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ESTRATEGIAS EN EL 

DISEÑO DE CUARTOS FRÍOS.

ESTRUCTURA Y REQUERIMIENTOS DE ENERGIA

 Planeación antes de la construcción

Tipos de producto

Tamaño de la unidad de enfriamiento

Capacidad de almacenamiento

Empaques del producto

Ubicación y disposición de la instalación

Diseño y construcción

Cimientos y piso

Aislamiento

Cálculo de la carga de calor

Calor de conducción

Calor de campo

Calor de respiración

Carga miscelánea

Medida del sistema de refrigeración

Otros factores a considerar

 

 

El control de la temperatura adecuada de almacenamiento es esencial para mantener la calidad del producto fresco. Mediante la construcción y el mantenimiento de los cuartos fríos los productores, empacadores y expendedores pueden reducir substancialmente el costo total proveniente del uso de este tipo de estructuras. Este capítulo describe la planeación, construcción y cálculo de los requerimiento de energía de las instalaciones de enfriamiento Poscosecha.

 

Muchas frutas y vegetales tienen una vida muy corta después que han sido cosechadas a la temperatura normal del cultivo. El enfriamiento Poscosecha remueve rápidamente este calor de campo, permitiendo así periodos relativamente amplios de almacenamiento y ayuda a mantener la calidad hasta el consumidor final, brindando al mercado cierta flexibilidad permitiendo el aumento en las ventas del producto en un mayor tiempo.

 

 

Si se tiene refrigeración e instalaciones de almacenamiento, se hace innecesaria la venta del producto inmediatamente después de la cosecha. Como se ha explicado anteriormente, esto será una ventaja para aquellos agricultores que se hallan en zonas lejanas a los principales centros de consumo del país.

 

PLANEACION ANTES DE LA CONSTRUCION

 

Aunque la planeación  y construcción de un cuarto frío tiene un  costo inicial alto, es más económico que otras estructuras agrícolas. Además, evitando un costo en la construcción, aquellas personas con ligeros conocimientos, pueden diseñar sus propias estrategias de enfriamiento, para las necesidades específicas, e igualmente, asumir su construcción, asegurando su efectividad debida a la correcta elección del mismo, basándose en los parámetros que se describen en el transcurso de este trabajo.

 

Tipos de producto

Los diferentes tipos de frutos, tienen diferentes requerimientos de frío. Por ejemplo, las fresas, manzanas y el brócoli requieren temperaturas cercanas al punto de congelación, mientras que la calabaza o el tomate puede verse gravemente afectado por temperaturas bajas. (Ver Tabla 1)

Tabla 1. Algunos productos que soportan daño por frío.

Sensibles al frío

Abajo de 40-45ºF

Sensibles a congelamiento

Abajo de 32ºF

Fríjol (Todos los tipos)

Manzanas

Berenjenas

Espárragos

Okra

Duraznos

Papas

Maíz tierno

Melones

Fresas

Tomates

 

Sandía

 

 

Si se almacenan o enfrían volúmenes pequeños de producto (con diferentes requerimientos de frío), la temperatura que debemos manejar será la mayor que no cause daño por frío al fruto más susceptible. Esta temperatura, cualquiera que ésta sea, no provee la temperatura óptima de almacenamiento para los otros tipos de frutos.  Algunos frutos y vegetales producen un gas natural conocido como etileno, y ayuda al producto a acelerar su madurez. Otros, no lo producen, pero son bastante sensibles a él. (Ver tabla 2). Para productos sensibles, cantidades mínimas de gas etileno pueden acelerar el proceso de maduración incluso a bajas temperaturas, por lo cual será muy importante no almacenar frutos que sean sensibles a este gas, junto a otros que lo produzcan.

 

Tabla 2.2 Frutas y verduras que producen etileno o que son sensibles a él.

