad de alquilar un espacio o que distri-
racterísticas e idoneidad de aplicación                     en los espacios de recarga de teléfonos                        buya placas eutécticas (acumuladoras)

                                                         Técnica Industrial, julio 2020, 326: 1-74 | doi: 10.23800/10416                                          67
The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030
Élida Pereiro López, Jesús Fernández Diez, Ricardo Baamonde Couto

en servicio de intercambio, sería una                       Como se comentó anteriormente,                                Otra posibilidad interesante podría
solución totalmente impensable hoy en                    la elevada eficiencia del ciclo de refri-                     ser rebajar la potencia frigorífica re-
día para nuestra sociedad, pero podría                   geración de este sistema, junto con su                        querida (en kg) y la capacidad (en litros)
ser una muy buena solución en muchos                     alta fiabilidad, hacen de este sistema                        de la nevera de manera importante para
lugares del mundo.                                       el mejor aspirante en la candidatura a                        tratar de contener el coste, y aun así se-
    En cualquier caso, como ya se ha                     The Universal Fridge. ¿Qué haría falta                        ría una muy buena solución. Todos los
dicho, la tecnología que se adopte no                    para que este sistema se pudiese uni-                         factores que puedan ayudar a salvar el
va a ser única, sino una combinación                     versalizar?                                                   principal escollo que impide su univer-
de varias de las disponibles, y se ten-                     En primer lugar, el sistema de pro-                        salización deben tenerse en cuenta.
drán en cuenta otros muchos aspectos,                    ducción de frío por compresión requie-                           En esta línea, ya hay en el mercado
como pueden ser los sociológicos, a la                   re de una fuente constante de energía,                        compresores herméticos de CC con
hora de plantear propuestas para The                     un suministro eléctrico constante en                          una potencia eléctrica consumida real-
Universal Fridge.                                        este caso. En segundo lugar, el equi-                         mente pequeña, inferior incluso a 50
    A continuación, se enumeran distin-                  po electromecánico de producción de                           W, que permitirían con una pequeña
tas tecnologías susceptibles de ser usa-                 frío precisa de una serie de subsistemas                      placa solar fotovoltaica alimentar una
das para solucionar el problema global                   para que el conjunto funcione correc-                         universal fridge. Paradójicamente, esta
que supone la falta de posibilidad de re-                tamente: un aislamiento eficiente, un                         miniaturización en el compresor no va
frigerar los alimentos. En la actualidad,                sistema de control, hermeticidad del                          acompañada de una reducción lineal
la mayoría de las innovaciones e inves-                  sistema, etc.                                                 de su coste, al contrario. El coste de
tigaciones en materia de refrigeración                      Por otro lado, aunque un consumo                           compra de estos minicompresores de
se orientan únicamente a aplicaciones                    eléctrico de 100 W se puede considerar                        CC es realmente alto, superando in-
de tipo industrial. El hecho de que la                   moderado, o incluso bajo desde nues-                          cluso los 180 euros a pesar de su pe-
mayor parte de la sociedad, junto con                    tro punto de vista, cuando no se dis-                         queño tamaño.
personal investigador e ingenieras e                     pone de red de distribución eléctrica                            La evolución técnica de estos com-
ingenieros, no sean conscientes de que                   es un obstáculo insalvable. Y con otra                        presores debería centrarse tanto en
hoy en día el 20% de la población mun-                   limitación adicional: se requiere de                          reducir su coste como en procurar la
dial aún no puede disponer de una ne-                    una disponibilidad energética 24 horas                        máxima simplicidad. Por ejemplo, al
vera conlleva que muchas de estas solu-                  y 7 días a la semana para que el sistema                      hablar de la capacidad de refrigera-
ciones disminuyan sus posibilidades de                   pueda entrar en funcionamiento cuan-                          ción, el sistema de control del com-
