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Capítulo 6: Control de temperatura y humedad relativa


Enfriamiento en cámara refrigerada convencional
Enfriamiento por aire forzado
Enfriamiento hídrico
Enfriamiento evaporativo
Ventilación con aire nocturno
Daño por frío
Uso de hielo
Métodos alternativos de enfriamiento
Aumento de la humedad relativa

Durante el periodo entre la cosecha y el consumo, el control de temperatura es el factor más importante para mantener la calidad de los productos. Cuando se separan de la planta madre, las frutas, hortalizas y flores son aún tejidos vivos que respiran. La conservación del producto a la temperatura más baja posible (0 C para cultivos templados ó 10-12 C para los tropicales o subtropicales sensibles a daño por frío) aumentará la vida útil del mismo, ya que las temperaturas bajas disminuyen la tasa de respiración y la sensibilidad al etileno, reduciendo además la pérdida de agua. Es importante evitar el daño por frío, dado que los síntomas incluyen: incapacidad para madurar (bananas y tomates), desarrollo de "picado" o áreas deprimidas (naranjas, melones y pepinos), pardeamiento (aguacates, chirimoyas), aumento de la susceptibilidad a la pudrición (pepinos y judías) y desarrollo de sabores desagradables (tomates) (Shewfelt, 1990).

Si se dispone de energía eléctrica, los sistemas de refrigeración proveen la fuente de frío más segura. Sin embargo, existen métodos sencillos para enfriar producto en lugares donde no se dispone de electricidad o ésta es demasiado cara.

Algunos ejemplos de sistemas alternativos (tomado de Kader et al, 1985) incluyen la ventilación con aire nocturno, el enfriamiento radiante, el enfriamiento evaporativo, el uso de hielo y zonas subterráneas (sótanos para raíces en el campo, cuevas), o el almacenamiento a grandes altitudes.

Los métodos mencionados son útiles para enfriar y mejorar la eficiencia del sistema de almacenamiento dondequiera que se usen, especialmente en países en vías de desarrollo donde el ahorro de energía puede ser critico. Es conveniente proporcionar sombra al producto cosechado, a las empacadoras, a las construcciones usadas para el enfriamiento y almacenamiento y a los vehículos de transporte. El uso de sombra, siempre que sea posible, se traducirá en una reducción de temperatura de los productos cosechados. Los árboles son una excelente fuente de sombra y pueden reducir la temperatura ambiental de las empacadoras y almacenes. Los colores claros en las construcciones reflejarán la luz (y el calor), reduciendo la cantidad de calor. A veces un mayor gasto de dinero al principio conlleva un ahorro a la larga, como el comprar equipo de iluminación adecuado. Las luces de sodio de alta presión producen menos calor y utilizan menos energía que las bombillas incandescentes.

Otro aspecto a considerar cuando se manejan hortalizas y frutas es la humedad relativa del ambiente del almacén. La pérdida de agua del producto se asocia generalmente con una pérdida de calidad. Pues puede haber cambios visuales, tales como el marchitamiento o arrugado y cambios de textura. Vale la pena recordar que la pérdida de agua no siempre es indeseable; por ejemplo, es recomendable si el producto se destina a la deshidratación o al enlatado.

Para el mercado de productos frescos, cualquier método que aumente la humedad relativa en el ambiente del almacén (o disminuya el déficit de presión de vapor entre el producto y su entorno) retrasará la pérdida de agua. Un método para aumentar la humedad relativa consiste en reducir la temperatura; otro método consiste en añadir humedad al aire alrededor de la mercancía utilizando nebulizadores, vaporizadores, o mojando el piso del almacén. Otra forma es utilizar barreras de vapor tales como ceras, forros de polietileno en cajas, cajas revestidas o una variedad de materiales de empaque económicos y reciclables. Cualquier material de empaque disminuirá la eficiencia del enfriado, de forma que, por ejemplo, se recomiendan los forros horadados (aprox. 5% del área total del forro), pues éstos disminuirán el déficit de presión de vapor sin afectar significativamente al intercambio de oxigeno, etileno y dióxido de carbono.

Enfriamiento en cámara refrigerada convencional

Es un método relativamente económico pero lento para el enfriado que se puede usar cuando se dispone de electricidad para la refrigeración mecánica. Cuanto mayor sea el área del serpentín del refrigerador, menos humedad perderá el producto a medida que se enfría.