Productores de etileno

Sensibles al etileno

Manzanas

Zanahorias

Melones

Pepino

Duraznos

Flores cortadas

Peras

Habichuelas

Ciruelas

Okra

Tomates

Calabazas

 

Berenjenas

Sandías

Brócoli

Coles

 

Además de la sensibilidad al etileno, algunos productos generan olores que son rápidamente absorbidos por los otros frutos, como sucede con las manzanas y las cebollas. La mayoría de los problemas de almacenar productos mezclados pueden ser evitados, si se tienen presentes los requerimientos de cada producto.

 

Tamaño de la unidad de refrigeración

La capacidad de enfriamiento y la de almacenamiento dependen del tamaño de la estructura y de la capacidad del sistema de refrigeración, así que  es básico determinar la cantidad de producto que se desea enfriar y almacenar. Un sistema de refrigeración puede semejarse a una bomba que mueve calor de una parte a otra. La capacidad de enfriamiento es una medida de la velocidad a la que un sistema puede transferir energía calórica y es expresada normalmente en toneladas.  Una tonelada de refrigeración es la que puede transferir el calor necesario para disolver una tonelada de hielo en un período de 24 horas (288.000 BTU). Dicho de otra manera, un sistema de refrigeración de una tonelada es, teóricamente, capaz de congelar una tonelada de agua en 24 horas, es decir que puede transferir 288.000 BTU in 24 horas o 12.000 BTU por hora.

 

El tamaño correcto de una unidad de refrigeración es determinada por tres factores, el primero de los cuales es el volumen de producto a ser enfriado y su empaque, ya que muchos productos son vendidos en cajas o bolsas. Obviamente, a mayor cantidad de producto a enfriar, mayor será la unidad de refrigeración.

 

El segundo factor es el tiempo mínimo requerido de enfriamiento desde el comienzo al final del mismo, para prevenir la degradación rápida del producto. El enfriamiento rápido debe evitarse, ya que puede ocasionar daños en el fruto y se requerirán equipos de altos costos y consumos de energía eléctrica. Enfriar una carga de producto en dos horas, en vez de hacerlo en cuatro horas, puede requerir dos veces la capacidad de refrigeración  y el costo del consumo de energía puede ser tres veces el inicial o  más.

 

El tercer factor es la naturaleza del diseño constructivo de la unidad de refrigeración, es decir  su tamaño, el sistema de manejo del aire y su operación.

Ya que, en una instalación típica, aproximadamente la mitad de la capacidad de refrigeración es usada para retirar el calor ganado por los pisos, las paredes, el techo y las puertas, es importante saber manejar esta tipo de “pérdidas” de frío.

 

Capacidad de almacenamiento

La decisión de enfriar y  embarcar el producto inmediatamente o almacenarlo  por un tiempo, muchas veces no depende sólo del tipo de producto y de sus condiciones de mercadeo; también depende del aprovechamiento del espacio en la instalación, los cuales serán determinados por el tipo de producto y su desarrollo. Obviamente, productos altamente perecederos requieren menor ubicación espacial de almacenamiento que frutos menos perecederos, simplemente porque los primeros no pueden ser almacenados por largos periodos de tiempo sin ocasionar pérdidas en su calidad.

 

Si el presupuesto de la construcción lo permite, se aconseja construir un espacio de almacenamiento suficiente para mínimo un día de cosecha de los productos más perecederos. Es mucho más fácil construir inicialmente un espacio de almacenamiento adecuado, que tratar de adicionarlo luego. El costo por metro cuadrado disminuye y la eficiencia del consumo de energía aumenta con el tamaño del cuarto frío, hasta cierto punto.  El espacio de almacenamiento no puede ser pasado por alto, ya que uno de los mayores beneficios de la instalación de enfriamiento Poscosecha es la flexibilidad que se puede dar al mercado, lo que permite largos periodos de almacenamiento.

 

De otro lado,  un exceso en el dimensionamiento del espacio de almacenamiento  ocasionará gastos innecesarios de energía y de dinero. Para determinar la cantidad de espacio refrigerado a construir, se usa la siguiente fórmula

Donde :

  V = Volumen de espacio a refrigerar. [ft3]

  C = Número máximo de bushels* a ser enfriado en un tiempo.

  S = Número máximo de bushels a ser almacenado en un tiempo.