uso futuro si estas no son de aplicación                 do la temperatura de consigna ascien-                         presor no debería estar centrado en
en occidente o industrialmente.                          da de los valores fijados.                                    la temperatura de consigna, sino en la
    Por tanto, la labor de difusión del                     En principio, la solución tecnoló-                         disponibilidad de energía, de la placa
problema que genera la no posibilidad                    gica para solventar todos estos condi-                        fotovoltaica en este caso. Los actuales
de refrigeración de alimentos de la                      cionantes es realmente sencilla. Con                          sistemas electrónicos de control de los
quinta parte de la población mundial,                    placas solares fotovoltaicas, acumula-                        compresores de CC, además de tener
así como el impacto que esta tecnolo-                    ción de energía eléctrica en baterías y                       un coste similar al del propio compre-
gía tendría en la mejora de su calidad de                neveras con compresores alimentados                           sor en muchos casos, están pensados
vida son unas de las principales razones                 a corriente continua (CC) ya se dis-                          para ser alimentados por medio de una
de ser del proyecto The Universal Frid-                  pondría de una fuente de frío eficiente.                      fuente de energía constante como una
ge y que hacen totalmente fundamental                    Pero aquí surge la cuestión realmente                         batería. Y, precisamente, lo que necesi-
la labor de difusión del proyecto.                       impactante: el alto coste económico de                        ta The Universal Fridge es deshacerse
                                                         esta solución.                                                de componentes para tratar de reducir
TUF de compresión                                           Un sistema sencillo técnicamente                           su coste a la mínima expresión.
En el año 1805, el ingeniero Oliver                      hablando formado por una nevera con                              La simplificación se podría conse-
Evans describe el proceso para produ-                    un motor de CC, panel solar de 100 W                          guir alimentando un microcompresor
cir hielo mediante un sistema cerrado                    y una simple batería de plomo-ácido                           de CC directamente a través de una
de evaporación-condensación de un                        puede suponer un precio de adquisi-                           placa solar, es decir, sin batería de
fluido. Después de innumerables prue-                    ción realmente importante y, en cual-                         acumulación eléctrica. En función de
bas y múltiples mejoras del sistema a                    quier caso, del todo inalcanzable para                        la energía disponible, el microcom-
lo largo del siglo XIX, en el año 1876                   quien tiene que tratar de sobrevivir                          presor podría variar su capacidad de
el ingeniero alemán Carl von Linde                       con poco más de un euro diario. Solo                          enfriamiento y, en caso de que hubiera
patenta la primera máquina fiable y                      la nevera alimentada por CC tiene un                          energía sobrante, esta se acumularía
altamente eficiente para producir frío                   coste de adquisición que puede llegar a                       en forma de energía térmica mediante
usando amoniaco como refrigerante.                       ser tres veces superior al de una nevera                      bloques de hielo o placas eutécticas.
Se puede decir que esto marca el pun-                    equivalente de corriente alterna (CA).                           Y para simplificar el sistema al
to de inicio de la dictadura del ciclo de                ¿Y cuál es el motivo de este grandísimo                       máximo, todos los sistemas mecánicos
compresión y evaporación de un fluido                    incremento si técnicamente son casi                           y de control de la nevera (compresor,
en un circuito cerrado como método                       idénticas? La diferencia en el número                         evaporador, condensador, termostatos,
casi exclusivo y más eficiente para la                   de unidades producidas. Es una de las                         etc.) irían montados en kit, lo que per-
refrigeración de alimentos en entornos                   leyes que rigen el mercado: a menor                           mitiría su fácil adaptación a equipos
industriales y domésticos.                               demanda, mayor coste.                                         para que pueden ser montados in situ,