Es importante dejar un espacio adecuado entre las pilas de cajas (unidades de carga) dentro de la cámara de refrigeración para que el producto se enfríe lo más rápidamente posible. Las pilas de producto deberán ser estrechas, aproximadamente la anchura de una tarima. El aire circula en la cámara sobre las superficies y a través de cualquier espacio abierto de forma que el entrado desde el exterior de las pilas hacia el centro es principalmente por conducción. (Para más información ver Mitchell en Kader, 1992).

Fuente: Kasmire, R.F. 1977. California Tomatorama. Fresh Market Tomato Advisory Board Information Bulletin No. 17.

La siguiente ilustración muestra el patrón de ventilación recomendado para las cajas de cartón empleadas en el enfriamiento de la mercancía en cámara refrigerada convencional o por aire forzado. Las ventanas deberán constituir un 5% del área total de la superficie y estar localizadas a una distancia de las esquinas de 5.1 a 7.6 cm. Pocas ventanas grandes (0.5 pulgada (1.27 cm) o más) son mejores que muchas pequeñas.

Fuente: Mitchell, F.G. et al. 1972. Commercial cooling of fruits and vegetables. California Agricultural Experiment Station Extension Service, Manual 43.

Una cámara de enfriamiento económica puede construirse usando hormigón para el piso y espuma de poliuretano como aislante. La construcción del almacén en forma de cubo reducirá el área de la superficie por unidad de volumen del espacio de almacenamiento, disminuyendo así los costes de refrigeración y construcción. Todas las juntas deberán estar reforzadas y la puerta deberá tener un sello de caucho.

Fuente: Tugwell, B. L. Sin fecha. Coolroom construction for the fruit and vegetable grower. Department of Agriculture and Fisheries, South Australia. Special Bulletin 11.75.

Enfriamiento por aire forzado

En el enfriamiento por aire forzado se hace circular el aire a través del interior de los recipientes que contienen el producto acelerando con ello notablemente la tasa de enfriamiento de cualquier producto. Muchos tipos de enfriadores de aire forzado pueden diseñarse para mover el aire húmedo y frío sobre la mercancía. Los ejemplos que se proporcionan a continuación son unidades fijas.

Enfriador de aire forzado de pared fría: (la puerta del enfriador se abre cuando la tarima se empuja contra el paratope)

Fuente: Rij, R. et al. 1979. Handling, Precooling, and Temperature Management of Cut Flower Crops for Truck Transportation. USDA Science and Education Administration, AAT-W-5, UC Leaflet 21058.

Un enfriador portátil de aire forzado puede construirse usando una lona o una lámina de polietileno. La lona se enrolla sobre la parte superior e inferior de las cajas, apiladas sellando la unidad y forzando el aire a pasar por las aberturas de ventilación laterales (las aberturas de ventilación deberán ocupar al menos el 4% del área de la superficie de cada caja) de las cajas que se apilan contra un extractor de aire. Esta unidad esta diseñada para ser usada dentro de una cámara refrigerada de almacenamiento.

Enfriador portátil de aire forzado

Fuente: Parsons, R.A. and Kasmire, R.F. 1974. Forced-air unit to rapidly cool small lots of packaged produce. University of California Cooperative Extension, OSA # 272.

Las siguientes ilustraciones muestran dos tipos de enfriadores de aire forzado. Cada uno está equipado con un extractor que al succionar el aire frío en el almacén lo forza a pasar a través del producto empacado.

Fuente: Rij, R. et al. 1979. Handling, Precooling and Temperature Management of Cut Flower Crops for Truck Transportation. USDA Science and Education Administration, UC Leaflet 21058

Enfriamiento hídrico

El agua fría provee un enfriamiento rápido y uniforme de algunas mercancías. Tanto la mercancía como el material de sus envases deben ser resistentes al agua. al cloro (usado para sanear el agua del hidroenfriador) y al daño mecánico del agua que golpea (Mitchell en Kader, 1992). La versión más simple de un hidroenfriador consiste en duchar un lote de producto con agua helada. Un hidroenfriador de lotes puede construirse para contener tarimas completas de producto (Thompson en Kader, 1992). Se pueden añadir bandas transportadoras para ayudar a controlar el tiempo que el producto permanece en contacto con el agua fría.

Hidroenfriador

Hidroenfriador de lotes

Fuente: Kasmire, R.F. 1977. California Tomatorama. Fresh Market Tomato Advisory Board Information Bulletin No. 17.

Enfriamiento evaporativo

Las empacadoras ilustradas a continuación se construyen materiales naturales que pueden humedecerse con agua. La humectación de las paredes y el tejado (techo) en las primeras horas de la mañana crea las condiciones adecuadas para el enfriamiento evaporativo.