*Bushel : Medida de cereales y frutas. Equivale a 36.36 litros en Gran Bretaña y  a 35.24 litros en Estados Unidos.

 

Después que se ha determinado el valor numérico de V, se divide por la altura del techo (en pies), para obtener el área a enfriar en pies cuadrados. Debemos recordar que el techo debe tener mínimo 18 pulgadas más, que la altura de apilamiento de los productos que se van a enfriar. Para frutos empacados en bultos, el volumen debe convertirse a bushels antes de aplicar la ecuación anterior.

 

Empaques del producto

La industria de productos frescos presenta toda una gama de empaques y contenedores tales como cajas de fibra, cajas de cartón, bolsas, canastas y bandejas, algunas de las cuales mencionaremos más adelante. 

Los tipos de empaques que sean seleccionados deben ser estándar para el mercado, ya que los productos empacados en “cajas gasolineras”, en “guacales” o en otros tipos de recipientes, no logran un volumen típico. Este tipo de empaques, como los que se resaltan en el óvalo a la derecha de la figura, son muy frecuentes en Colombia y hasta la actualidad no se han suprimido del mercado. Sin embargo, algunas empresas exigen a sus proveedores, el manejo de frutas y vegetales en cajas de un plástico muy resistente, que fueron diseñadas hace unos 13 años y que cumplen con los requerimientos de un buen empaque.

Puesto en plaza de mercado

 

No obstante, vemos con preocupación, que debido a la "costumbre", al llegar a la zona de mercadeo primaria (comúnmente la plaza de mercado más próxima a la zona de recolección, donde se comercializan volúmenes importantes) y para ser transportado a los centros de consumo, estos productos se retiran de estas cajas, se seleccionan y se reempacan en cajas gasolineras o guacales, ocasionando daños mecánicos adicionales en el producto, tales como magulladuras y cortes en la superficie del producto. En la figura, se observan los "guacales" preparados para ser empleados como empaque durante el transporte y comercialización hacia mercados principales (en éste caso a Santafé de Bogotá). El tipo de transporte empleado también se aprecia en la figura. Esta fotografía fue tomada en la Plaza de mercado de Espinal, en el Departamento de Tolima.

Zona de descargue de producto en el mercado

 

 

Ubicación y disposición de la instalación

La ubicación de la estructura para el enfriamiento refleja su función primaria. Si se planea llevar el producto fresco directamente al consumidor, la estructura debe estar cerca a la carretera, ya que un cuarto y una sede administrativa que no se vea puede tener problemas obvios de mercadeo. Debe, además tener sitios de estacionamiento para compradores y empleados, de ser necesario. Si la empresa va a usar la estructura de refrigeración como una conexión con el mercado, es decir con los intermediarios, se debe incentivar la publicidad y realizar contactos personales, al fundar la empresa.

 

Ya que la función primaria de la instalación de enfriamiento es precisamente enfriar y reunir lotes de ventas al por mayor, la facilidad de acceso al público no es menos importante. En ese caso, la mejor ubicación del cuarto frío, puede ser adyacente a la zona de selección y empacado. Todas estas estructuras, junto con los cuartos fríos deben estar convenientemente cercanos al cultivo, con el fin de disminuir el tiempo que transcurra desde el momento de la cosecha hasta el enfriamiento.

 

Conociendo como se va a usar, la estructura requiere instalaciones eléctricas e hidráulicas y para grandes cuartos fríos,  que generalmente requieren más de 10 toneladas de refrigeración en una sola unidad, debe disponerse de instalaciones trifásicas.

 

La ubicación de estas instalaciones deben ser planeadas cuidadosamente, debe considerase su costo para las zonas rurales y por tanto deben realizarse los contactos necesarios con las empresas electrificadoras y de acueductos  locales. Además, es útil considerar crecimientos futuros de la estructura cuando diseñe y se disponga su ubicación. Antes de comenzar la construcción, debemos conocer las normas, leyes y códigos pertinentes a la construcción y disposición de sistemas eléctricos, de salud de los trabajadores y el manejo y almacenamiento de productos comestibles.