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The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030
The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030

como en neveras convencionales reci-                           Este tipo de sistema es utilizado                           más lejos de la realidad. Es importante
cladas o cajas de espuma de bajo coste                      normalmente en países occidentales                             conseguir que la temperatura de soli-
(poliestireno expandido o similares).                       como “conservador” de temperatura;                             dificación-fusión de las placas eutéc-
   Otro apartado por investigar es el                       es decir, se introducen en su interior                         ticas esté adaptada a la temperatura
uso de una fuente de energía distinta a                     los productos a baja (o alta) temperatu-                       que queremos conseguir y, sobre todo,
la eléctrica para alimentar los compre-                     ra en comparación con la temperatura                           que la absorción de calor se realice de
sores de las neveras. Los compresores                       ambiente, y gracias a su alto grado de                         manera gradual. De nada sirve reducir
de tipo hermético, que incorporan el                        aislamiento térmico, limitan el inter-                         mucho la temperatura en la nevera en
motor eléctrico y el compresor en su                        cambio de calor con el exterior. De                            el momento de introducir las placas si
interior, han demostrado desde su apa-                      este modo, se mantiene la temperatura                          no se va a poder mantener la tempe-
rición ser los más adecuados debido a                       del producto durante periodos relati-                          ratura deseada durante mucho tiempo.
su alta fiabilidad y por evitar pérdidas                    vamente largos de tiempo.                                      Un correcto diseño de las placas eutéc-
de refrigerante del sistema. No obs-                           Esta solución, en principio, no po-                         ticas y de su alojamiento dentro de las
tante, se podría abrir un nuevo campo                       dría ser válida como una posible para                          cajas isotérmicas permitiría mantener
de innovación tecnológica con la uti-                       The Universal Fridge, puesto que se                            relativamente constante la temperatu-
lización, por ejemplo, de compresores                       introducirían en su interior los alimen-                       ra en su interior y, al mismo tiempo,
del tipo abierto. Su uso permitiría el                      tos a temperatura ambiente. ¿Cómo se                           aumentar su duración.
aprovechamiento de otras fuentes pri-                       podría solucionar este problema? En                               La segunda cuestión que se plantea
marias de energía alternativas (minihi-                     primer lugar, con el uso de bloques de                         es dónde recargar las placas eutécticas.
dráulica, eólica, etc.) para el acciona-                    hielo o, más eficaces e higiénicas, con                        Evidentemente, este sistema de The
miento directo de estos compresores                         placas eutécticas previamente enfria-                          Universal Fridge necesita de un siste-
para la producción de frío.                                 das. Evidentemente, la capacidad de                            ma alternativo de generación de frío
                                                            refrigeración (en kg) de este sistema es                       donde poder enfriar las placas para ser
Cajas isotérmicas (acumulación                              reducida, pero se podría mejorar con al-                       usadas posteriormente en las cajas iso-
térmica)                                                    gún sistema de apoyo para generar frío                         térmicas. Aquí sería donde entrarían
Debido a lo económico de la solución                        que sea económico y sencillo. Como se                          en funcionamiento otras posibilidades
y a su sencillez, se podrían considerar                     verá posteriormente, los módulos por                           como las ya comentadas en el punto
las cajas isotérmicas una muy buena                         enfriamiento termoeléctrico por efecto                         anterior: sistemas centralizados para la
opción para llegar a convertirse en una                     Peltier podrían ser una de las posibles                        producción y distribución del frío me-
de las posibles universal fridges.                          soluciones.                                                    diante pequeños negocios locales en
    Una caja aislante no es más que un                         En principio, cabría pensar que este                        pequeños poblados o barrios.
contenedor, normalmente de pequeño                          sistema, por su extremada sencillez
tamaño (10-50 litros) y muy aislado, que                    técnica, no puede ser mejorado. Si se                          Barro
conserva los alimentos refrigerados. El                     necesita más aislamiento, se aumenta                           Puede sorprender que se nombre el ba-
material aislante que suele usarse para                     el grosor de las paredes del contene-                          rro o arcilla como posible productor de
su fabricación es espuma, como el po-                       dor y poco más se puede hacer. Nada                            frío y de su posibilidad de ser usado en
liestireno expandido, y puede aumentar
su resistencia mecánica con una cu-
bierta externa de plástico rígido. Con
menor capacidad aislante pero dispo-
nible para la mayoría de la población
rural, existe la posibilidad del uso de
paja como material aislante. También
la madera puede ser usada para dar re-
sistencia mecánica y ofrecer cierto ais-
lamiento térmico. En cualquier caso, la
capacidad de aislamiento de estos ma-
teriales naturales no es comparable con
la de las espumas aislantes, por lo que
parece acertado su uso combinado con
las espumas aislantes para aumentar la
capacidad aislante del sistema.
    Evidentemente, al ser la caja isotér-
mica una nevera pasiva (no cuenta con
una fuente de frío propia), la capacidad
de refrigeración debe ser suministrada
externamente, bien por medio de la in-
troducción en su interior de un foco frío
(bloque de hielo o placa eutéctica), aco-
plando a la misma un sistema de enfria-                     Figura 8. El botijo se puede considerar el primer aparato refrigerador de la historia. Foto: Olería de Buño
miento o una combinación de ambos.                          (Malpica de Bergantiños, A Coruña).

