Calulo del aislante de un cuarto frío

1. UNIVERSIDAD ESTATAL DE BOLÍVAR
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
INGENIERÍA DE PROCESOS II
Docente:Ing. María García
Alumno: Jordani Sanabria
Ciclo: Octavo ciclo
Fecha:21 dejunio de 2015
Tema: Informe de práctica

2. I. TEMA:
Calculo del aislante del cuarto frío de la planta de frutas y hortalizas de la UEB
II. INTRODUCCIÓN:
El cuarto frío es el lugar determinado para la manipulación de productos frescos y
productos no elaborados. También es uno de los lugares de recepción de mercancías para
que posteriormente sean ordenados en las distintas neveras
Transferencia de calor.- La energía se puede transferir hacia una masa dada, o desde ésta,
por dos mecanismos: calor Q y trabajo W. Una interacción energética es transferencia de
calor si su fuerza impulsora es una diferencia de temperatura. De lo contrario, es trabajo.
Tanto un pistón que sube, como una flecha rotatoria y un alambre eléctrico que crucen las
fronteras del sistema, están asociados con interacciones de trabajo. El trabajo realizado por
unidad de tiempo se llama potencia y se denota por W·. La unidad de potencia es el W o el
hp (1 hp 746 W). Los motores de automóviles y las turbinas hidráulicas, de vapor y de gas
producen trabajo; las compresoras, bombas y mezcladoras consumen trabajo. Advierta que
la energía de un sistema disminuye conforme realiza trabajo y aumenta si se realiza trabajo
sobre él (ÇENGEL, 2007).
El calor puede transferirse por conducción, por convección o por radiación, o por una
combinación de los tres modos. El calor siempre se mueve de las zonas más calientes a las
más frías; busca el equilibrio. Si el interior de una bodega de pescado termoaislada está más
frío que el aire exterior, la bodega atrae calor del exterior. Cuanto mayor es la diferencia de
temperatura, más rápidamente fluye el calor hacia la zona más fría (FAO, 2013)
III. OBJETIVOS:
 OBJETIVO GENERAL
Determinar el tipo de aislante utilizado en el cuarto frío de la planta y hortalizas de la
Universidad Estatal de Bolívar
 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Observar y conocer las características de un intercambiador de calor (cuarto frío) y
cómo funciona
- Calcular matemáticamente la conductividad térmica del aislante utilizado.
- Determinar la factibilidad y rentabilidad del aislante.

3. IV. METODOLOGÍA
La determinación del aislante utilizado en la planta de frutas y hortalizas de la Universidad
Estatal de Bolívar, se llevó a cabo el lunes 15 de junio de 2015 con la toma, recolección de
los datos y medidas del cuarto frío, y respectivo cálculo de la conductividad térmica del
aislante para así determinar mediante éste el nombre del aislante que pudiera estar colocado
en el cuarto frío y así estimar costos, eficiencia y factibilidad del aislante colocado. El
cuarto frío está compuesto por tres paredes desde adentro hacia afuera comenzando por tol
galvanizado, el aislante y una pared de ladrillo.
V. CÁLCULOS Y RESULTADOS
Materiales utilizados en las paredes del cuarto frío, dimensiones y características térmicas
(conductividades térmicas). Considerando las pérdidas de calor de 10 W
𝑩 = Tol Galvanizado
KB = 50 𝑊
𝑚. °𝐾⁄
∆𝒙 𝑩= 2 mm
C= Aislante
KC =?
∆𝒙 𝑪= 14,5 cm
𝑫 = Ladrillo común
KD = 0,8 𝑊
𝑚. °𝐾⁄
∆𝒙 𝑫= 12 cm
Temperaturas
Temperatura en la parte exterior del cuarto frío (T0) = 19° C
Temperatura en el interior del cuarto frío (Tf) = 8,5° C
Área
𝑨 = 𝒃 𝒙 𝒉
𝑨 = (2,35 x4) m2
𝑨 = 9,4 m2
Transformaciones:
∆𝒙 𝑩= 0,002 m
∆𝒙 𝑪= 0,145 m
∆𝒙 𝑫= 0,12 m
T0 =292 °K
Tf = 281,5°K
∆𝑻 = −𝟏𝟎. 𝟓°𝑲