 

DISEÑO Y CONSTRUCCION

 

Existen ciertos límites para apilar los contenedores. El máximo peso varía según el producto y el tipo de empaque, pero no debe exceder un nivel de seguridad que pueda causar daño al producto o derrumbes. Para brindar una buena circulación de aire, el producto nunca debe estar a menos de 18 pulgadas (aproximadamente unos 45 cm) del cielo raso. Aun cuando en el diseño inicial, no se pretenda trabajar con aire forzado, debe dejarse suficiente espacio para montarlo adecuadamente en un futuro.

 

Si el volumen del producto es suficiente y justifica el uso de montacargas eléctrico

(En la operación de productos agrícolas almacenados se recomienda el uso de montacargas eléctricos, debido a que estos no presentan emisiones de gases (entre ellos dióxido de carbono), que puedan afectar de alguna manera la actividad respiratoria del producto), las dimensiones para giros y para tráfico de los mismos deben ser consideradas en el dimensionamiento de la estructura. Las puertas y los corredores, no deben ser menores de una y media vez el ancho del montacargas. Las rampas de acceso a la estructura deben tener pendientes de entre 1 y 5%. También es conveniente incluir un muelle elevado para cargar o descargar los montacargas y  los camiones.

 

La construcción de una estructura de almacenamiento y enfriamiento es una inversión tácita en el mantenimiento de la calidad del mismo, por lo tanto los materiales y los trabajadores a emplear deben ser de la mejor calidad posible. Debido a que se requieren muchos materiales para ejecutar este proyecto, se presenta la dificultad de elegir cuales de ellos son los mas apropiados para esta aplicación, para lo cual brindaremos algunas nociones en cada uno de los casos.

 

Cimientos y piso

La mayoría de las instalaciones para enfriamiento son construidas, en bloques de concreto con refuerzos en su perímetro para soportar las cargas producidas por las paredes. Debe asegurarse un buen drenaje en la estructura, por lo que generalmente se construye sobre un lecho de gravas.  También puede construirse con unos drenes interiores para evacuar adecuadamente el agua con que se limpia la instalación y de el agua producida por la condensación. Además, debemos considerar que el piso debe soportar grandes cargas y resistir el uso pesado en un ambiente húmedo, por esto dependen en buena medida del uso de aislantes de calidad. Los bloques de cimentación deben ser de al menos 4 pulgadas de concreto reforzado con malla de alambre y con aislante de 2 pulgadas de espuma plástica a prueba de agua en la superficie.

 

La necesidad de aislar el piso puede parecer a veces innecesaria y en cambio si nos incrementa de una forma significativa los costos. Este análisis desde el punto de vista económico es errado, como quiera que estos aislantes se pagan por sí mismos en pocos meses de uso. Si el cuarto frío se emplea para largos periodos de tiempo en almacenamiento subenfriado, es importante que el piso sea bien aislado con una lámina de espuma de 4 pulgadas (con un R aproximado de 20). Además, cualquier objeto de madera que entre en contacto con el piso de concreto, requiere ser tratado para evitar los daños debidos a su largo periodo en contacto con agua. Durante la construcción, la interfase entre la parte inferior de la lámina del piso y la cimentación debe ser sellada para evitar ascensos de agua.

 

Esto se realiza  aplicando un recubrimiento en esta zona con un sellante antes de colocar el piso, el cual debe  prevenir los movimientos del piso debidos a vientos o sismos. Se considera una práctica eficiente, instalar un tope adyacente a las paredes,  como se puede observar en la figura. Este elemento, que debe ser esencial, cumple dos importantes propósitos; primero, protege a las paredes de la estructura de ser averiada por los movimientos de el producto cargado en los contenedores y los montacargas y segundo, asegura la correcta ventilación e impide que el producto se moje, debido a la humedad de las paredes.