                                                         Técnica Industrial, julio 2020, 326: 1-74 | doi: 10.23800/10416                                            69
The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030
Élida Pereiro López, Jesús Fernández Diez, Ricardo Baamonde Couto

                                                                                                                       botijo, pueden refrigerar el agua de su
                                                                                                                       interior (Pinto y Zubizarreta, 1995).
                                                                                                                       Únicamente sacrifican parte del agua
                                                                                                                       de su interior para refrigerar el resto
                                                                                                                       del líquido. Es un método realmente
                                                                                                                       sencillo y económico para refrigerar
                                                                                                                       agua (figura 9).
                                                                                                                          Evidentemente, el sistema del botijo
                                                                                                                       como sistema de refrigeración cuenta
                                                                                                                       con muchas limitaciones: básicamente,
                                                                                                                       solo funciona con agua y tanto la capa-
                                                                                                                       cidad de refrigeración y el diferencial
                                                                                                                       de temperatura con respecto al exte-
                                                                                                                       rior son limitados. Además, el efecto
                                                                                                                       refrigerador de la cerámica únicamen-
                                                                                                                       te es apreciable en climas secos y de al-
                                                                                                                       tas temperaturas, como los desérticos
Figura 9. Fórmula de Pinto y Zubizarreta para cuantificar enfriamiento del botijo. Fuente: Universidad Poli-           o semidesérticos.
técnica de Madrid.                                                                                                        Para tratar de paliar parte de los
                                                                                                                       inconvenientes del botijo pero aprove-
                                                                                                                       chando las propiedades de la cerámica
                                                                                                                       como refrigerante natural, el profesor
                                                                                                                       nigeriano Mohammed Bah Abba dise-
                                                                                                                       ñó, en la década de 1990, el denomina-
                                                                                                                       do pot-in-pot (o zeer, en árabe). Consiste
                                                                                                                       en dos recipientes de cerámica porosa,
                                                                                                                       una en el interior de la otra, con una
                                                                                                                       capa de arena entre ambos. La arena
                                                                                                                       es humedecida con agua que transpira
                                                                                                                       hacia la pared exterior del recipiente.
                                                                                                                       Una vez allí, el principio de funcio-
                                                                                                                       namiento es el mismo que provoca el
                                                                                                                       enfriamiento del agua en un botijo con
                                                                                                                       la ventaja de que en el interior del pot-
                                                                                                                       in-pot podemos refrigerar y conservar
                                                                                                                       alimentos sólidos (figura 10).
                                                                                                                          A pesar de la sencillez y el bajo coste
Figura 10. Pot-in-pot diseñado por el profesor nigeriano Mohammed Bah Abba. Foto: Rolex award.                         del pot-in-pot (un euro en algunos mer-
                                                                                                                       cados locales) se consigue un poder de
                                                                                                                       refrigeración importante, que puede
una TUF, sobre todo después de ha-                       a la construcción de lo que se puede                          llegar incluso a diferenciales de tempe-
blar de posibles aplicaciones tecnológi-                 considerar la primera máquina frigorí-                        ratura exterior-interior de 15 ºC (Mar-
cas más complejas, aparentemente, con                    fica creada por el ser humano: el botijo                      tínez, 2018). El mayor inconveniente es
ciclos termodinámicos de evaporación                     (figura 8).                                                   que, al igual que el botijo, el pot-in-pot
y condensación de un fluido.                                 El botijo utiliza la misma técnica                        disminuye su eficiencia al aumentar la
   Realmente, el barro se puede con-                     usada por los seres humanos para dis-                         humedad relativa del aire. Con hume-
siderar el primer material usado como                    minuir la temperatura corporal. La                            dades cercanas al punto de saturación
refrigerante de la historia elaborado                    evaporación del agua al entrar en con-                        del aire (100% Hr) el pot-in-pot carece
por humanos. En principio, el barro                      tacto con la superficie exterior del bo-                      de capacidad de refrigeración (Ortiz,
fue usado para elaborar simples re-                      tijo, o la piel en nuestro caso. La cerá-                     2017).
cipientes de líquidos (fuentes, vasos,                   mica es un material poroso por lo que                            Existen numerosos estudios para la
vasijas). Posteriormente, se sometió a                   al ser usado para almacenar agua en                           mejora del poder de refrigeración del
altas temperaturas y se obtuvo lo que                    su interior, parte de la misma se filtra                      pot-in-pot, en lo relativo a materiales
hoy se conoce como cerámica. La ce-                      (suda) hacia el exterior del recipiente.                      que utilizar en su fabricación, forma,
rámica mejoró las propiedades físicas                    En el exterior, gracias a la combina-                         tamaño, etc. En cambio, pocos inten-
del barro y, además, se descubrió que                    ción de la temperatura y del movi-                            tos ha habido para combinar esta con
tenía una propiedad adicional. Podía                     miento del aire, se evapora absorbien-                        otras tecnologías para aumentar su
refrigerar el líquido que albergaba en                   do calor de la superficie del recipiente                      eficacia, disminuyendo la temperatura
su interior sin utilizar, en principio,                  reduciendo, así, su temperatura. Es                           que puede alcanzar en su interior. Su
ninguna fuente de energía exterior.                      decir, por medio de procesos natura-                          uso combinado por pequeños módulos
   Esta propiedad de la cerámica llevó                   les, los recipientes cerámicos como el                        termoeléctricos por efecto Peltier po-