4. Gráfico:
Cálculo de la conductividad térmica del aislante de la planta de frutas y hortalizas
∆𝑡 =
𝑞
−𝐴
. [
∆𝑋 𝐵
𝐾 𝐵
+
∆𝑋 𝐶
𝑲 𝑪
+
∆𝑋 𝐷
𝐾 𝐷
]
(
−∆𝑡. 𝐴
𝑞
) −
∆𝑋 𝐵
𝐾 𝐵
−
∆𝑋 𝐷
𝐾 𝐷
=
∆𝑋 𝐶
𝑲 𝑪
[(
−∆𝑡. 𝐴
𝑞
) −
∆𝑋 𝐵
𝐾 𝐵
−
∆𝑋 𝐷
𝐾 𝐷
]. 𝑲 𝑪 = ∆𝑋 𝐶
𝑲 𝑪 =
∆𝑋 𝐶
[(
−∆𝑡. 𝐴
𝑞
) −
∆𝑋 𝐵
𝐾 𝐵
−
∆𝑋 𝐷
𝐾 𝐷
]
Lámina de tol galvanizada
KB = 50 𝑊
𝑚. °𝐾⁄
∆𝒙 𝑩= 2 mm
Aislante
KC =?
∆𝒙 𝑪= 14,5 cm
Pared de ladrillo
KD = 50 𝑊
𝑚. °𝐾⁄
∆𝒙 𝑫= 12 cm
q = 10 W
𝑻 𝟎=281,5 °𝐾
𝑻 𝑭=292 °𝐾
h =2,35 m

5. 𝑲 𝑪 =
0,145 m
[(
−(−10.5°𝐾).9,4 m2
10 W
) −
0,002 m. 𝑚. °𝐾
50 𝑊
−
0,12 m. 𝑚. °𝐾
0,8 𝑊
]
𝑲 𝑪 =
0,145 m
[9,87 𝑚2 °𝐾
𝑊⁄ − 0,000004 𝑚2 °𝐾
𝑊⁄ − 0,15 𝑚2 °𝐾
𝑊⁄ ]
𝑲 𝑪 =
0,145 W m
[9,72] 𝑚2 °𝐾
𝑲 𝑪 = 0,015 𝑊
𝑚 °𝐾⁄
Determinación del aislante utilizado, comparando el coeficiente calculado con los de tablas
Por tener un coeficiente de conductividad térmica, asumimos que el material es Plancha
rígida de poliuretano expandido cuya conductividad es 0,023 𝑊
𝑚 °𝐾⁄ (FAO, 2013).
VI. CUESTIONARIO
1. ¿Por qué es importante el estudio de transferencia de calor en un cuarto frío?
Porque el cuarto frío es un intercambiador de calor, el cual trabaja con una bomba de aire
haciendo circular aire frío en un área cerrada, si el aislamiento es deficiente en las paredes,
el aire frío se va a calentar haciendo que la bomba trabaje más para para enfriar el área,
produciendo más costos.
2. ¿Cómo se puede disminuir las pérdidas de calor en el medio?
Las pérdidas de calor se puede disminuir con la integración de un sistema de aislamiento
del mismo, ya que si hay mayor aislamiento el paso de calor será menor y no habrán
pérdidas de calor.
3. Considera que es eficiente el aislante usado en el cuarto frío

6. No se puede determinar si el aislante utilizado en el cuarto frio es o no eficiente ya que
las pérdidas de calor al ambiente se utilizaron de tablas (bibliografía). Si las pérdidas de
calor se acercaran más a cero, entonces se puede decir que el aislante es eficiente.
VII. DISCUSIÓN
Hay muchos de aislantes que servirían para aislar un cuarto frío, pero hay que determinar el
mejor dependiendo de muchos factores, ya sea por reducir costos o por facilidad de manejo,
el poliuretano por sus características tanto por su baja transmitancia de calor (0,023
𝑊
𝑚 °𝐾⁄ ), como por sus costos entre 40 y 60 dólares el m2.
Las espumas de poliuretano se aplican y usan principalmente en forma de planchas o
bloques rígidos y tuberías preformadas de diversas formas y tamaños. Las principales
aplicaciones de estos tipos de espumas son en cámaras frigoríficas, almacenes de hielo y
almacenes frigoríficos. Pueden producirse paneles estructurales tipo sándwich, con bloques
de espuma de poliuretano, para uso en almacenes frigoríficos prefabricados (FAO, 2013).
VIII. CONCLUSIONES
El aislante que se pudo utilizar por rendimiento y por bajo costo es el poliuretano,
expandido o en espuma.
El curto frío debe mantener siempre la temperatura baja en su interior, evitando los cambios
bruscos de temperatura por lo que se debe utilizar aislantes apropiados que disminuyan o
eliminen las pérdidas de calor.
IX. RECOMENDACIONES
Determinar a ciencia cierta las pérdidas de calor en el cuarto frío así podremos saber si se
debe cambiar o no el aislante del cuarto frío.
Bibliografía
ÇENGEL, Y. A. (2007). TRANSFERENCIA D E C A L O R Y MASA. Mexico: McGRAW-
HILL/INTERAMERICANA EDITORES, S.A. DE C.V.

7. FAO. (2013). Food and Arigriculture Organization o the United Nations. Recuperado el18 de 06
de 2015, de Depósito de documentos de la FAO:
http://www.fao.org/docrep/008/y5013s/y5013s07.htm
ANEXOS
Interior del cuarto frío
Temperatura del cuarto frío