Empacadora de paja

La empacadora ilustrada a continuación se hace con paredes de red metálica que contienen carbón. La humectación del carbón por la mañana hace que la estructura se enfríe por evaporación durante el día.

Fuente: FAO. 1986. Improvement of Post-Harvest Fresh Fruits and Vegetables Handling- A Manual. Bangkok: UNFAO Regional Office for Asia and the Pacific.

Los enfriadores evaporativos pueden construirse para enfriar el aire de un almacén completo o simplemente, de unos pocos recipientes de producto. Estos enfriadores se adaptan mejor a regiones de baja humedad, dado que el grado de enfriamiento se limita a 1-2 C por encima de la temperatura del bulbo húmedo.

Típicamente, una almohadilla de paja o fibra leñosa se humedece y entonces el aire se circula a través de ella usando un ventilador (extractor) pequeño. En el ejemplo ilustrado aquí, se realiza un goteo de 0.5 galones de agua por minuto en una almohadilla de 8 pies2, proporcionando aire húmedo suficiente para enfriar 18 cajas de producto en 1 a 2 horas. El agua se recoge en una bandeja en la base de la unidad para su recirculación.

Un enfriador evaporativo puede combinarse con un enfriador de aire forzado cuando se utilicen pequeñas cantidades de producto. El aire se enfría cuando pasa a través de la almohadilla mojada, antes de pasar a través de los empaques y alrededor del producto.

Enfriador evaporativo de aire-forzado

Fuente: Thompson, J. F and Kasmire, R.F. 1981. An evaporative cooler for vegetable crops. California Agriculture, March-April: 20-21.
Fuente: Mitchell in Kader, 1992. Postharvest Technology of Horticultural Crops. University of California, Division of Agriculture and Natural Resources, Publication 3311. 296 pp.

El enfriamiento evaporativo que se muestra a continuación está equipado con un extractor movido por el viento tipo vórtice. Se usó rejilla metálica para construir dos paneles delgados en los lados opuestos del enfriador que contienen piezas húmedas de carbón o paja. El agua gotea en el carbón o paja y el vienta hace girar a la turbina, succionando el aire frío y húmedo a través de la carga de producto dentro del enfriador. Cuando se usa este enfriador las temperaturas se reducen de 3 a 5 C por debajo de la temperatura ambiental, mientras que la humedad relativa es de aproximadamente 85%.

Fuente: Redulla, C.A. et al. 1984. Temperature and relative humidity in two types of evaporative coolers. Postharvest Research Notes, 1 (1): 25-28.

Los enfriadores evaporativos se pueden construir con materiales tan sencillos como arpillera y bambú. El "enfriador por goteo" que se muestra aquí, opera únicamente mediante un proceso de evaporación, sin requerir el uso de ventiladores (extractores).

Enfriador por goteo

Fuente: Redulla, C.A. et al. 1984. Keeping perishables without refrigeration: use of a drip cooler. Appropriate Postharvest Technology 1(2): 13-15.

La cámara de enfriamiento ilustrada más adelante es muy económica ya que se usan ladrillos como material base. La cavidad entre las paredes se rellena con arena y los ladrillos y la arena se saturan con agua. Las frutas y las hortalizas se introducen en la cámara y a continuación, ésta se cubre con una estera de paja que ayuda a conservar la humedad.

Durante los meses de verano en la India, se ha demostrado que esta cámara puede mantener una temperatura interior entre 15 y 18 C y una humedad relativa del 95%.

Cámara de enfriamiento evaporativo

Fuente: Roy S.K. 1989. Postharvest technology of vegetable crops in India. Indian Horticulture. Jan-June: 76-78.

Ventilación con aire nocturno

Si la diferencia de temperatura entre la noche y el día es relativamente grande, los cuartos de almacenamiento pueden enfriarse usando el aire nocturno, (Kader et al, 1985). El almacén deberá aislarse y los ventiletes deberán ubicarse a nivel de tierra. Los ventiletes se abren durante la noche y entonces se usan ventiladores (extractores) para circular el aire frío de la noche a través del almacén. Si la estructura está aislada térmicamente y los ventiletes se cierran muy de mañana, se mantendrán mejor las temperaturas frías durante los días calurosos.