70                                                   Técnica Industrial, julio 2020, 326: 1-74 | doi: 10.23800/10416
The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030
The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030

Figura 11. Esquema de la nevera de absorción de A. Einstein y L. Szilard. Fig: Wikimedia.

dría ser una buena solución: sencilla,                      do refrigerante en la década de 1920,                          que el ciclo de compresión, no sería
práctica y económica.                                       pasaron a tener un uso totalmente                              un buen candidato para ser usado en
    Igualmente, se está innovando en                        anecdótico. Incluso Albert Einstein                            The Universal Fridge, pero cuenta
la refrigeración evaporativa para acon-                     elaboró un modelo mejorado de re-                              con una gran ventaja en relación con
dicionamiento de aire con ladrillos de                      frigerador utilizando esta tecnología                          el ciclo de compresión. La produc-
barro con un alto grado de eficiencia                       (APS, 2010), pero no pudo competir                             ción de frío no necesita un suministro
gracias a formas complejas usando                           con la nevera por compresión debido                            eléctrico constante.
tecnología de impresión 3D. Sería in-                       a la eficacia, economía y relativa senci-                         Otro factor importante favorable a
teresante tratar de aplicar una técnica                     llez de esta tecnología (figura 11).                           la refrigeración por absorción es que
similar para la refrigeración de ali-                          Físicamente, un ciclo de refrigera-                         se puede aprovechar una fuente de
mentos en recipientes cerámicos.                            ción por absorción aprovecha la capa-                          calor residual para producir frío. En
                                                            cidad que tienen ciertas sustancias de                         este caso, la relativa falta de eficiencia
Refrigeración por absorción                                 absorber otras sustancias que se en-                           comparada con el ciclo de compresión
Las neveras de refrigeración por ab-                        cuentran en fase vapor. En la práctica,                        es una cuestión totalmente irrelevan-
sorción fueron otra de las tecnologías                      esto se traduce en que mediante una                            te. Más bien al contrario, puesto que
que, con la aparición de las neveras por                    fuente de calor podemos producir frío.                         aumenta la eficiencia total del sistema
compresión y, sobre todo, después de                        El sistema, relativamente complejo y                           al dar uso a un calor que no iba a ser
la aparición de los freones como flui-                      mucho menos eficiente (en principio)                           aprovechado en un principio.