Tope aislante

 

 

Aislamiento

La energía térmica siempre fluye desde los objetos cálidos a los fríos. Todos los materiales, hasta los buenos conductores como los metales, ofrecen alguna resistencia al paso de energía y muchos materiales pueden ser empleados como aislantes con buenos efectos, pero ya que la selección del aislante adecuado es una de las características que, desde el punto de vista constructivo deben tomarse, es importante que el material no sea muy costoso, pero si, que sea eficiente para esta labor. Las características de estos materiales varían considerablemente y su eficiencia para la conducción debe ser más importante en la elección que su precio. Algunas características importantes a mencionar son el valor de resistencia R, su costo y su comportamiento en presencia de humedad.

 

Valor R

Una medida de la resistencia que el aislante ofrece al movimiento de calor se denomina factor de resistencia o valor R, el cual está asociado con su ancho.

Cuanto mayor sea este valor, mayor será la resistencia y mejor serán las propiedades de este material como aislante. El valor R generalmente se expresa en pulgadas de ancho o en términos del ancho total del material. La resistencia total al flujo de calor en cualquier pared con aislantes, es simplemente, la suma de las resistencias totales de los componentes individuales, es decir la suma de las resistencias de los componentes individuales, es decir la suma de las resistencias de los aislantes, de los pegantes, de las paredes e inclusive, algunas veces es importante considerar la resistencia de las capas de pintura. Así que será importante tomar la mejor combinación de estos materiales para obtener un valor económico de la estructura aislada. En la tabla 3, se presenta los valores de R para los materiales más comunes empleados como aislantes.

 

Costo

Los costos de los aislantes varían según el tipo. En Estados Unidos, por ejemplo, actualmente se especifican costos en pies por pulgada de ancho o en costo por unidad térmica de resistencia (R).  Además reducen ligeramente los costos, ya que se reducen las labores constructivas y los costos de otros materiales, porque no se requieren adiciones en las partes internas de los paneles de las paredes. Debe tenerse en cuenta que ciertos tipos de espumas aislantes pueden presentar alto riesgo de incendios, por lo cual deben ser manejadas con cuidado.

 

Tabla 3. Valores de R para aislantes comunes

 

Valor de R         

Ancho característico

                                                                             Ancho: 1"                del material

     

Cubiertas rígidas  

    Fibra de vidrio                                                    3.50

Aislantes de capa delgada

     Celulosa                                                             3.50

     Fibra de vidrio o mineral                               2.50-3.00 

     Vermiculita                                                         2.20

     Madera con pegantes                                      2.22

Aislantes rígidos

     Poliestireno                                                       5.00

     Tableros flexibles                                              4.55               

     Poliestireno expandido

     Pequeñas piezas moldeadas                         3.57

     Poliuretano                                                        6.25

     Fibra de vidrio                                                   4.00

     Polisociranuato                                                 8.00

Aislantes inyectados o espumas

     Formaldehído                                                 4.20-5.50

Materiales de construcción

     Concreto sólido                                                 0.08  

     Bloques de concreto (8")                                 1.11

     Bloques de ligeros concreto (8")                    2.00

     Bloques de concreto con partes

     de Vermiculita                                                   5.03

     Metal                                                                                                               <0.01

     Tableros de madera (3/8")                              1.25                                      0.47 

     Tableros de madera (1/2")                              1.25                                      0.62

 

 

De los materiales comúnmente utilizados en cuartos fríos, la celulosa es la de menor costo, seguida de las cubiertas rígidas, según la forma de instalación de este material y finalmente, los materiales de rociado o aislantes líquidos. Estos últimos presentan la ventaja de sellar completamente la estructura a cualquier posible filtración de agua o entradas y/o salidas de aire.

 

Efectos de la humedad

En muchos tipos de aislantes, el flujo de energía calórica es impedido por pequeñas celdas que hacen la función de trampas de aire en todo el material. Cuando este absorbe humedad, el aire es reemplazado por agua y el valor de aislamiento disminuye. Es por esta razón que el aislante debe ser almacenado en lugares secos. Con excepción de muchas espumas plásticas, que son a prueba de agua, todos los materiales aislantes deben ser usados junto con una adecuada barrera contra el vapor. Generalmente se instalan películas de 4 milímetros de polietileno en el lado interior del aislante (por fuera), contrario a lo que se recomienda en los códigos para construcciones de casas. Esta práctica previene la condensación en el aislante. Esta película puede ser continua desde el piso al techo y donde existan uniones de 2 películas debe realizarse un recubrimiento de 12 pulgadas, con lo cual, aseguramos un sellamiento total.