Ventiletes abiertos

Ventiletes cerrados

Daño por frío

Algunas frutas y cultivos hortícolas son susceptibles al daño por frío cuando se refrigeran a temperaturas inferiores a 13-16 C (55-60 F). Los daños reducen la calidad del producto y acortan la vida útil. La siguiente tabla proporciona algunos ejemplos de los síntomas de daño por frío en una variedad de cultivos. Los síntomas frecuentemente aparecen sólo después de que la mercancía se transfiere a temperaturas más altas, como ocurre durante la venta.

Susceptibilidad de frutas y hortilizas a los daños por frío cuando se almancenan a temperaturas bajas pero no de congelación.

Producto

La más baja temperatura segura (aprox.)

Daño producido al almacenar entre 0°C y más baja temperat. segura1.

Manzanas, ciertas variedades

2-3

36-38

Oscurecimiento interno, corazón café, colapso húmedo, escaldado suave.

Espárragos

0-2

32-36

Color verde apagado, puntas flojas.

Aguacates

4.5-13

40-55


Bananos, verdes o maduros

11.5-13

53-56

Decoloración gris-cafezusco de la carne.

Frijoles Lima

1-4.5

34-40

Color apagado al madurar.

Vainicas

7

45

Manchas y áreas café herrumbroso.

Arándano agrio

2

36

Formación de pequeños cráteres, coloración café.

Pepinos

7

45

Textura hulosa, carnosidad roja.

Berenjenas

7

45

Formación de hoyuelos, áreas acuosas, descomposición.

Guayabas

4.5

40

Escaldado superficial, pudrición alternaria oscurecimiento de las semillas.

Toronjas

10

50

Daños en la pulpa, descomposición.

Jicama

13-18

55-56

Escaldado, hoyos, colapso acuoso.

Limones

11-13

52-55

Descomposición, decoloración. Hoyuelos, manchas de las membranas, manchones rojos.

Limas

7-9

45-48

Hoyuelos, quemado de la piel.
Decoloración grisácea de la piel, maduración irregular.

Mangos

10 13

50-55

Hoyuelos, descomposición de la pie.

Melones





Cantaloupe

2-5

36-41

Decoloración rojiza, hoyuelos, descomposición de la piel ausencia de maduración.


Honey Dew

7-10

45-50

Igual que el anterior pero sin decoloración.


Casaba

7-10

45-50

Igual que el anterior.


Crenshaw and Persian

7-10

45-50

Hoyuelos, sabor desagradable.

Sandia

4.5

40

Decoloración, áreas acuosas, hoyuelos, descomposición.

Ocra

7

45

Oscurecimiento interno.

Aceitunas

7

45

Hoyuelos, manchas de color café.

Naranjas de California y Arizona

3

38

Hoyuelos, imposibilidad de maduración, malos sabores, descomposición.

Papayas

7

45

Ampollas en la cutícula, pudrición por alternaria en las vainas y cálices oscurecimiento de fas semillas.

Pimientos dulces

7

45

Hoyuelos, oscurecimiento interno y externo.

Piñas

7-10

45-50

Color verde apagado al madurar.

Granadas

4.5

40


Papas

3

38

Oscurecimiento hasta color caoba (Chippewa y Sebago), sabor dulce2.

Ayotes y calabazas

10

50

Descomposición, especialmente por alternaria.

Camotes

13

55

Descomposición, hoyuelos, decoloración interna; corazón duro tras la cocción.

Tamarillos

3-4

37-40

Hoyuelos en la superficie, decoloración.

Tomates maduros

7-10

45-50

Textura acuosa y ablandamiento, descomposición.

Tomates pintones

13

55

Color pobre al madurar, descomposición por alternaria.

1 Frecuentemente, los síntomas aparecen solamente cuando el producto ha alcanzado temperaturas más alta, como durante el mercadeo.

Fuente: Hardenburg, R.E., A.E. Watada, and C-Y. Wang. 1986. The Commercial Storage of Fruits, Vegetables, and Florist and Nursery Stocks. USDA, Agricultural Handbook No. 66. (Tomado de la versión del libro en español)

Uso de hielo

El hielo puede usarse como una fuente de frío, por ejemplo pasando aire a través de una cantidad de hielo y a continuación por la mercancía, o bien aplicando hielo sobre la carga (colocado directamente en contacto con el producto). El hielo puede enfriar un producto solamente si se derrite, por lo que una buena ventilación es necesaria para el enfriamiento efectivo.