                                                         Técnica Industrial, julio 2020, 326: 1-74 | doi: 10.23800/10416                                           71
Élida Pereiro López, Jesús Fernández Diez, Ricardo Baamonde Couto

    Se han producido intentos para usar                     También se está buscando la ma-                            do para volver a tener la capacidad de
la refrigeración por absorción para tra-                 nera de combinar estos módulos                                refrigeración.
tar de solucionar el problema en países                  con sistemas pot-in-pot, tratando de                             Hoy en día, el alto coste de la obten-
con deficiente sistema de distribución                   aprovechar el foco caliente para au-                          ción del CO2 lo convierte, en principio,
eléctrica. Aunque su coste y, principal-                 mentar la evaporación del agua de                             en un candidato poco idóneo para ser
mente, su complejidad técnica frenaron                   la superficie de la vasija exterior que                       usado como The Universal Fridge. Sin
su expansión masiva, la investigación y                  potencie el efecto refrigerante de los                        embargo, el aumento de la proporción
el desarrollo de esta tecnología permi-                  dos sistemas en la vasija interior. Por                       de CO2 en la atmósfera debido al uso de
tirían mejoras y su aplicación futura en                 otra parte, al disponer este sistema de                       combustibles fósiles y que está provo-
The Universal Fridge, sobre todo te-                     una placa solar fotovoltaica, se podría                       cando el aumento global de temperatu-
niendo en cuenta las ventajas que supo-                  aprovechar para efectuar la carga de                          ra, ha derivado en un rápido avance en
nen el aprovechamiento de una fuente                     baterías de móviles o pequeñas lin-                           técnicas para su captura de la atmósfera
de calor disponible y la posibilidad de                  ternas led en aquellos lugares que no                         para tratar de reducir su presencia y con
funcionar sin suministro eléctrico.                      dispongan de suministro eléctrico.                            unos costes de producción cada vez me-
                                                         Sin duda alguna, este sería un aparato                        nores (Voskian y Hatton, 2019).
Efecto termoeléctrico                                    multifunción realmente útil para los                             Si en un futuro disminuyese el coste
El efecto termoeléctrico, también co-                    1.000 millones de personas que aún                            del CO2 embotellado en estado líquido
nocido como efecto Peltier en honor                      no tienen acceso a suministro eléctri-                        a alta presión, sería posible plantear su
al físico francés Jean Charles Athanase                  co en la actualidad.                                          uso como refrigerante donde no se dis-
Peltier (Catalán, 2014), consiste en la                                                                                ponga de suministro eléctrico. Se rea-
creación de una diferencia térmica a                     Hielo seco                                                    lizaría una distribución global del CO2
partir de una diferencia de potencial                    El CO2 en estado sólido, comúnmente                           líquido en botellas para producir hielo
en la unión de dos metales diferentes.                   conocido como hielo seco, ha sido utili-                      seco que se pondría a disposición de las
    Los conocidos como módulos Pel-                      zado desde que a principios del siglo XX                      familias que no tienen posibilidad de
tier (la unión de los dos metales para                   se logró su producción a nivel indus-                         refrigerar sus alimentos.
producir diferencia de temperatura)                      trial. El hielo seco es un excelente agen-
cuentan con muy buenas característi-                     te enfriador gracias a su alta capacidad                      Refrigeración magnética
cas: son módulos pequeños, relativa-                     de absorción de calor y la ausencia de re-                    El efecto magnetocalórico que pre-
mente económicos, sencillos (sin par-                    siduos. Esto es debido a que el CO2 sóli-                     sentan algunos materiales permite un
tes móviles). En cambio, la eficiencia                   do sublima, es decir, pasa directamente                       descenso más o menos importante de