 

Puertas y otros dispositivos

Las puertas son la parte más crítica de un cuarto frío. Puertas mal construidas o en mal estado ocasionan grandes pérdidas de energía. Estas deben tener mucho más material aislante que las paredes y deben poseer bandas plásticas para reducir la posible filtración de aire caliente a la estructura. Los seguros de las puertas deben proveer buen sellamiento, el cual puede ser chequeados insertando una delgada tira de papel (entre la puerta y el área sellada) y cerrando la puerta. El sello es aceptable solo si se siente una resistencia fuerte al tratar de retirar esa tira. Cabe notar que una puerta deslizante es mucho mas fácilmente aislable que dos puertas tradicionales.

Todas las puertas grandes presentan una tendencia a ceder debido a su propio peso y al momento ocasionado por el brazo en el que son soportadas; es por esto que deben usarse soportes y uniones de una excelente calidad. Además, es importante que estas puertas puedan abrirse desde el interior del cuarto. Al ubicar cortinas de tiras plásticas se logra una disminución en las pérdidas de energía cuando las puertas se mantienen abiertas durante largos períodos de tiempo. Este tipo de cortinas ofrecen una gran cantidad de espacio libre para la entrada y salida de los trabajadores, el producto y los montacargas, pero favorecen la mezcla entre el aire interior y el exterior, haciendo menos eficiente el proceso, debido a una substancial pérdida de la carga de energía. Si bien existen muchos diseños aceptables, los tres tipos más usados en la actualidad se presentan en la figura

Tres diseños aceptables de puertas.

 

 

CALCULO DE LA CARGA DE CALOR

 

La temperatura óptima de almacenamiento debe ser continuamente mantenida para obtener todos los beneficios que brinda el cuarto frío. Para asegurar que el cuarto está a la temperatura indicada, debe calcularse la capacidad de refrigeración requerida, usando las condiciones más críticas que puedan ocurrir durante esta operación. Estas condiciones incluyen el valor máximo en la temperatura exterior, la máxima carga de producto a enfriar por día y la máxima temperatura del producto al ser enfriado. La carga total de calor que el sistema puede remover en el cuarto frío se denomina carga de calor. Las entradas de calor provienen de los siguientes campos:

 

1.   Calor de conducción: Calor que entra por las paredes techo y piso aislados.

2.   Calor de campo: Calor extraído del producto para ser llevado a la temperatura de almacenamiento.

3.   Calor de respiración: Calor generado por el producto, que es el resultado de las reacciones naturales del mismo.

4.   Carga de servicio: También llamada carga mixta; es el calor producido por las luces, el equipo, los trabajadores y por el aire caliente y húmedo que entra cuando se realiza la apertura de puertas.

  

Calor de conducción

Es el calor debido a todas las paredes, el techo y el piso. La cantidad de calor que transmiten estas superficies es función de su resistencia térmica (Valor de R), de su área y de la diferencia de temperatura entre un lado y el otro. El calor de conducción (HC), por las paredes se calcula mediante la fórmula:

Donde

Ap : Area de las paredes [ft2]

DT : Diferencia de temperaturas [ºF]

R : Valor de resistencia térmica [ft2 ºF/Btu]

 

El calor del techo es calculado usando la misma ecuación.  Sin embargo, debido a que el techo está expuesto directamente a la luz solar y por lo tanto presenta mayores temperaturas, debe instalarse mayor aislante en él y la diferencia de temperatura en el cálculo se incrementa, generalmente unos 10ºF. Si es posible la instalación de un ventilador de techo, se reducirá considerablemente esta diferencia, pero el costo del mismo, así como la energía necesaria para su operación deben ser evaluadas contra la disminución del calor del techo. Similarmente el calor debido al piso, es calculado también con esta ecuación y la carga total de calor debido a las paredes, el techo y el piso es la suma de estos tres valores calculados