Detalle de un refrigerador de hielo: sección longitudinal - se debe montar un motor diesel o de gasolina afuera

Detalle de un refrigerador de hielo: vista posterior - un motor de ventilación eléctrico se monta normalmente en el interior de la cámara fría, la capacidad del ventilador (pies cúbicos/minuto) debería ser como mínimo igual al volumen de la cámara vacía

Detalle de un refrigerador de hielo: elevación frontal

Detalle de un refrigerador de hielo: vista superior - las galerías sobre el doble techo mejoran en gran medida la distribución del aire y subsecuentemente, el enfriado

Fuente: Grierson, W. 1987. Postharvest Handling Manual Commercialization of Alternative Handling Crops Project. The Belize Agribusiness Cr. / Chenomics USAID

La aplicación de hielo directamente al producto puede realizarse solamente con mercancías que son hidro-tolerantes y no son sensibles al daño por Frío (zanahorias, maíz dulce, melones cantaloups, lechuga, espinaca, brócoli, cebolletas (cebollines). También se requieren empaques hidro-tolerantes (madera, plástico o cartón encerado). El hielo en escamas o triturado puede aplicarse directamente o mezclado con agua. El uso de hielo como método de enfriamiento proporciona una alta humedad en el ambiente que circunda al producto.

Deben llevar hielo:

berro
brócoli
cebollas verdes
endivia
escarola
espinaca
hojas de nabo
hojas de rábano
maíz dulce
nabos
nabos con hojas
perejil
rábanos con hojas
remolachas con hojas
zanahorias con hojas

Pueden llevar hielo:

acelga
alcachofas, tipo globo
cantalupo
celeriac
col de bruselas
colinabo
hojas de mostaza
hojas de remolacha
naba
pastinaca
puerro
rábano
remolachas sin hojas
zanahorias sin hojas

Fuente: Thompson, J.F. 1992. Storage Systems, pp. 69-78. En: Kader, A.A. (Ed). Postharvest Technology of Horticultural Crops. University of California, Division of Agriculture and Natural Resources, Publication 3311.

Métodos alternativos de enfriamiento

Enfriamiento por radiación

El enfriamiento por radiación puede utilizarse para disminuír la temperatura del aire en un almacén, si un colector solar se conecta al sistema de ventilación del edificio. Utilizando el colector solar durante la noche, el calor se perderá en el ambiente. Dentro del almacén puede lograrse una temperatura 4 C menor que la temperatura nocturna.

Uso de aguas de pozo

En la mayoría de las regiones del mundo, las aguas de pozo son frecuentemente mucho más frescas que la temperatura del aire. La temperatura del agua de un pozo profundo tiende a estar en el mismo rango que la temperatura media del aire de la misma localidad. Las aguas de pozo pueden utilizarse para el enfriamiento hídrico, o bien a modo de espray o humidificador para mantener una humedad relativa alta en el ambiente de almacén.

Almacenamiento en grandes altitudes

En general, la temperatura del aire disminuye 10C por cada kilómetro de incremento en la altura. Si los gestores tienen opción de empacar y/o almacenar las mercancías en lugares altos, los costes de enfriamiento podrían reducirse. Las instalaciones de almacenamiento y enfriamiento operadas a grandes altitudes requerirán menos energía que las mismas a nivel del mar para obtener los mismos resultados.

Fuente: Thompson, J.F. 1992. Storage Systems, pp. 69-78. En: Kader, A.A. (Ed). Postharvest Technology of Horticultural Crops. University of California, Division of Agriculture and Natural Resources, Publication 3311.

Aumento de la humedad relativa

El aire refrigerado tiende a bajar la humedad relativa que es benéfica para el almacenamiento de la mayoría de las cosechas hortícolas. El método más sencillo para aumentar la humedad relativa del aire del almacén consiste en mojar el suelo de la cámara, o humectar los recipientes o los empaques con agua fría y dejar que se evapore. Para un sistema más permanente de humedad relativa alta en el ambiente del almacén, puede añadirse humedad al aire refrigerado. Para ello el aire impulsado por el ventilador y que circula alrededor del serpentín del evaporador (R), se hace pasar por paja o musgo mojado (M). El aire así humedecido es entonces impulsado hacia el cuarto de almacenamiento a través de una pared perforada (P).

Musgo mojado como una fuente de humedad en el interior de una cámara fría

Fuente: Lopez, E G. 1983. Conservación de la Producción Agrícola Barcelona: Editorial Aedos. 188 pp.

El uso de un forro de polietileno en una caja de cartón puede ayudar a proteger los productos y a reducir la pérdida de agua en mercancías tales como cerezas, melocotones (duraznos), kiwis, bananas y hierbas. El forro puede reducir también el daño por abrasión debido al frotamiento de los frutos contra las paredes de la caja.


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