Por: Dr. Luis Luchsinger. Especialista postcosecha de frutas y manejo de cadena de frio. Profesor e investigador del Centro de Estudios Postcosecha de la Universidad de Chile.

CÁMARAS DE GASIFICACIÓN VERSUS INYECCIÓN A CAJA EMBALADA

En lo referente a control de pudriciones, el ingeniero confirma que el anhídrido sulfuroso es una excelente herramienta para el control de Botritis y Penicillium. En primer lugar, hay que elegir la opción que se utilizará, en Chile lo más usado son las cámaras de gasificación y la inyección a la caja embalada (Dosigas o YTGas). El uso de las cámaras, antes del embalaje, tiene varias ventajas:

-La distribución del gas es mejor porque la fruta embalada conlleva la existencia de barreras al interior de la caja.

-Se gana tiempo en alcanzar al patógeno; en cambio muchas veces transcurren horas antes del embalaje.

-La caja cosechera queda esterilizada.

-El tratamiento se hace fuera del packing; la inyección en cambio se aplica normalmente al momento de palletizar.

-No hay riesgo de que haya condensación en la fruta. El agua con el anhídrido sulfuroso forma ácido sulfúrico, lo que genera microfisuras (hairlines).

-Hay una muy baja probabilidad de dejar fruta sin gasificar; en tanto que resulta muy posible que el trabajador pase por alto alguna caja al inyectar cada una de ellas en el pallet.

-Si no se deja lapso de tiempo suficiente entre la inyección de gas y el prefrío, este último proceso saca el gas y se provoca la oxidación de los evaporadores.

La inyección a caja embalada comenzó a emplearse porque se creaban cuellos de botella en las cámaras de gasificación, como resultado de un mal diseño. Una de las principales falencias, que todavía ocurre, es el uso de ventiladores muy pequeños. Se deben implementar sistemas de ventilación potentes para concentrar el tiempo del tratamiento: no tiene por qué ser de 30 o 40 minutos si puede hacerse en 8. Las cámaras deben ser diseñadas caso a caso, de acuerdo a los volúmenes de producción por hora, y deben ser capaces de responder a los momentos de máxima demanda. Para un adecuado control de pudriciones exógenas, se debería tener una Concentración x Tiempo (CT) mayor a 200 ppm/hora al inicio de la evacuación o extracción del gas en la cámara.

MANEJO DEL FRÍO

Si se usan evaporadores pequeños la generación de frío es lenta; si los ventiladores son pequeños, el caudal de aire es bajo; si las cajas y bolsas son cerradas y no permiten la entrada y salida del flujo de aire, el enfriamiento será más lento. Evaporadores grandes, ventiladores potentes, cajas y bolsas ventiladas, aumentan la velocidad de enfriamiento. Y el frío es por lejos el factor clave en la conservación de la uva de mesa en postcosecha.

Un aspecto importante de considerar es que el cálculo de los sistemas de enfriamiento no se debe basar en la capacidad volumétrica del espacio donde se instalan, sino de la carga térmica. Por ejemplo, no es lo mismo mantener la temperatura baja en verano en un auditorio vacío que en uno atestado de gente, aunque el volumen no ha cambiado. Al referirse a los evaporadores uno debería definir su capacidad en términos de extracción de kilocalorías/hora/pallet, y al hablar de ventiladores en términos de metros cúbicos/hora/pallet.

Cuando no se enfría bien, se produce condensación, agua libre. El aire a mayor temperatura tiene mayor capacidad de retener agua. Si se enfría el aire inadecuadamente, llega un momento en que ya no es capaz de retener el agua que contenía y esta se libera o condensa. Aparecen gotas, el agua comienza a ser visible, empieza a depositarse sobre la fruta. Al interior de las cajas ya cerradas, los generadores se encuentran calibrados para funcionar sobre un 80% de humedad relativa; si se mojan, puede dispararse su fase rápida, aumentar la emisión de anhídrido sulfuroso (SO₂), generar ácido sulfúrico y desatar problemas de hairline y blanqueamiento al entrar el SO₂ por las microfisuras. También puede ocurrir que el agua produzca una especie de encostramiento del metabisulfito de sodio de la fase lenta, de modo que este se encapsula y no es capaz de emitir el SO₂. Cada vez que se saca un pallet de un prefrío o que se va a embarcar una fruta y se observa que está condensada, es porque se enfrió mal.

EL TRIÁNGULO DEL ENFRIAMIENTO

Tres aspectos son fundamentales de considerar en el proceso de enfriamiento. Uno, el diseño de los equipos de refrigeración y los prefrios; dos, el diseño de los envases y embalajes; y tres, la forma de enfriar. Lamentablemente, existe una gran descoordinación en este “triángulo del enfriamiento”. Un enfoque serio debiera integrar los vértices de esta figura geométrica, sobre la base de las características de la fruta.