 

Calor de campo

La segunda fuente de calor es el producido por el producto que entra con cierta temperatura a la instalación de enfriamiento. Este tipo de energía es denominada calor de campo. Esta cantidad es calculada usualmente para el valor de la temperatura media mensual máxima. El calor de campo (FH), es  producto del calor específico (SH), del cultivo (de la cantidad de energía que este puede guardar por grado), la diferencia de temperatura entre campo y almacenamiento (DT) y el peso (W) del producto.

El calor específico del agua es 1 Btu/ºF, y ya que las frutas y vegetales presentan unos contenidos de agua altos, su calor específico individual es directamente relacionado con esta característica y se puede, para efectos prácticos, considerarse como 1. En la tabla 4 pueden observarse valores de calor específico para algunos productos.

Tabla 4. Calor específico y calor de respiración para algunos cultivos

 

Calor  de Respiración.

La tercera fuente de calor es la respiración de la cosecha misma. Debemos recordar que los productos hortofrutícolas son seres vivos y una vez cortados, ellos continúan sus procesos respiratorios. La cantidad de calor producido depende de la temperatura, la cosecha, y las condiciones y tratamiento o labores culturales que la cosecha ha recibido.  El calor de respiración a diversas temperaturas para productos hortofrutícolas es  presentado en la Tabla 4.

 

Carga miscelánea

La cuarta fuente de calor comprende lo que se conoce con el nombre de “cargas por servicios” o cargas misceláneas. Incluye el calor generado por equipos como luces, ventiladores, por la gente que trabaja en la sala de almacenamiento, junto con el calor debido al aire cálido que entra en el cuarto cuando la puerta se abre y el calor que entra por la infiltración de aire debido a sellos defectuosos en las puertas y otras rupturas. La cantidad de calor aportada por estas fuentes es muy difícil de estimar precisamente.  El servicio de carga se reparte igualmente y puede ser estimada como un 10 por ciento del calor de las otras tres fuentes (calor de conducción, calor de campo y calor de respiración).

 

MEDIDA DEL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

 

Los sistemas de refrigeración son clasificados por la cantidad de calor que mueven o desplazan en una longitud determinada de tiempo, siendo la unidad estándar de clasificación, la tonelada, la cual es igual a 288.000 Btu en 24 horas, es decir 12.000 Btu por hora.

La capacidad requerida para mantener una temperatura específica aumenta sí: 

1.   El sistema de refrigeración es usado solo parte del día.

2.   Se almacena más de la cantidad inicial de fruta por día.

3.   El edificio fuera más grande.

4.   La fruta ingresara con temperaturas superiores a las planteadas inicialmente.

5.   La temperatura exterior fuera mayor a la planteada.

 

En la práctica, es aconsejable seleccionar un sistema de refrigeración para agregar una capacidad de reserva a la calculada como una protección contra sobrecargas. Debemos subrayar el hecho de que estos sistemas de refrigeración, por razones que serán discutidas mas adelante, se operan de 16 a 20 horas por día. La capacidad total del sistema debe aumentarse, por lo tanto, para compensar el tiempo que la unidad está fuera de servicio.

 

Además, es una buena práctica aumentar un poco la capacidad del sistema porque el calor que se retira del producto no es el constante durante el ciclo, pero es más grande al principio. Si la capacidad del sistema no es suficiente para superar la inercia térmica del producto, el tiempo de enfriamiento puede aumentar los límites especificados para el producto. Para compensar esta condición, cuando se trabaja con la mayoría de los vegetales y frutas frescas, se debe multiplicar la capacidad del sistema de refrigeración por un factor de enfriado de 1.5, junto con el factor de operación adicional descrito en el párrafo anterior.

