Almacenamiento en Atmósferas Controladas

En el almacenamiento en atmósferas controladas, los cambios en la concentración de gases se realizan en una cámara o un contenedor aislados.

Esta práctica comercial se viene desarrollando desde los años cuarenta, y en los últimos 15 años ha tenido un fuerte desarrollo tecnológico. El producto es cargado dentro de un cuarto de almacenamiento aislado, cuyas paredes han sido selladas para impedir el intercambio de gases. La temperatura es controlada por un

sistema de refrigeración mecánica y la composición de la atmósfera es

constantemente analizada en cuanto a niveles de dióxido de carbono y oxígeno. Cuando los niveles de oxígeno han alcanzado los mínimos requeridos para un producto en particular, estos se mantienen mediante la introducción de aire fresco de manera periódica. Usualmente la tolerancia se encuentra en valores entre +/- 0.1%; así cuando el límite del nivel de oxígeno es de 0.9%, se ventila con aire fresco hasta que se logre un nivel de 1.1%. (FAO,1998).

1-36

Hay varios tipos de almacenamiento en AC que han dado buenos resultados especialmente en el almacenamiento de manzanas y peras; para frutas tropicales su utilización es muy restringida por varias razones, entre ellas, la disponibilidad

de fruta durante todo el año, pero con volúmenes irregulares de producción, la falta de investigación, los numerosos problemas de plagas y enfermedades, la corta vida poscosecha de la fruta, la falta de tecnificación en las regiones de producción. Además, los costos de esta tecnología hacen que la AC se utilice solamente para frutas muy perecederas (que toleran el uso de las AC) y/o cuando el período de envío sea de dos o más semanas; un contenedor de AC por ser más hermético y contar con equipo de control de gases, puede costar entre diez y veinte mil dólares más que un contenedor refrigerado.

Otros factores para tener en cuenta son:

• Es un proceso costoso, por lo que deben almacenarse solamente frutas en excelente condición;

• Presenta mejores resultados para frutas de tamaño pequeño y mediano, como las manzanas, pero no para frutas de gran tamaño;

• Las frutas deben ser puestas en almacenamiento tan pronto como sea posible después de la cosecha y en cualquier caso el mismo día;

• El cuarto debe ser sellado y enfriado una vez concluya la carga;

• La carga debe realizarse lo más rápido posible, dentro de una semana.

• Para manzanas, cualesquiera sean las temperaturas a las que se almacenarán, deben ser pre-enfriadas.

• Solamente un tipo de producto debe almacenarse en el mismo cuarto y preferiblemente de un mismo cultivador.(THOMPSON,1997).

En los países en desarrollo su uso no está muy generalizado por varias razones, principalmente económicas:

• El desarrollo de una bodega refrigerada, para hacerla impermeable a los gases y adecuada para el almacenamiento en atmósfera controlada, aumenta el costo en un 40%.

• Los costos diarios de operaciónes se duplican aproximadamente en un período de almacenamiento de seis meses.

• Los costos del equipo para el control de la atmósfera, hacen aumentar los gastos generales. La operación y mantenimiento de las bodegas con atmósfera

controlada es una tarea pesada de administración.

• Hay un número limitado de frutas que responden al almacenamiento en

atmósfera controlada, por ejemplo, las frutas tropicales o subtropicales tienen vida de almacenamiento cortas que no justifican la inversión.

• Las hortalizas tienen vida corta de almacenamiento, o tienen un valor demasiado bajo para garantizar la inversión y por supuesto, algunas pueden almacenarse, bien en bodegas refrigeradas comunes o ventiladas a bajo costo.

Construcción

• El material más común es poliuretano inyectado en el sitio, sobre las paredes y techos. Sobre las superficies de metal es necesario acondiciónar para asegurar la adhesión del aislante. No se debe utilizar aislamiento en tableros rígidos (páneles) pues la inyección del poliuretano puede deformarlos y aflojarlos, causando que la hermeticidad se pierda durante la operación; cuando se trata de convertir un

cuarto frío a uno de AC, se deben retirar todos los páneles de aislamiento antes de aíslar el cuarto, o asegurar éstos a la estructura.

• Las juntas entre el piso y las paredes son el lugar más común de la pérdida de hermeticidad. En especial, se debe tener gran precaución para evitar la separación entre el piso y las paredes por fallas en el subsuelo, como se muestra en la figura 1.14. Diapositiva 1.5

• Las puertas del cuarto de AC deben cerrar herméticamente (Figura 1.15). Se pueden utilizar puertas deslizantes impermeabilizadas. Es conveniente instalar una ventana de observación pequeña, que a la vez permita inspecciónar la caja que está inmediatamente al pie de la puerta.

