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DISEÑO DE CUARTOS FRÍOS. ESTRUCTURA Y REQUERIMIENTOS DE ENERGIA Planeación antes de la construcción Tamaño de la unidad de enfriamiento Ubicación y disposición de la instalación Medida del sistema de refrigeración
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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.
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 congelamientoAbajo de 32ºF |
Fríjol (Todos
los tipos) |
Manzanas |
Berenjenas |
Espárragos |
Okra |
Duraznos |
Papas |
Maíz tierno |
Melones |
Fresas |
Tomates |
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Sandía |
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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 |
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Berenjenas |
Sandías |
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Brócoli |
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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.
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.
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.
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.
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 |
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.
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
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. |
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.
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 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.
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. 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 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.
Última actualización: 3 de noviembre de 2001