del sistema es claramente menor que                      de estado sólido a gaseoso, a una tempe-                      su temperatura al someterlos a campos
en el ciclo de compresión, un tercio                     ratura de -78 ºC, a presión atmosférica,                      magnéticos. Este efecto fue observado
aproximadamente. Además, la peque-                       y tiene una capacidad de refrigeración                        a principios del siglo XX por los físicos
ña distancia entre en el foco frío y el                  tres veces superior al hielo húmedo.                          P. Weiss y A. Piccard y ha permitido
foco caliente de los módulos Peltier                        Gracias a estas propiedades se ha                          alcanzar, en condiciones de laborato-
hace que se produzcan pérdidas im-                       usado en largos periodos del siglo XX                         rio, temperaturas realmente bajas y
portantes de rendimiento cuando la                       como sustituto del hielo húmedo como                          cercanas al cero absoluto, inferiores
diferencia de temperatura entre ambas                    vector frigorífico. Hoy en día todavía                        incluso a 1 K (-272 ºC) (Robeau, 2016).
partes del módulo aumenta. La poten-                     se usa para la conservación de alimen-                           Aunque hoy en día se está apro-
cia frigorífica que se puede alcanzar                    tos y bebidas a baja temperatura en                           vechando esta capacidad de alcanzar
con los módulos Peltier es también,                      contenedores portátiles, en usos como                         tan bajas temperaturas en procesos de
por el momento, bastante inferior a la                   la distribución de productos refrigera-                       criogenia, se empieza a considerar la
que se puede obtener con un equipo de                    dos a puntos de venta o en carros de co-                      refrigeración magnética la tecnología
refrigeración por compresión.                            mida y bebidas de aviones, por ejemplo.                       capaz de llegar a desplazar en un fu-
    En cambio, se están produciendo                         La producción de hielo seco es téc-                        turo más o menos cercano el uso casi
avances significativos del sistema que                   nicamente sencilla. Con una simple                            exclusivo de la refrigeración por com-
suponen un aumento importante de                         botella de CO2 líquido a alta presión,                        presión en refrigeradores domésticos.
la eficiencia y capacidad frigorífica de                 al permitir que se expanda a presión                          Pruebas realizadas en los últimos años
los módulos Peltier. Su extremada sen-                   atmosférica se produce una nieve car-                         están demostrando que la refrigera-
cillez de fabricación, mantenimiento                     bónica que, por medio de compresión                           ción magnética puede llegar a ser real-
y regulación, junto con su bajo coste,                   mecánica, se convierte en un bloque                           mente eficiente, llegando incluso a ser
lo convierten en uno de los sistemas                     sólido. La sencillez de producción y su                       el 30% más eficiente que los refrigera-
candidatos más probables para conver-                    elevada capacidad de refrigeración del                        dores domésticos actuales.
tirse en un sistema de The Universal                     hielo seco contrasta con el alto coste del                       En la actualidad, la investigación está
Fridge, sobre todo si se combina con                     CO2 líquido.                                                  centrada en producir nuevos materiales
otros sistemas. En esta línea, se están                     Además, a diferencia de la produc-                         con propiedades magnetocalóricas que,
desarrollando sistemas que combinan                      ción de frío por compresión que se                            bajo el efecto de campos magnéticos
módulos Peltier alimentados por pe-                      efectúa en circuitos cerrados, la subli-                      relativamente pequeños y a temperatu-
queñas placas solares fotovoltaicas con                  mación del CO2 sólido se realiza en es-                       ra ambiente, permitan su aplicación en
cajas isotérmicas y que ofrecen muy                      pacios abiertos, por lo que es necesario                      refrigeradores domésticos. En la última
buen rendimiento coste-eficacia.                         producir nuevo CO2 líquido presuriza-                         década se han producido grandes avan-