• La instalación de mangueras de ingreso de gases, del sistema de refrigeración, los drenajes del evaporador, deben tener un diámetro pequeño y debe existir un sello preciso entre el tubo y la pared, para evitar fugas.

Luego, al cargar el cuarto se sella por dentro con silicona. Un sistema liberador de presión evita daños en la estructura por las diferencias de presión que se crean entre el interior y el exterior de la cámara de AC. Este puede ser un sistema similar a una bomba de inflar, que se infla o desinfla según las diferencias de presión o puede utilizarse un sistema de columna de agua abierta al exterior. (Figura 1.16).

Figura 1.14 - Sello adecuado en la unión entre el piso y la pared.

Para comprobar la hermeticidad del cuarto se inyecta aire hasta poner el cuarto en una presión de 1 ”de agua; se monitorea la pérdida de presión en el tiempo, cada 10 minutos. Se calcula el tiempo requerido para alcanzar la mitad de la presión inicial. Un resultado de 20 minutos indica que éste es el tiempo que se demora en bajar la presión a 0.5” de agua. Este dato es adecuado para utilizarlo en cuartos que se deseen mantener en un 3%de O2 sin considerar la manera de remover el

CO2 producido. Cuartos para menores concentraciónes de oxígeno requieren un

tiempo medio de 30 minutos.

La concentración de gases de las AM y las AC resultan tóxicas para las personas; por tanto, se deben tomar las debidas precauciónes. Antes de sacar el producto de la AC, debe ventilarse mínimo durante un día antes de que los operarios entren, para evitar asfixias. Se requiere de avisos que alerten al personal Existen diferentes técnicas para lograr la AC:

• La AC convenciónal, en la cual la fruta al respirar modifica la atmósfera, disminuyendo la concentración de O2 y aumentando la concentración de CO2

hasta alcanzar los niveles deseados, lo que ocurre de 10 a 15 días después de sellado el cuarto. Desde este momento se requiere el control del nivel de estos gases, para lo cual existen en el mercado aparatos muy precisos que no son costosos; el nivel de oxígeno se recupera por ventilación con aire del exterior y el de CO2, se controla con su remoción para lo cual existen varios métodos que se

describen adelante.

Figura 1.15 - Sistema de cierre hermético.

Figura 1.16 - Sistema para liberar la presión

• La AC Rápida, la cual logra la concentración deseada de gases de manera casi inmediata; se logra haciendo primero un vacío para retirar parte del aire del cuarto, para luego inyectarle la atmósfera deseada a través de un equipo que la genera. • La AC de ultra bajo oxígeno (ULO), útil sólo para frutas que soportan

concentraciónes de oxígeno menores del 1% (p.e. Manzana); este sistema

requiere un control estricto del C2H4, para lo cual se utiliza carbón activado, bromo

y ozono (THOMPSON,1998).

• La AC de alto dióxido de carbono; esta atmósfera puede resultar benéfica para controlar insectos y bacterias.

• La AC de baja presión, método que es muy exacto para controlar la

concentración de gases y acelerar la pérdida de volátiles como el C2H4, pero es

una técnica costosa; actualmente, no se usa de manera comercial. Existen diferentes equipos generadores de AC:

• Llama abierta: se consume el O2 por medio de la combustión de gas propano; se

puede quemar el propano en el cuarto (pero se incrementan los niveles de etileno), o quemar afuera y forzar el aire con un ventilador (pero resulta menos eficiente).

1-40

• Quemadores catalíticos: el propano se quema con el oxígeno del cuarto (después de que se calienta el aire) utilizando platino como catalizador y los productos de la combustión se introducen al cuarto de nuevo.

• Quemadores de amoníaco: producen una atmósfera rica en N2; tiene la ventaja

de no producir COC2H4, pero es peligroso si se presenta fuga de NH3 .

• Uso de membranas de fibras huecas: este sistema separa el O2 del N2 e

introduce la porción rica en N2 de nuevo al cuarto.

• Malla de carbón molecular (sistema de presión y absorción) igual que en el anterior, se prentende retener el O2 y dejar pasar el N2 .

Para eliminar el CO2 se puede utilizar:

• Hidróxido de calcio (cal viva) que se pone directamente en el cuarto, o afuera del cuarto y se fuerza el aire del interior a pasar a través de capas de cal.

• Carbón activado es muy utilizado y absorbe además etileno y monóxido de carbono.

• Malla molecular; aunque es muy eficiente no es muy utilizada por su alto costo. Se requiere calentar para liberar el CO2 absorbido.