 

REDUCCION DE LA CARGA DE REFRIGERACION

 

Una vez que el calor de campo se ha retirado del producto, se requiere mucha menos capacidad de refrigeración para que se mantenga la temperatura de almacenamiento. Por lo tanto, cualquier cosa que puede hacerse para rebajar la temperatura que se presenta en el campo, reducirá significativamente la carga inicial de calor, reduciendo así el costo del equipo de refrigeración requerido y la energía eléctrica con la cual se operan dichos equipos. Cosechando muy temprano o muy tarde en el día o incluso en la noche, podemos ayudar a reducir el costo de refrigeración.

 

 

Algunos cultivadores grandes de productos altamente perecederos han comenzado cosechando "bajo las luces" para reducir costos de enfriado y para conservar la calidad. Aunque no es útil en todas las cosechas, el enfriamiento con agua es una manera efectiva para retirar los primeros 20-30ºF de calor rápidamente, disminuyendo la carga sobre el sistema. El preenfriamiento con agua es también, un método eficiente desde el punto de vista energético, para realizar esta labor antes de colocar el producto en la sala de enfriamiento. Sin embargo, debemos notar que algunos tipos de producto son sensibles al humedecimiento y además el agua fomenta el crecimiento de microorganismos.

Aunque duplicando el valor de aislamiento en las paredes, techo y el piso logramos que se reduzca el calor por conducción casi hasta la mitad, el porcentaje de reducción de la carga total de calor sería pequeña. Observamos de nuevo, que la única manera para reducir el calor carga considerablemente, está comenzar el proceso de enfriamiento con la fruta tan fresca como sea posible.

 

 

OTROS FACTORES A CONSIDERAR EN UNA INSTALACION DE ENFRIAMIENTO

 

Limpieza y Mantenimiento

Es esencial que los recipientes  de manejo y los cuartos de almacenamiento estén limpios y libres de microorganismos. Todas las acumulaciones del  agua de condensación deben evacuarse de la estructura. Debe limpiarse completamente todos los cuartos de almacenamiento antes de llenarlos. Si los recipientes de carga se mantienen dentro del cuarto, debe desinfectarse las superficies con una solución de hipoclorito de sodio al 0.25 por ciento (puede usarse 1 galón de cloro en 20 galones de agua) aplicados con una lavadora de alta presión y debe ventilarse el cuarto durante algunos días, para que se seque. La tubería de refrigeración, los ventiladores y los conductos deberán ser revisados y limpiados regularmente. Las espirales de refrigeración sucias pueden disminuir considerablemente su eficiencia térmica.

 

Controles de Temperatura

La temperatura más importante a controlar en una instalación de enfriamiento, es la del producto, no la del aire. Medir la temperatura del aire no nos brindará valores correctos de la temperatura de producto, porque el calor de respiración siempre eleva la temperatura del producto y del aire circundante. Debe evitarse ubicar este tipo de elementos sobre el techo o en las paredes exteriores. La temperatura de producto y la humedad debe controlarse frecuentemente durante el enfriamiento y almacenaje para impedir el sobreenfriamiento y daño por frío del producto. También debe tenerse en cuenta que, mantener la humedad y temperatura apropiada llega a ser muy importante, a medida que el almacenamiento aumenta. Para obtener la temperatura apropiada de almacenamiento, el sistema más utilizado para el enfriamiento y las humedades recomendadas para algunos productos véase la tabla 1, en PREENFRIAMIENTO Y ENFRIAMIENTO DE PRODUCTOS AGRICOLAS.

 

Ubicación adecuada de los ventiladores

El movimiento de aire en el interior del cuarto frío, ayuda conducir el calor lejos del producto. Los recipientes deben diseñarse y acomodarse para permitir la suficiente circulación de aire, mejorando el valor del enfriamiento y almacenando el producto a la temperatura óptima. Pueden ubicarse unos ventiladores en el interior del cuarto frío, buscando facilitar la circulación del aire, ya que ese es el requerimiento de la mayoría de los productos hortofrutícolas. Mas adelante, en el documento de ENFRIAMIENTO CON AIRE FORZADO, se ampliarán estos conceptos.

 


 

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Última actualización: 3 de noviembre de 2001