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The Universal Fridge ODS18, Objetivos del milenio 2030

ces en esta línea, aunque parece que las
versiones comerciales de refrigeradores
magnéticos domésticos aún van a tardar
unos años en irrumpir en el mercado.
Sería importante que si esta tecnología
consigue desbancar el dominio de más
de un siglo de la refrigeración por com-
presión, el desarrollo e innovación de la
misma también permitiese ayudar en la
búsqueda de una posible solución para
el 20% de la población que actualmente
no puede aún refrigerar sus alimentos.

Métodos alternativos de refrigeración
Aunque por su buena eficiencia y rela-
tiva sencillez y economía, la tecnología
de refrigeración por compresión ha
sido prácticamente la única que se ha
usado para los refrigeradores domés-                        Figura 12. Estructura del film con nanomateriales que disipa calor. Figura: www.radi-cool.com
ticos, un buen número de tecnologías
alternativas son susceptibles de ser
usadas para refrigerar los alimentos y                      Boulder (CU-Boulder, EE. UU.) de-                                 Además del efecto magnetocalórico
las bebidas en los hogares. Algunas de                      sarrollaron una película plástica ( film)                      indicado anteriormente, ciertos ma-
ellas ya han sido nombradas pero aún                        formada por microesferas de vidrio,                            teriales reaccionan también a campos
hay muchas otras que, estando todavía                       polímero y plata que tiene la propiedad                        eléctricos y esfuerzos mecánicos o
en sus primeras fases de investigación,                     de disipar el calor de la superficie a la                      hidrostáticos (presión), absorbiendo y
podrían ser susceptibles de ser utiliza-                    que está adherida sin necesidad de una                         cediendo calor. Son los denominados
das en un futuro en las neveras de los                      fuente de energía externa (Zhai y cols.,                       efectos electrocalóricos, elastocalóri-
hogares de todo el mundo.                                   2017). Este film tiene la propiedad de                         cos y barocalóricos, respectivamente.
   Las investigaciones actuales se                          emitir hacia el exterior energía infra-                        Con el descubrimiento y el desarro-
centran en la posible aplicación de las                     rroja además de reflejar la luz solar. Y                       llo de estos materiales, denominados
nuevas tecnologías en la mejora de la                       lo que es también importante, puede                            genéricamente “cristales plásticos”, se
nevera por compresión existente y en                        ser fabricado en grandes cantidades a                          espera que permitan su aplicación en la
aplicaciones industriales, pero no se                       un coste realmente bajo (figura 12).                           refrigeración al absorber una cantidad
enfocan a quienes no tienen aún ac-                            Lo curioso es que las investigacio-                         de calor equiparable a los procesos de
ceso, hoy en día, a la posibilidad de                       nes, a la hora de buscar aplicaciones                          cambio de estado de condensación o
refrigerar sus alimentos. Por eso es                        a este nuevo material, únicamente se                           evaporación (figura 13). En este senti-
importante en este sentido, la labor de                     centran en procesos industriales o de                          do, los materiales barocalóricos en es-
difusión para dar a conocer la situación                    acondicionamiento de aire (confort                             tado sólido ofrecen unas propiedades
en la que se encuentra esta quinta par-                     térmico), aunque sería importante tra-                         realmente esperanzadoras como al-
te de la población mundial que no tiene                     tar de buscar aplicación también en                            ternativa al ciclo de compresión como
todavía acceso a algo tan habitual para                     aquellos lugares que no disponen de                            sistema más utilizado de refrigeración
nosotros como es una simple nevera.                         energía eléctrica ni de la posibilidad de                      en un futuro más o menos próximo
   Se realiza, a continuación, un rápi-                     refrigerar sus alimentos y bebidas.                            (Bermúdez-García, 2017).
do repaso de estas vías alternativas de                                                                                       Una propiedad muy importante de
refrigeración que aparecieron en los                        Refrigerantes en estado sólido                                 los cristales plásticos que lo hacen ser
últimos años con la esperanza de que                        La mayoría de los sistemas de refrige-                         una de las tecnologías más esperanza-
alguna de ellas, convenientemente en-                       ración se basan en el cambio de estado                         doras para ser usada en The Universal
focada, pueda servir para una posible                       del refrigerante puesto que es precisa-                        Fridge es su capacidad de miniaturi-
The Universal Fridge.                                       mente, en el denominado calor latente,                         zación. Estos materiales mantienen su
                                                            cuando los materiales tienen mayor                             capacidad de refrigeración incluso en
Nanomateriales                                              capacidad de absorción (y cesión) de                           cantidades pequeñas, lo que se supone
La aparición de nanomateriales está                         calor.                                                         que va a permitir su aplicación a pe-
abriendo grandes y nuevas posibilida-                          En cambio, en los últimos años se es-                       queñas neveras y que su coste va a ser
des de uso hasta ahora inimaginables                        tán investigando materiales para apro-                         proporcional a su tamaño.
en casi todos los campos de la ciencia                      vechar los denominados métodos ca-                                Al igual que otras nuevas tecnolo-
y la tecnología. La refrigeración tam-                      lóricos en estado sólido. Estás técnicas                       gías de refrigeración en las que se es-
bién se aprovecha de las increíbles pro-                    pretender controlar el intercambio de                          tán investigando, es importante que
piedades de estos materiales. A modo                        calor asociado a la aplicación de un cam-                      se trate de buscar su aplicación en una
de ejemplo, en el año 2015, investi-                        po externo a materiales en estado sólido                       posible The Universal Fridge. Ade-
gadores de la University of Colorado                        y que no sufren un cambio de estado.                           más, puede suceder que estas nuevas

                                                         Técnica Industrial, julio 2020, 326: 1-74 | doi: 10.23800/10416                                         73
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