El diseño de los equipos de refrigeración y el manejo del prefrío se basa en una curva teórica de enfriamiento (Thompson et al., 1998, Universidad de California, figura 1), y se supone que cuando falta por bajar un octavo de la temperatura de la fruta es el momento de retirar la fruta porque, siguiendo a la figura, el proceso empieza a tardarse demasiado. Se piensa que la fruta va a enfriarse posteriormente en las cámaras de almacenaje. No obstante, ello no es efectivo. Así lo demuestran las curvas de enfriamiento de las caras del pallet que reciben el frío primero y las caras que reciben el frío después medidas en condiciones reales (figura 2). Esto significa que la fruta debe llevarse a la temperatura de almacenaje o de tránsito antes de retirarla del proceso de enfriamiento.

En cuanto al diseño de los envases y embalajes, Luchsinger representó la necesidad de que las cajas tengan aperturas que permitan la ventilación, de manera de posibilitar el enfriamiento por convección que, como vimos en el artículo publicado en Redagrícola 79, es mucho más rápido que el enfriamiento por conducción (bajo flujo de aire). El caudal de aire generado posibilita un menor tiempo de enfriamiento, que conduce a una más baja deshidratación.

Una investigación realizada por el Centro de Estudios de Postcosecha de la Universidad de Chile (Luchsinger y Lizana, 2007) demostró que con el diseño de cajas en formato trapezoidal (DEFOR, más anchas en la base que en su parte superior, uno de los modelos más empleados en el mundo), el enfriamiento de la fruta se demora un 15% más que con cajas rectas. O sea estas últimas permiten un 15% de ahorro energético en la fase a la que nos referimos.

Figura 1.- Curva teórica de enfriamiento para el diseño de equipos.

Figura 2.- Curvas reales de enfriamiento.

PRECAUCIONES EN EL TRANSPORTE MARÍTIMO

En el transporte marítimo ha seguido la tendencia al uso creciente de contenedores, lo cual se ha traducido en un aumento del 12% de la capacidad de carga, al utilizar pallets con mayor altura (HC) con el consiguiente ahorro en el costo de flete. Sin embargo, paralelamente ello se traduce en un incremento de 12% de la carga térmica en los túneles de aire forzado.

La apertura de “lampa” o intercambio de aire en el contenedor es uno de los aspectos a considerar. Como la fruta respira, el ventilador ubicado en esa apertura es el que controla el intercambio de aire, es decir, el ingreso de oxígeno y la salida del dióxido de carbono (CO₂). El  intercambio de aire (en metros cúbicos/hora), depende la tasa respiratoria. En uva de mesa lo máximo debería ser 25 m³/hora, por lo tanto no tiene mucho sentido hablar de porcentajes, como suele hacerse.

En el contenedor, el aire entra por abajo y retorna por arriba (figura 3). Se forma un círculo corto muy fuerte, porque el ventilador succiona más rápidamente el aire que se encuentra más cercano. En consecuencia, la forma de estibar los pallets en los contenedores puede determinar diferencias de temperatura, con un nivel constante en la zona del evaporador/ventilador (motor), pero más alto en la zona de la puerta. Las estibas de las navieras en general dejan más espacios libres cerca del motor, haciendo que el flujo de aire se concentre allí, y concentran los pallets en el sector más alejado (hacia la puerta) provocando que el aire fluya menos en esa área. Hay que cambiar sus planos para hacer lo opuesto (figura 4).

Figura 3.- Flujo de aire y refrigeración en contenedores marítimos (Thompson et al., 1998, U de California).

Figura 4.- Modelos de estiba más comunes en contenedores refrigerados de 12 m. A. Cinco bloques de 4 pallets. B. Dos pares similares de pallets al inicio y luego cuatro bloques de 4. C. Cuatro bloques de 4 pallets al inicio y luego dos pares de pallets similares. D. Modelo 9 x 11. E. Modelo 9 x 11 modificado por Luchsinger. F. Modelo euro pallet.

Respecto del software QUEST para ahorro energético (sigla correspondiente a Quality and Energy Efficiency in Storage and Transport: calidad y eficiencia energética en almacenamiento y transporte), utilizado por las compañías marítimas, hay que tener mucha precaución con que la operación del set point -vale decir el punto fijado para el encendido o apagado del compresor que controla la temperatura- no se desfase de las condiciones requeridas por la fruta. Este programa permite que la temperatura del aire se mantenga en un rango, por ejemplo, que puede llegar de 6°C bajo el punto de “seteo” hasta 2°C sobre este.

Así, siguiendo el ejemplo, si se fijara el set point a -1°C, el sistema de frío del contenedor se podría echar a andar automáticamente cuando la temperatura del aire alcance a 1°C y se detendriá cuando llegue a -7°C como mínimo. El sistema resulta energéticamente eficiente, lo cual no necesariamente coincide con las condiciones óptimas para la fruta. Se debe precaver que QUEST no produzca golpes fuertes de frío más allá de lo que la uva de mesa puede tolerar sin sufrir perjuicios, lo cual de hecho ha ocurrido. Existe una versión QUEST II, exclusiva de Maersk, que ha sido mejorada en este aspecto.